【導讀】本文依據(jù)光伏發(fā)電站無功補償技術(shù)規(guī)范及風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定，分別介紹了進行光伏電站和風電場的無功配置計算與分析。
一、光伏電站的無功配置計算
一般需要依據(jù)《GB 19964-2012 光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》，《GBT 29321-2012 光伏發(fā)電站無功補償技術(shù)規(guī)范》進行光伏電站的無功配置分析。
光伏電站逆變器可發(fā)出無功功率，但考慮電站能為系統(tǒng)提供一定的無功儲備容量，需配置無功補償裝置。無功補償容量應(yīng)結(jié)合實際接入電網(wǎng)情況確定，其配置的容性無功補償容量，應(yīng)為光伏電站額定出力時升壓變壓器無功損耗、線路無功損耗及線路充電功率之和，其配置的感性無功補償容量應(yīng)能夠補償全部線路的充電功率。
圖1：荒漠電站的系統(tǒng)拓撲
一般的，升壓變無功損耗所占總無功損耗的比例接近70％ ，送出線路中的架空線產(chǎn)生的無功損耗占總無功損耗22％以上，光伏電站全部電纜線路產(chǎn)生的無功損耗所占比例約為8％；另外，電站的感性無功需求遠小于容性無功需求。
對于SVG這樣的無功補償設(shè)備，可以實現(xiàn)額定感性到額定容性的連續(xù)調(diào)節(jié)，因此可以以容性無功需求量來配置SVG容量。
為減少計算的工作量，可進行近似計算，其無功補償容量只需考慮升壓變無功損耗，再按照系數(shù)進行折算即可。
變壓器無功損耗計算公式為：
式中，QT 為變壓器無功損耗，kvar；UK ％為變壓器短路電壓百分數(shù)，I0％為變壓器空載電流百分數(shù)；S為變壓器的視在功率，kVA；SN 為變壓器額定容量kVA。一般的，升壓變的短路電壓百分值為6.7％，空載電流百分值為0.4％。
按照此參數(shù)，升壓變的無功需求約為電站總?cè)萘康?%，整個電站無功需求為10%；若光伏電站并網(wǎng)工程采用一次升壓，即升壓至35 kV并網(wǎng)，其無功補償容量可按光伏電站總?cè)萘康?0％配置。
考慮光伏電站容量對接入電網(wǎng)電壓等級的要求及實際并網(wǎng)點對電壓等級的限制，光伏電站并網(wǎng)工程可能需要兩次升壓，若光伏電站接入系統(tǒng)電壓等級為110 kV，則還需進行35 kV／110 kV升壓方可接入電網(wǎng)，一般35 kV／110 kV升壓變短路電壓百分值為10.5％，空載電流百分值為0．67％，因此若采用兩次升壓，其無功補償容量可按光伏電站總?cè)萘康?0％配置。
二、風電場的無功配置計算
一般需要依據(jù)《GBT_19963-2011風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》進行風電場的無功配置分析。
風電場的無功損耗主要由4部分構(gòu)成：
1）箱式變壓器：箱式變壓器將風機的電壓由690V升壓到1OkV或35kV，一臺風機對應(yīng)一臺箱式變壓器。
2）集電線路：風機的電力經(jīng)過箱式變壓器升壓后通過集電線路將電力送至風電場升壓站。
3）升壓變壓器：風電場升壓站內(nèi)升壓變壓器將集電線路送來的電力升壓后送出。
4）風電場送出線路：升壓變壓器將風電電力升壓后經(jīng)送電線路接入電力系統(tǒng)。
同樣的，上述無功損耗中變壓器損耗占比最大，計算公式相同。一般的箱式變壓器短路電壓百分值為4.5％，空載電流百分值為0.9％，無功配置容量應(yīng)在5.4%以上。升壓變壓器短路電壓百分值為9％，空載電流百分值為0.19％，無功配置容量應(yīng)在9.2%以上。再加上集電線路和送出線路的無功損耗，整個風電場的無功配置應(yīng)在20%以上。
所以風電場的無功配置容量一般按照電站容量的20%比例來配置。
