如何避免工商业光储系统造成功率因数下降?

如何避免工商业光储系统造成功率因数下降?

近年来，随着国内电芯成本下降及各省份分时电价机制的逐步完善，光伏与储能系统的日新月异，并入电网的容量呈现显著增长，对电网的影响亦逐渐显现。在这其中，功率因数降低问题尤为突出。

功率因数是衡量一个企业用电是否经济运行的重要指标，在如今光伏发电普及的情况下，部分企业也会考虑增装储能系统，那么我们如何避免功率因数降低的情况?功率因数的高低直接关系到电力网中的电能损耗，供电线路的电压波动和电压损失，以及电力系统的安全和经济运行及合理利用能源。

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什么是功率因数?

在工业企业中，常用的电动机类设备均属于电感性负载，这些设备在工作时既要消耗有功功率，还要从电网吸收无功功率。功率因数cosφ就是反应总功率(视在功率)中有功功率的所占比，即：cosφ=P/S，(P为有功功率，S为视在功率，功率因数也简称PF)，而我们所要了解的无功功率Q与前两者的关系则是S²=P²+Q²，所以功率因数越接近1，说明其消耗的无功电量越少;反之，功率因数越低，则表示消耗的无功电量越高。

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为什么安装了光储系统后，工厂的功率因数会变低?

分布式光伏系统接入厂区后，并网逆变器输出的无功功率小，若厂区容性负载与感性负载占比较大，由于光伏发电及储能系统放电时间段仅提供有功功率，而厂区负载则同时会消耗有功功率和无功功率，光伏发电及储能系统提供的有功优先被消耗，导致从电网获取的有功减少，而所有无功消耗仅来自电网，根据上面所介绍的cosφ公式计算，对于电网考核点来说功率因数必然降低，可能造成供电系统电压波动、谐波增大等现象。

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避免工商业光伏及储能电站造成功率因数下降的解决方案?

1、合理选择并网方式

‌并网方式的选择对于避免功率因数下降至关重要。在厂区没有安装光伏发电与储能系统时，网内的无功补偿系统是根据电网的有功供电功率和网内的无功功率来自动调节补偿的，因此网内的无功问题可通过该网内设置的无功补偿设备达到自动补偿的目的，使得无功功率满足电网的要求。

在安装光储系统后，‌有效的并网方式是在电容柜采样CT前进行光伏与储能系统并网，将光伏与储能系统的接入点设置在原无功补偿设备的前端A点(如下图所示)，即让光储系统与电网同性质，共同为负载出力，‌这样可以确保无功补偿装置能够正确采集系统负载的实际用电数据，‌从而准确投切电容，‌避免补偿不足或过补偿的情况。充分利用原有无功补偿系统，降低投资。另外需要考虑到工商业储能系统要单独实现防逆流以及避免在储能放电时间段光伏存在余电上网时误放，储能系统的防逆流装置CT需要装在下图C点。

2、增加光储系统专用无功补偿器

‌为这套光伏发电系统安装专用的无功补偿装置，通常这套无功补偿设备宜安装在在光伏电站的输出侧，以补充光伏发电系统缺乏大容量无功补偿的能力，满足电网的需求，缺点是成本高。

3、通过逆变器进行被动式功率因数调节

‌逆变器功率因数PF设置为0.8—1之间某一定值，‌通过逆变器补偿一部分无功。‌这种方法虽然可以调节功率因数，‌但可能会造成过补的情况，‌导致光伏发电量的浪费。‌因此，‌需要逐步适当调整逆变器的设置，‌直到功率因数正常。‌然而，‌这种方法存在局限性，‌因为逆变器会固定输出一部分无功值，逆变器可能达不到最高的有功输出，影响客户收益。‌

4、搭配智慧能源管理器进行动态无功补偿

原理还是利用逆变器的PF控制功能，加装智慧能源管理器采集母线上功率因数值，不断计算整个系统需要配置的无功，然后通过RS485将指令发送到每个逆变器。该方法的好处是不需要额外增加电容补偿柜，成本较低。

功率因数问题是很多光伏电站，特别是近年工商业光储系统存在的重要问题之一，要在设计环节就充分考虑原有变压器、无功补偿装置、传输线缆、负载类型和功率等问题。对于用户侧并网的工商业光储系统要重视接入点的位置，确保无功补偿装置能正常发挥作用，电能质量达到电网的要求，使光伏电站高效稳定运行，达到最大经济效益，‌同时满足电力公司的功率因数要求，‌避免罚款，‌提高能源利用率。

审核编辑 黄宇