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摘要：近年来，我国在大力支持分布式光伏产业，地方政府也加大补贴力度，分布式光伏得以迅猛发展。分布式光伏发电一般是利用企业既有建筑的屋顶资源，运行方式以企业侧自发自用为主、多余电量上网。该模式提高了企业的供电可靠性和收益，但分布式光伏并网后对企业的功率因数带来影响。鉴于此，本文主要分析分布式光伏并网后对企业功率因数的影响及治理。
关键词：分布式光伏；并网；企业；功率因数；影响
1分布式光伏并网后对企业功率因数的影响
分布式光伏发电系统在为企业提供清洁能源的同时，其并网运行后也会干扰企业供电网络无功补偿装置的运行，而且光伏电站的发电功率越接近于企业用电负荷，对无功补偿装置的影响越大，甚至会引起无功补偿装置的停运，最终造成功率因数不合格。通过对分布式光伏在不同发电功率时对企业供配电网络的影响进行分析，提出解决方案。
2分布式光伏接入前、后对企业功率因数的影响
2.1企业电网未接入分布式光伏
某工厂市电供电变压器容量为1250kVA，企业0.4kV母线通过检测变压器低压总开关的电流来控制无功补偿装置投切补偿电容器，从而保证功率因数控制在0.9以上。企业所需的有功功率P负载=P电网；企业侧所需的无功功率Q负载=Q电网+q补；功率因数
可以看到，无功补偿越接近负载无功，即企业整体负载属性趋近于纯电阻，功率因数越接近1。
2.2企业电网接入分布式光伏
企业电网接入分布式光伏的一般方式如图1所示，即光伏并网点B1为企业0.4kV母排上。此时负载的有功由电网和光伏共同提供，且由于光伏逆变器的设置，光伏供电优先于电网供电。企业所需的有功功率P负载=P电网+P光；企业所需的无功功率Q负载=Q电网+q补+q光；功率因数
由于光伏的发电量受太阳辐射大小的变化而变化，从而影响到整个供配电网络的变化。
2.3分布式光伏并网后功率因数变化的原因分析
针对光伏发电并网后所产生的一系列问题，有必要对配电系统各类电参数的变化进行深入分析。下文的分析基于企业负载一定时（负载有功、无功基本维持不变）的条件，对不同光伏发电功率情况下进行分析：
2.3.1分布式光伏发电功率小于企业负载功率时，P光<P负
当光伏发电功率小于负载功率时，此时P电网=P负载-P光＞0；Q电网=Q负载-q补。0.4kV母线无功补偿控制器所检测到的有功电量减少，而负载无功不变情况下，功率因数与光伏发电量成反比例关系。关口表的功率因数与无功补偿控制器情况一致，关口表工作在第I象限。
当负载维持一定时，由于K2计量点有功功率P电网随着光伏发电功率P光的增加而减小，而无功功率Q电网由于光伏逆变器基本没有无功q光输出基本不变。造成功率因数下降。无功补偿控制器发出指令增加电容补偿容量，减少无功功率Q电网的输入。
所以，当P光<P负时，我们会发现企业0.4kV母线无功补偿装置会随着光伏发电功率的增加而投入更多的补偿电容。
2.3.2分布式光伏发电功率等于企业负载功率时，P光=P负
当光伏发电功率接近负载功率时，此时P电网=P负载-P光≈0；Q电网=Q负载-q补。0.4kV母线无功补偿控制器K2所检测到的有功电量处于时而正向，时而反向。当K2检测到反向有功时，无功补偿电容器全部退出；当K2检测到正向有功时，补偿电容会因为功率因数很低而全部投运。造成系统的不稳定现象。关口表在第I象限和第II象限之间转换。
2.3.3分布式光伏发电功率大于企业负载功率时，P光>P负
