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光伏电站主变压器低压侧出口功率设计

企业科技 2024-11-22 11:21 辽宁

光伏电站的设计中，主变压器低压侧出口功率设计、满发时功率损耗计算、截止发电时功率损耗计算以及功率因数要求下的补偿容量计算是非常重要的环节。

1. 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）

示例及参数

假设某光伏电站的装机容量为1000kW，主变压器容量为1250kVA，电压等级为10kV/0.4kV，满发时功率因数 cos⁡(ϕ)=0.85cos(ϕ)=0.85。

计算有功功率：

P=1000kWP=1000 kW

计算无功功率：

Q=P⋅tan(ϕ)=1000⋅tan(cos−1(0.85))≈1000⋅0.5244≈524.4 kVar

计算出口视在功率：

S出口=P2+Q2=10002+524.42≈1000000+274995.36≈1274995.36≈1129.2 kVA

2. 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）

示例

假设光伏电站满发时，输入有功功率 P输入=1000 kW，输出有功功率 P输出=950 kW。

计算功率损耗：P损耗=P输入−P输出=1000−950=50 kW

3. 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=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）

示例

假设光伏电站截止发电时，输入有功功率 P输入=0 kW，输出有功功率 P输出=0 kW。

计算功率损耗：P损耗=P输入−P输出=0−0=0 kW

4. 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）
PP：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

示例

假设光伏电站满发时，有功功率 P=1000 kWP=1000 kW，补偿前的功率因数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)=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

综合示例

工程参数

光伏电站装机容量：1000kW

主变压器容量：1250kVA

电压等级：10kV/0.4kV

满发时功率因数：0.85

目标功率因数：0.95

满发时输入有功功率：1000kW

满发时输出有功功率：950kW

截止发电时输入有功功率：0kW

截止发电时输出有功功率：0kW

计算步骤

主变压器低压侧出口功率设计：

有功功率 P=1000 kW
无功功率 Q=524.4 kVar
出口视在功率 S出口=1129.2 kVA

满发时功率损耗计算：

输入有功功率 P输入=1000 kW
输出有功功率 P输出=950 kW
功率损耗 P损耗=50 kW

截止发电时功率损耗计算：

输入有功功率 P输入=0 kW
输出有功功率 P输出=0 kW
功率损耗 P损耗=0 kWP

功率因数要求下的补偿容量计算：

补偿前无功功率 Q1=524.4 kVar
补偿后无功功率 Q2=312.3 kVar
无功补偿容量 Qc=212.1 kVar

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