漫说光伏逆变器三: 如何解决工商业屋顶光伏发电功率因数低的问题

前言

功率因数考核与力调电费是保障电网安全高效运行的有效手段，是鼓励用户自主调整功率因数的制度保障。光伏发电的试点与推广是国家能源战略的重要环节，也是国网发展的必由之路，因光伏接入造成未预计的力调罚款，不仅会阻碍光伏发电的推广，同时也使用户对供电企业的信任度有所下降。

功率因数高低的实际意义

提高功率因数不仅是应对国网的考核，对企业也有很大的好处，第一可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支。例如：当cosØ=0.5时的损耗是cosØ=1时的4倍。第二可减少线路的功率损失，提高电网输电效率。

为什么加了光伏后，工厂的功率因数变低了？

如果工厂直接用电的时候，负载直接从电网抽取能量，如下图：

接入光伏系统后，一般逆变器的设置功率因数为1，没有任何无功。光伏能量不够的情况下，负载同时吸收太阳能光伏和电网的能量。

如果本地负载不变的情况下，随着光伏发电的增加，智能电表上显示的功率因数值会下降，变低。

解决办法1：本地有自动补偿装置

根据水利电力部、国家物价局《功率因数调整电费办法》(水电财字215号文件)规定，容量在100kV˙A及以上的电力用户均须进行功率因数考核，未达到考核标准将加收功率因数调节费(即力调电费)，超过考核标准的按超过比例进行奖励。用户功率因数考核标准为0.85或0.90，若功率因数远低于标准，不仅会造成电网运行负担，同时力调罚款数量也会十分巨大。由于用户负荷与负荷性质于每日的不同时段不一定一致，用户一般会加装带有自动投切功能的无功补偿(多为电容性设备)装置，自动调整补偿力度。

电容补偿柜不断计算，并且投切电容数量，保证输出功率因数接近于1。

解决方法2：利用逆变器的PF调节功能形成闭环调节

利用逆变器的功率无功控制功能，加装智能控制器。智能控制器不断采集智能电表上的功率因数值，不断计算整个系统需要配置的无功，然后通过RS485将指令发送到每个逆变器。该方法的好处是不需要电容补偿柜，成本低，但是当光伏功率高时，有可能发生无功引起的限载(机器视载功率一定)，达不到最高的有功输出，影响客户收益。

总结：

通过举例了两种常见的解决方案，整体阐述了功率因数同负载下，为什么加装光伏发电系统后，功率因数变低的问题。综合来看，本地有自动补偿装置方法在不影响光伏发电的同时，保证了电网的功率因数，效果好，比较常用。利用逆变器的PF调节功能形成闭环调节的方法会影响太阳能发电的最大功率，并且一般逆变器的无功能力有限，所以一般该方法不常用。