一、什么是视在功率、有功功率、无功功率?
视在功率是交流电路中电压和电流有效值的乘积,单位为伏安(VA)。它反映了电气设备的容量,但不直接反映设备的实际能量转换效率。
有功功率是交流电路中实际消耗的功率,单位为瓦特(W)。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为机械能、光能、热能等其他形式能量的电功率。比如:电动机就是把电能转换为机械能,各种照明设备将电能转换为光能,提供生活和工作照明。
无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。由于它对外不做功,才被称之为"无功"。
二、什么是无功补偿?
无功补偿,是一种在电力供电系统中起提高电网功率因数的作用,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境的技术。其核心原理是通过并联电容器等设备提供感性负载所需的无功功率,减少电网电源向负载输送的无功电流,进而降低线路和变压器的电能损耗。
为更直观的理解,我们以一杯啤酒举例,满杯的啤酒加泡沫就相当于视在功率,啤酒相当于是有功功率,泡沫相当于是无功功率。满杯的啤酒,杯子容量一定的情况下,泡沫越少,喝到的啤酒越多,而在供电系统中,喝到的啤酒越多,意味着同样的电量,做的功越多。如果我们想喝到更多的啤酒,要提高电力系统功率因数,增加有功功率,从而提高电能利用率,这其实也就是无功补偿的作用。
三、为什么要进行无功补偿?
1、提高功率因数
感性负载会导致电流相位滞后于电压,降低功率因数。通过无功补偿可提高功率因数,避免因功率因数过低产生的电力罚款。
比如说能否使视在功率100kVA的变压器输出100kW的有功功率,主要取决于功率因数,这时无功补偿就体现其价值和意义了,可以用电容器补偿无功功率,增加电网中有功功率的比例常数,提高功率因数可以减少供电设备的设计容量、减少投资、增加电网中有功功率的输出比例等。
2、维持电网稳定性
改善电压质量:无功不足会导致电压下降,通过合理补偿可以缓解线路压降,改善电能质量。
四、为什么安装光伏后功率因数降低?
1、无功功率补偿不足
光伏系统主要提供有功功率,而无功功率仍需由原有的补偿装置提供。如果原有的补偿装置无法准确和及时地提供负载所需的无功功率,电网就需要提供额外的无功功率,从而导致功率因数下降。
2、光伏接入点导致无功补偿检测不准确
光伏接入点要选择在电容补偿柜前端,让光伏系统与电网性质一样,共同为负载供电,光伏接入点如下图所示。
五、光伏逆变器是否具备无功补偿功能?
光伏逆变器具备功率因数调节能力,对于光伏装机规模不大、感性负载不多的情况,可以不用额外增加无功补偿设备,通过调节逆变器输出功率因数,使逆变器发出无功供给厂内感性负载使用,从电网吸收的有功功率和无功功率同时减少,这样功率因数可以保持在原来水平。
需要注意的是利用逆变器的功率因数调节无功尽管成本较低,但在光伏功率高时,会影响有功输出。且逆变器的无功能力有限,调节范围一般都是0.8超前~0.8滞后,如果无功需求超出逆变器调节能力,还是要增加无功补偿设备,保证光伏的收益最大化。