当光伏发电功率大于负载功率时，此时P电网=P负载-P光＜0；Q电网=Q负载-q补。0.4kV母线无功补偿控制器K2所检测到的有功电量为负值，无功补偿电容器全部退出（由于无功补偿控制器所检测电流是单方向的），q补=0。此时负载无功功率全部来自于电网Q电网=Q负载。关口表的正向有功P电网=0（此时反向有功＞0），无功功率由于补偿电容的退出，无功全部来自电网，因此Q电网将大幅增加，力率下降。关口表工作在第II象限。此时的功率因数已不能真实反映企业的实际无功情况。
3解决策略
3.1调整光伏逆变器输出功率因数
一般情况下逆变器无功控制方式设置为恒功率运行，通常情况下功率因数恒定设为0.99，逆变器不向电网提供无功容量。但如果逆变器的容量大于光伏组件的容量，则可以将逆变器无功输出，调节范围为超前0.8～0.9，向电网输出一定量的容性无功。
此种方案调节能力有限，只适用于光伏并网后功率因数略有下降，且光伏逆变器的容量大于光伏组件容量的情况下。通过调整逆变器的功率因数，向电网输出一定量的无功，从而提高电网功率因数。投入费用少，操作简单。
3.2更换无功补偿控制器并加装SVG装置
更换无功补偿控制器支持四象限无功检测，能够正确识别系统的四种运行方式，准确地控制电容器组投切。同时加装有源无功发生器SVG装置，由于无功发生器SVG可连续输出，配合投切电容器后就能消除原有的输出台阶误差(断续补偿)，达到整机容量快速连续输出的目的。可以实现装置具有连续无级可调、快速响应、无涌流等特点。
这种方案是目前企业分布式光伏项目普遍采用的一种解决方案，在光伏发电量小于企业负载用电量时，能够部分解决光伏低压并网后功率因数不稳定的问题。但由于系统没有解决无功补偿器的采样问题，所以无法正确反映功率因数。
3.3改变光伏主接线并网点方式
目前0.4kV低压并网一般都是并接在母排上，这样造成低压无功补偿控制器的检测点K2无法检测到光伏的发电量，所以无功补偿控制器不能正确反映该配电系统的功率因数，也就不能正确控制补偿电容的投切。为了能够正确反映功率因数，可以将并网点改到B2点。这时K2检测点流过的电流是市电与光伏的合并电流，P负=P市+P光，无功补偿控制器能够正确反映系统的功率因数。
此方案适用于低压总开关柜有空间，光伏并网主电缆可以直接并接在电流互感器与总开关之间。这种改变并网点的接线方式，配合更换无功补偿控制器为双向无功补偿控制器，能够直接解决无功补偿器采样不完整造成的功率因数降低的问题。
3.4改变无功补偿控制器的监测回路接线方式
系统原无功补偿控制器的电量只采样市电的电量信息，在光伏发电系统并网后，如果控制器不对光伏电量进行采样，就会造成控制器的误判。因此在无功补偿控制器中加入光伏的发电量信息进行修正，即在光伏并网处设置监测点K3，增设一套与无功补偿装置原监测点K2同型号、同参数的电流互感器。两套电流互感器二次绕组同向并接后接入无功补偿控制器回路，使无功补偿装置能根据用电负荷实际需要的总无功功率调整投入的电容器组数量，保证母线功率因数满足标准的要求。
4结论
综上所述，采用上述解决方案后，能够满足光伏发电系统功率随光照和温度变化特点的情况下正确补偿无功功率的需求，解决了系统处于任何四象限状态时功率因数低的电能质量问题，满足光伏发电站接入电力系统后功率因数的技术要求。但是无论何种解决方案，都不能解决关口表的力率计费问题。当企业节假日休息或停产时，长时间处于光伏发电倒送回电网时，需要密切关注关口表的力率。这也是目前关口表功率因数考核计算公式所造成的，有待国家相关部门出台新的考核办法。
参考文献
[1]赵伟然,汪海蛟,李光辉,等.分布式光伏并网电压和功率因数协调控制策略[J].电力工程技术,2017,36(6):20-26.
[2]佚名.提高光伏发电功率因数新方法[J].科学技术创新,2018(27):168-169.