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A medida que el mundo se mueve hacia un futuro más verde, China ha establecido objetivos ambiciosos de "doble carbono", que han impulsado la industria de la generación de energía fotovoltaica (PV) en una era de crecimiento y potencial sin precedentes El plan del Consejo de Estado para lograr las emisiones máximas de carbono para 2030 prevé una capacidad instalada de energía eólica y solar superior a 1 2 mil millones de kilovatios Sin embargo, a medida que las instalaciones fotovoltaicas se generalizan, los usuarios encuentran sanciones en sus facturas de electricidad debido al bajo rendimiento del factor de potencia, lo que resulta en pérdidas financieras significativas
De acuerdo con el 'método de tarifa de ajuste del factor de potencia', los consumidores industriales deben mantener un factor de potencia mensual promedio por encima de 0 9 para evitar sanciones Esta relación se determina dividiendo el consumo de energía activa por el consumo de energía aparente Los bancos de condensadores tradicionales utilizados para la compensación de potencia reactiva generalmente pueden mantener el factor de potencia dentro de los límites de cumplimiento Sin embargo, la adición de sistemas fotovoltaicos, que suministran principalmente potencia activa, reduce el sorteo de potencia activa de la cuadrícula sin afectar el componente de potencia reactiva, reduciendo así el factor de potencia general Cuando la generación fotovoltaica coincide o excede el consumo de carga, la potencia activa de la cuadrícula puede acercarse a cero, afectando significativamente el factor de potencia
El enfoque convencional para la compensación de potencia reactiva utilizando bancos de condensadores se caracteriza por tiempos de respuesta lentos y precisión limitada En escenarios sin instalaciones fotovoltaicas, estos inconvenientes son menos críticos debido al consumo sustancial de energía activa de la red Sin embargo, con las instalaciones fotovoltaicas que suministran grandes cantidades de potencia activa, reduciendo el sorteo de potencia activa de la cuadrícula, la potencia reactiva no compensada restante se vuelve más significativa Este problema se exacerba cuando la generación de PV supera los requisitos de carga del sitio, lo que lleva a un flujo de potencia activo inversa y potencialmente deshabilitando algunos controladores de energía reactivos, deteriorando aún más el factor de potencia
Para los sitios con ellas exclusivas de PV, donde el consumo de energía activa es mínimo, es esencial no solo manejar la potencia reactiva lateral de bajo voltaje, sino también abordar la potencia reactiva generada por el transformador en el lado de alto voltaje para garantizar el cumplimiento de los estándares del factor de potencia
Para abordar el bajo factor de potencia en los sitios fotovoltaicos, se requiere una gestión integral de energía reactiva La solución radica en la implementación de avanzado Generadores VAR estáticos (SVG), que utilizan electrónica de potencia de última generación y tecnologías de control automático Los SVG funcionan en paralelo con la cuadrícula, monitoreando continuamente las corrientes del sistema a través de transformadores de corriente e inyectando corrientes compensatorias que niegan el componente de potencia reactiva, realizando efectivamente la compensación de potencia reactiva
La estructura de tres niveles de SVG, combinada con módulos IGBT de alto rendimiento, logra una frecuencia de conmutación equivalente de más de 20 kHz, asegurando tiempos de respuesta rápidos dentro de los 5 ms y una eficiencia de compensación de potencia reactiva superior al 99% Dichas capacidades hacen que los SVG sean altamente efectivos para abordar los desafíos de potencia reactiva que enfrentan las instalaciones fotovoltaicas
En los proyectos de modernización típicos, los bancos de condensadores existentes se pueden aumentar con módulos SVG para compensar cualquier corriente reactiva residual que dejen los condensadores sin abordar Se debe considerar cuidadosamente el posicionamiento de los transformadores de corriente de muestreo tanto para el controlador del condensador como para el SVG para garantizar una medición precisa y una coordinación adecuada entre los dos dispositivos
El tamaño de la capacidad SVG agregada debe basarse en la magnitud de la potencia reactiva residual en el sitio, que puede evaluarse a través de lecturas del controlador de potencia reactiva o pruebas de calidad de potencia en el sitio Es aconsejable seleccionar capacidades SVG con un margen para futuros ajustes
6. Estudio de caso de aplicación
Shanghai Boyang New Energy Technology Co., Ltd es una empresa integral de servicios de energía con una amplia experiencia en modificaciones de conservación de energía, ingeniería de energía, generación de energía limpia, complementación de energía múltiple y construcción de redes de microenergy Después de instalar un sistema de generación de energía fotovoltaica (PV) en una fábrica de CRRC en Xi'an, el sitio experimentó una caída en su factor de potencia, lo que condujo a cargas de penalización de electricidad
Implementación de la solución inicial
Para abordar el tema de las penalizaciones de energía, un 200 KVAR STICAT VAR GENERADOR (SVG) El gabinete de compensación de potencia reactiva se instaló en el sitio para administrar la potencia reactiva lateral de bajo voltaje Después de esta intervención, el factor de potencia mejoró significativamente, y el sitio ya no incurrió en ninguna penalización de electricidad
Recurrencia de problemas
Medio año después, el cliente informó que las penalizaciones de energía habían reaparecido Tras la investigación, se reveló que la carga de producción había cesado por completo, transformando el sitio en un estado de generación de energía fotovoltaica pura con una reducción dramática en el consumo de energía activa A pesar de la compensación completa de la potencia reactiva lateral de bajo voltaje, la potencia reactiva inherente generada por el transformador durante la operación significaba que el factor de potencia lateral de alto voltaje aún no cumplía con los estándares requeridos
Implementación de soluciones avanzadas
Para abordar la potencia reactiva generada por el transformador en el lado de alto voltaje, realizamos un análisis de la calidad de potencia lateral de alto voltaje Según los hallazgos, optimizamos la estrategia de compensación del SVG y agregamos funcionalidad para compensar la potencia reactiva lateral de alto voltaje Este ajuste abordó efectivamente los problemas de potencia reactiva que se originan en el lado de alto voltaje del transformador
Resultados
Después de optimizar el SVG, hubo una disminución notable en la potencia reactiva lateral de alto voltaje, y el factor de potencia aumentó de 0 77 a 0 94, lo que indica un efecto de compensación exitoso Este estudio de caso resalta la importancia de abordar los desafíos de potencia reactiva del lado de bajo y alto voltaje en las instalaciones fotovoltaicas, especialmente cuando la transición a un escenario de fuente de alimentación fotovoltaica pura La aplicación de tecnologías avanzadas como SVG puede proporcionar soluciones efectivas para mantener factores de energía óptimos y evitar sanciones financieras innecesarias.
compatible con la red ipv6
