英威腾iSVG产品在光伏发电站中的应用

深圳市英威腾电气股份有限公司

1 光伏行业电能质量分析

随着全球能源危机和节能减排战略的推进，将可再生能源大量接入电网为本地负荷供电已是大势所趋，其中并网光伏发电系统以环保、低噪声、适用范围广等特点而备受青睐。可以预见，在不久的将来，太阳能光伏发电将在发电系统中占据重要地位，为电力市场提供大量优质电能。

然而，太阳能的随机性和间歇性使得光伏站的输出功率是波动的，从而使得光伏电站电压不稳定、并网功率因数不合格、谐波超标等电能质量问题突显，阻碍了光伏发电大规模发展。因此，解决好光伏发电系统的无功补偿和谐波治理问题对于保证光伏电站系统电能质量及安全运行、达到光伏电站接入电网的要求具有重要意义。

2 项目概述

青海海南州某30MWp 项目坐落在青海海南州共和县光伏产业园内，光伏发电单元经直流汇线，至逆变器输出交流，再经变压器升压后接至35kV 集电线路，集电线路接入配电间35kV 母线，本期工程共4回35kV 集电线路。35kV 本期采用单母线接线，1 回35kV 线路送出。其中35kV 母线侧安装1 套iSVG 动态无功补偿装置，满足该光伏站内无功补偿需求。

3 项目实施方案

项目所在地环境条件为极端最高气温43.2℃、极端最低气温-28.9℃、平均气温10.1℃。系统概况是系统电压36.5kV、系统最高电压40.5kV、35kV系统开断电流31.5kA、系统额定频率50Hz、系统中性点接地方式为不接地。

根据项目提供的参数计算，该项目需要配置无功补偿容量为±5MVar。iSVG 装置可以实现感性无功到容性无功-5～5MVar 范围内连续快速调节，最终选择iSVG-005-35-BT。

经过10kV/35kV 升压变压器直接挂接到35kV母线，增加了户外隔离开关及户外升压变压器，系统方案如图1所示。

iSVG 投运后运行正常，满足了光伏电站对于无功补偿装置的要求，顺利通过了当地电业局的验收。iSVG 现场图片如图2所示。

图1 系统解决方案

图2 iSVG 现场图片

iSVG 运行特点分析如下：

1）并网电压谐波小于1%

采用独特的直流电压平衡技术及多电平矢量控制技术，并网电压谐波更小，排除背景谐波，装置并网电压谐波小于1%，如图3所示。

图3 并网谐波电压

2）并网电流无冲击

采用精确的电网同步技术和自励起动技术，并网电流无冲击。

3）矢量控制，响应速度小于5ms

采用矢量控制，响应时间小于5ms，对快速冲击负荷和闪变具有更好的补偿效果。如图4所示。

4）补偿功能多样化

具有无功补偿、谐波补偿、稳压补偿、三相不平衡补偿等功能，如图5所示。

5）多重保护功能

图4 感性到容性电流阶跃响应

图5 无功补偿输出电压电流波形

具有17 种保护功能，确保设备安全运行，包括 电网过压保护、电网欠压保护、电网电压不平衡保护、电网缺相保护、直流侧总过压保护、直流侧电压不平衡保护、过载保护等。

6）正面维护结构设计

采用正面维护，设备靠墙安装，大大节约了设备占地面积，方便用户维护和检修。

4 结论

iSVG 高压静止无功发生器是英威腾公司研发生产的静止型高压动态无功补偿设备，既可补偿无功，也能补偿谐波，属于最新一代无功补偿产品，广泛应用于电力行业、新能源发电场、轨道交通、冶金行业和煤矿行业，可用来提高系统功率因数和治理谐波、抑制电网电压波动和三相不平衡，有效改善系统电能质量和用电环境。

其主要功能为：降低线损，提高线路输电稳定性；维持受电端电压，加强系统电压稳定性；抑制电压波动和闪变；补偿负荷无功，提高系统功率因数；抑制电网三相不平衡。

客户收益为：功率因数一直维持在0.98 以上，满足接入电网要求；稳定了光伏电站35kV 母线侧的电压，电压波动d%＜2%；整体解决发电厂电能质量问题，提高并网成功率；动态连续调节，补偿光伏发电厂无功需求。