光伏电站无功补偿和有功/无功功率计算方法

百科   2024-12-22 18:44   湖南  

在光伏电站的设计与运营过程中,无功补偿、有功功率及无功功率的计算、以及功率因数的调节都是至关重要的环节。这些环节涉及具体的计算公式、实用的口诀、实际案例的计算方法和工程中的参数设定。

1. 无功补偿容量计算
计算公式
Qc=P⋅(tan(ϕ1)−tan(ϕ2))QcQc:无功补偿容量(kVar)
  • P:有功功率(kW)
  • ϕ1:补偿前的功率因数角
  • ϕ2:补偿后的功率因数角


口诀
  • 计算无功补偿容量:有功乘以正切差。

2. 有功功率与无功功率计算
计算公式
  • 有功功率:P=V⋅I⋅cos(ϕ)
  • 无功功率:Q=V⋅I⋅sin(ϕ)
  • 视在功率:S=V⋅I
  • P:有功功率(kW)
  • Q:无功功率(kVar)
  • S:视在功率(kVA)
  • V:电压(V)
  • I:电流(A)
  • ϕ:功率因数角


口诀
  • 有功功率:电压乘电流乘余弦。
  • 无功功率:电压乘电流乘正弦。
  • 视在功率:电压乘电流。

3. 功率因数调整
计算公式
功率因数=有功功率视在功率=cos⁡(ϕ)

口诀

  • 功率因数:有功除以视在。

4. 主变压器低压侧出口功率设计
计算公式
S出口=P2+Q2
S出口:主变压器低压侧出口视在功率(kVA)
  • P:有功功率(kW)
  • Q:无功功率(kVar)


口诀
  • 出口视在功率:有功平方加无功平方再开方。


5. 满发时功率损耗计算
计算公式
P损耗=P输入−P输出
P损耗:功率损耗(kW)
  • P输入:输入有功功率(kW)
  • P输出:输出有功功率(kW)


口诀
  • 功率损耗:输入减去输出。

6. 截止发电时功率损耗计算
计算公式
P损耗=P输入−P输出
  • P损耗:功率损耗(kW)
  • P输入:输入有功功率(kW)
  • P输出:输出有功功率(kW)


口诀
  • 功率损耗:输入减去输出。


7. 功率因数要求下的补偿容量计算
计算公式
Qc=P⋅(tan(ϕ1)−tan(ϕ2))
  • Qc:无功补偿容量(kVar)
  • P:有功功率(kW)
  • ϕ1:补偿前的功率因数角
  • ϕ2:补偿后的功率因数角

口诀
  • 计算无功补偿容量:有功乘以正切差。

实例计算
工程参数
厂区情况
某光伏电站,装机容量为1000kW,主变压器容量为1250kVA,电压等级为10kV/0.4kV。
满发时
有功功率 P=1000P=1000 kW,功率因数 cos⁡(ϕ1)=0.85cos(ϕ1)=0.85。
截止发电时
有功功率 P=0P=0 kW,功率因数 cos⁡(ϕ1)=0.85cos(ϕ1)=0.85。
目标功率因数
cos⁡(ϕ2)=0.95cos(ϕ2)=0.95。
满发时无功补偿容量计算
计算补偿前的无功功率:Q1=P⋅tan⁡(ϕ1)=1000⋅tan⁡(cos⁡−1(0.85))≈1000⋅0.5244≈524.4 kVar
计算补偿后的无功功率:Q2=P⋅tan⁡(ϕ2)=1000⋅tan⁡(cos⁡−1(0.95))≈1000⋅0.3123≈312.3 kVar
计算无功补偿容量:Qc=Q1−Q2=524.4−312.3≈212.1 kVar

截止发电时无功补偿容量计算
计算补偿前的无功功率:Q1=P⋅tan⁡(ϕ1)=0⋅tan⁡(cos⁡−1(0.85))=0 kVar
计算补偿后的无功功率:Q2=P⋅tan⁡(ϕ2)=0⋅tan⁡(cos⁡−1(0.95))=0 kVar
计算无功补偿容量:Qc=Q1−Q2=0−0=0 kVarQc=Q1−Q2=0−0=0 kVar
箱变逆变一体机满发时无功补偿容量计算
工程参数
箱变逆变一体机容量
250kW。
满发时
有功功率 P=250P=250 kW,功率因数 cos⁡(ϕ1)=0.85cos(ϕ1)=0.85。
目标功率因数
cos⁡(ϕ2)=0.95cos(ϕ2)=0.95。
计算补偿前的无功功率:Q1=P⋅tan⁡(ϕ1)=250⋅tan⁡(cos⁡−1(0.85))≈250⋅0.5244≈131.1 kVar
计算补偿后的无功功率:Q2=P⋅tan⁡(ϕ2)=250⋅tan⁡(cos⁡−1(0.95))≈250⋅0.3123≈78.1 kVar
计算无功补偿容量
Qc=Q1−Q2=131.1−78.1≈53.0 kVar
箱变逆变一体机截止发电时无功补偿容量计算
工程参数
箱变逆变一体机容量
250kW。
截止发电时
有功功率 P=0P=0 kW,功率因数 cos⁡(ϕ1)=0.85cos(ϕ1)=0.85。
目标功率因数
cos⁡(ϕ2)=0.95cos(ϕ2)=0.95。
计算补偿前的无功功率:Q1=P⋅tan⁡(ϕ1)=0⋅tan⁡(cos⁡−1(0.85))=0 kVarQ1=P⋅tan(ϕ1)=0⋅tan(cos−1(0.85))=0 kVar
计算补偿后的无功功率:Q2=P⋅tan⁡(ϕ2)=0⋅tan⁡(cos⁡−1(0.95))=0 kVarQ2=P⋅tan(ϕ2)=0⋅tan(cos−1(0.95))=0 kVar
计算无功补偿容量:Qc=Q1−Q2=0−0=0 kVarQc=Q1−Q2=0−0=0 kVar
—《END》—

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