一、無功補償的“初心”與常規原理

大多數用戶的配電系統都配備了無功補償設備（電容為主，少數為SVG），其核心目標是維持計量點（通常是高壓側或低壓主進線） 的功率因數達標，避免力調電費。

• 設備如何工作？

   

1. 采集信號： 控制器通過電流互感器（CT）和電壓信號（通常取自低壓主進線柜），實時采集電流、電壓。

2. 計算決策： 控制器內部計算單元實時計算出有功功率（P）、無功功率（Q）和功率因數（PF）。

3. 執行補償： 根據計算結果（主要看Q和PF），控制器決定投入/切除電容器組或調節IGBT輸出（SVG），發出所需的無功功率進行補償。

• 關鍵點：信號采集位置！

   

• 常規情況下，低壓主進線柜采集到的P和Q，就是用戶所有用電負荷的真實需求。

• 補償好這里的功率因數，高壓計量點的功率因數自然達標（只差一個變壓器損耗）。

二、光伏接入：改變了“游戲規則”

光伏接入點（通常在低壓側負荷附近）如同在用戶內部系統中加入了一個新的“電源”。它主要輸出有功功率（默認單位功率因數運行，無功Q≈0）。

問題來了：

• 潮流逆轉： 光伏發電時，系統內部的能量流動方向（潮流）發生改變。部分甚至全部負荷由光伏就近供電。

• 采集點“失真”： 安裝在低壓主進線柜的補償控制器，采集到的信號不再是純粹的負荷需求，而是：

  • 有功功率(P采集) = 負荷有功需求(P負荷) - 光伏有功出力(P光伏)

  • 無功功率(Q采集) ≈ 負荷無功需求(Q負荷) (光伏默認不提供無功)

• 結果： 即使實際負荷的Q需求沒變，P采集卻大幅降低，導致控制器計算出的功率因數(PF采集)顯著下降！(PF = P / S, S=√(P²+Q²))

三、“懵圈”的控制器：為何失靈了？

場景模擬（假設使用電容器固定分組補償）：

1. 無光伏時：

   • 負荷需求：P負荷=50kW, Q負荷=40kVar → PF=0.78 (低)

   • 控制器動作：投入30kVar電容器組。

   • 補償后：P=50kW, Q=10kVar → PF=0.98 (達標) ?

2. 有光伏時（出力40kW）：

   • 主進線采集點信號：P采集 = 50kW - 40kW = 10kW, Q采集 ≈ 40kVar (不變) → PF采集 ≈ 0.24 (極低！)

   • 控制器“懵圈”：檢測到PF極低甚至為負數，急需補償！投入30kVar電容器組。

   • 補償后：P采集≈10kW, Q采集≈10kVar (40kVar負荷需求 - 30kVar補償) → PF采集≈0.7 (依然不達標！)

   • 控制器困境：

1. • • 繼續投？ 下一組容量可能過大，極易導致過補償（Q變負，PF可能更差甚至罰款更重），且SVC固定組難以精確補償小量需求。

     • 不投？ 控制器看到PF為負數卻不動作，用戶以為設備壞了！系統支路PF持續不合格，力調電費產生。

核心問題： 采集點信號（P采集↓, Q采集≈Q負荷）與真實的補償目標（主進線PF）脫節了！環境變了（光伏加入），老辦法（在主進線采集信號補償）不靈了。這就像“刻舟求劍”，船（系統）的位置（潮流）變了，按原記號（采集點信號）找劍（有效補償）自然失敗。

四、如何拯救“懵圈”的無功補償設備？

關鍵思路：讓控制器重新“看清”真實的無功需求！

方案1：調整接入點與采集點（光伏在電源側并網）

• 將光伏接入點盡量靠近主進線（在全部負荷之前）。

• 將無功補償控制器的信號采集點移至光伏接入點之后（靠近負荷側）。

  • 效果： 控制器采集的信號重新反映純負荷的P負荷和Q需求，可以正常補償負荷無功，維持采集點（負荷支路）的功率因數。

  • 虛擬補償： 無法直接保證主進線處的功率因數達標！ 因為主進線處潮流=P光伏 + (P負荷 - P光伏?) + Q補償?，情況復雜。負荷支路PF好，主進線PF可能依然糟糕。但這至少能讓補償設備“動起來”，避免過補和完全失效。

    

方案2：精細化/升級補償設備（設備層面）

• 細化電容器分組： 增加電容器組數，減小單組容量，提高補償精度，應對更小的無功需求波動。成本增加有限，是常用改進措施。

• 提高補償目標值： 將控制器目標PF從0.9/0.95進一步提高（如0.98），預留更大裕度應對波動。

• 更換/加裝SVG：

  • SVG作為電力電子設備，可連續、動態、精確地輸出/吸收無功功率（在額定容量內），完美解決固定分組電容器的“粗放”問題。

  • 缺點：造價高，維護要求高于電容器。

  • 經濟性考量： 對于光伏規模大、力調罰款風險高的項目，早期投入SVG可能比長期承擔罰款更劃算。部分有遠見的光伏投資商已在并網點旁配置專用SVG。

    

     

方案3：更換四象限無功補償控制器（光伏負載側并網）

• 將原控制器更換為具備四象限運行能力的無功補償控制器。

• 將光伏并網點放在采樣點之后，此時計量表與無功補償控制器在同一象限，保證功率因數一致，盡量不會出現一邊高一邊低。

• 控制器采集的信號既反映負荷的P負荷和Q需求又反饋，可以正常補償負荷無功，維持系統的功率因數。

• 細化電容器分組： 增加電容器組數，減小單組容量，提高補償精度，應對更小的無功需求波動。成本增加有限，是常用改進措施。

  

   

  

注意：有任何無功補償問題，請掃碼咨詢，如有其他問題可每天下午3點半進入我司技術人員直播間探討無功補償解決方案。