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曾經有多個業(yè)主向我反映，裝上了分布式光伏項目，收益還沒拿到多少，卻因為功率因數(shù)被電網罰款的情況。那這到底是怎么回事，要如何避免?
什么是功率因數(shù)?
在交流電力系統(tǒng)中，有三種常用的功率表征量：有功功率P、無功功率Q和視在功率S，他們之間的三角關系如下圖：

文章插圖

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功率因數(shù)是cosφ=P/S=P/(P2+Q2)1/2
有功功率可以看做交流電路中阻性負載消耗的功率，而無功功率主要由電路中感性負載決定。
總體來看，功率因數(shù)下降的原因主要是：
1、原有補償設備實際可用補償容量不足;
2、補償設備檢測點選擇不正確;
3、無功補償設備的控制器損壞
4、電網中負載帶來的諧波較大，補償電容器無法正常投切;
而補償設備實際可用容量不足和檢測點位置選擇不正確，是問題的主要原因。
實際項目案例分析
項目現(xiàn)場電網、負載、無功補償設備和光伏系統(tǒng)接線示意如下：

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項目現(xiàn)場檢查：
1
檢查無功補償裝置，發(fā)現(xiàn)由于使用時間過長，有一些交流接觸器損壞，同時補償電容的容量也有所衰減;
2
在配電網中所有設備工作時，電表顯示的有功功率會隨著光伏系統(tǒng)功率增大而減小，從而功率因數(shù)減小;
3
暫時關閉“其他感性負載”，電表顯示有功功率和無功功率同時降低，計算得出的功率因數(shù)較小;
4
暫時關閉光伏系統(tǒng)，電表顯示的有功功率增加，無功功率變化較小，計算得到的功率因數(shù)在0.91附近波動，也會有低于0.9的情況;
項目功率因素下降的原因分析：
配電網中，無功補償裝置可用容量較小;
沒有安裝光伏系統(tǒng)之前，配電網的功率因數(shù)在臨界狀態(tài)，“其他感性負載”和“照明等阻性負載”決定了配電網功率因數(shù);當安裝光伏系統(tǒng)后，由于光伏系統(tǒng)的功率因數(shù)接近1，即輸出功率基本為有功功率，照明等阻性負載直接從光伏系統(tǒng)取得功率，而“其他感性負載”的無功功率還是來自電網，因此導致配電網功率因數(shù)降低;
無功補償裝置的檢測點選擇錯誤，現(xiàn)場的無功補償裝置只能補償“空壓機等感性負載”，而不能補償配電網中的“其他感性負載”，導致并網點的功率因數(shù)降低。輸出功率基本為有功功率，照明等阻性負載直接從光伏系統(tǒng)取得功率，而“其他感性負載”的無功功率還是來自電網，因此導致配電網功率因數(shù)降低;
項目整改措施
將無功補償裝置的檢測點后移至變壓器的出線側，即如下圖：

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評估配電網中感性負載、阻性負載和光伏系統(tǒng)之間關系，按照功率因數(shù)三角形得出需要補增的無功補償容量;
施工完成后，觀察一個月，項目功率因數(shù)正常。
項目前期設計建議和功率因素下降處理方法
項目前期設計建議：
自發(fā)自用、余電上網的分布式光伏系統(tǒng)的容量盡量不要超過上級變壓器容量的30%-40%;
補償裝置的檢測點要放在配電網檢測那一級;
分布式商業(yè)電站在項目設計之初就要考慮到原有變壓器、無功補償裝置、傳輸線纜、負載類型和功率以及光伏系統(tǒng)的兼容問題;

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