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图1:电压测试记录
5、试验结果分析:光伏电站发电状态由满发至不发电四种发电状态下,普明110kV变电站10kV母线电压基本没变化(10.74kV-10.73kV),而光伏电站高压侧出口电压由12.12kV降低至10.73kV。电流也由70.07A降至0A。电流大小直接影响线路损耗,即电流越大,线路损耗越大,线路压降越大;电流越小,线路损耗越小,线路压降越小。根据电力潮流原理,普明110kV光伏电站10kV母线电压不变,输送电流越大,线路电阻越大,线路压降越大,导致毕家坡光伏电站送出电压越大;输送电流越小,线路电阻越小,线路压降越小,导致毕家坡光伏电站送出电压越小。
6、试验结果:光伏电站满发状态下,输出电流较大,输电线路压降增大,导致毕家坡高压侧电压较大。
二、理论计算分析法:
根据欧姆定律:U=IRP=U*I,即电压等于电流与电阻乘积。现实情况下,电能输送一定会有损失,即P=I2R,即导线电阻一定,电流(主要取决于发电功率)越大,线路损失功率越大。主要表现在电压降,即Δ。即电压损失主要由输送电流确定,电流(主要取决于发电功率)越大,压降越大。
根据《电力工程高压送电线路设计手册》(2003版),
ΔU:电压降百分比;
P:有功功率(MW);
r:导线每公里直流电阻(Ω/km)
α:功率因素角;
X:每公里电抗(Ω/km)
Un2:该线路的电压等级(kV)
L:该段线路长度为13km
根据电站总容量2.7MW,发电效率为0.81,算出有功功率为2.187MW;
导线选型为JKLGTJ-10-95,查手册得知,该导线每公里直流电阻为0.3058Ω/km
根据线路几何关系,查询手册,得知该导线每公里电抗为0.353Ω/km;
根据功率因数,一般取COSα=0.9,计算得知tgα=0.4843;
该段线路电压等级为10kV线路。
将以上数据带入公式:得知:
=13.52%
即输送线路有15.6%压降。
根据已知条件,普明变电站10kV母线电压为10.73kV,由电压降百分比推算出毕家坡光伏电站高压侧电压为U==12.18kV。即推算得知,毕家坡电站高压侧出口电压为12.18kV。经理论计算,毕家坡电站高压侧出口为12.18kV,与实测值12.12kV相差0.06kV,占比0.5%。因现场测试受天气条件(光照、气温、风速、粉尘)影响,理论计算与实际测量值有一定偏差。
通过以上两种方法(现场试验法、理论计算分析法)得知,基本可以判定,毕家坡电站电压抬高是因为线路压降大所致。普明110kV母线电压一定,线路越长,线路电抗,线路直流电阻越大,光伏电站功率越大,电压降越大。倒逼普明光伏电站出口电压抬高,致使低压侧光伏逆变器出口电压抬高。
三、结论:
因13.52%电压降已远远超出高压输电线路压降指标,电能损失较大。已向业主单位汇报该结果,建议重新制定可行的接入方案,或者优化现有光伏电站接入方案,优化接入线路参数。满足相关电力接入规定。
本文原载于《电工技术》杂志2017年第12期
作者:
晋能集团信息服务有限公司 段晓杰
晋能清洁能源光伏工程公司 侯志鹏
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