2019年7月，陜西某機械公司安裝了屋頂光伏電站后，因“功率因數(shù)0.53”，收到了來自供電公司的1.2萬元的罰單。安徽一家食品公司，也因為電站“功率因數(shù)0.78”，而導致6月光伏發(fā)電上網(wǎng)電量電費全部用來抵消了罰款。此外，山東一家大型企業(yè)所投資的30多個分布式電站也面臨同樣的問題，最后只能被迫限功率運行。這樣的事件不勝枚舉。當工商業(yè)電站業(yè)主準備“坐享收益”的時候，供電公司的罰單從天而降。“原本功率因數(shù)是達標的，安裝了光伏后，反而因為功率因數(shù)不達標被罰款，太劃不來了。”被罰款的業(yè)主們苦不堪言。更為現(xiàn)實的是，根據(jù)國家能源局公布的2019年光伏發(fā)電項目國家補貼競價結(jié)果，下半年會有4.67GW分布式項目面臨低補貼或無補貼，如果加上功率因數(shù)不達標問題導致的罰款，無疑電站業(yè)主的收益會大打折扣。“功率因數(shù)不達標問題”已經(jīng)成為電站收益的“攔路虎”，解決這一問題迫在眉睫。

開啟工商業(yè)“功率因數(shù)控制”先河

聊起功率因數(shù)控制話題，不如回溯問題的原點。早在2014年初，由陽光電源建設(shè)的合肥惠而浦分布式光伏電站一期項目正式并網(wǎng)發(fā)電，成為全國18個分布式光伏示范區(qū)中首個并網(wǎng)發(fā)電項目，電站裝機容量2.64MW。當時，電網(wǎng)公司制定的接入方案中要求“為了控制光伏電站與電網(wǎng)無功功率實現(xiàn)零交換的目標，需要在光伏電站內(nèi)配置無功補償裝置，其容量及配置型式根據(jù)電站并網(wǎng)運行后6個月內(nèi)提供的現(xiàn)場運行實測結(jié)果確定”。在電站并網(wǎng)之初，陽光電源對電站發(fā)電量預(yù)測及工廠用電情況進行了綜合分析，預(yù)見了并網(wǎng)后會出現(xiàn)功率下降的問題。于是在之前研究的基礎(chǔ)上，立即組建專項研究團隊，經(jīng)過不斷的研討、實驗，最終研發(fā)出了針對分布式電站的功率因數(shù)控制方案。“項目并網(wǎng)后不久，功率因數(shù)就降到了0.53，技術(shù)團隊立即部署了我們研發(fā)的功率因數(shù)控制方案。利用逆變器SVG功能后，月度功率因數(shù)可以保持在0.95左右，滿足電網(wǎng)要求，還有電費獎勵。”該項目負責人說。作為全國18個分布式示范區(qū)中首個并網(wǎng)發(fā)電的項目，其‘功率因數(shù)不達標’問題的攻克，為后續(xù)示范項目及國內(nèi)分布式光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展積累了有益的經(jīng)驗。

用“功率因數(shù)控制方案”，罰款0擔憂

相對于大型電站無功控制而言，分布式電站功率因數(shù)控制更復雜：

1)控制難度大：

分布式電站輸出功率和廠區(qū)內(nèi)的用電負荷會實時變化，有些廠區(qū)波動幅度較大，因此控制系統(tǒng)需要快速調(diào)節(jié)，但過快的調(diào)節(jié)又會引起廠區(qū)內(nèi)母線電壓的波動。

2)無功容量要求更大：

一般大型電站按照電站容量的20%左右配置無功裝置，而分布式由于不同廠區(qū)電站容量不同，負荷容量不同，需要調(diào)節(jié)的無功容量相對較大。

3)均衡控制逆變器無功難度大:

廠區(qū)內(nèi)電站受屋頂大小、布局、零散度等因素影響，設(shè)計相對較為復雜，控制每臺逆變器的無功輸出比例難度較大。

4)散熱要求高：

逆變器在發(fā)有功的同時會發(fā)一部分無功，滿載工作時間增加，對散熱要求更高，特別是中東部高溫環(huán)境，廠房屋頂?shù)沫h(huán)境溫度可能會超過60℃。

針對分布式電站功率因數(shù)控制難點，陽光電源功率因數(shù)控制方案在系統(tǒng)設(shè)計和控制方式上進行了深度優(yōu)化，并在數(shù)百個實際案例的成熟應(yīng)用中不斷完善：

1)無需加裝專用SVG裝置，最大化節(jié)省投資：該方案通過調(diào)節(jié)逆變器的無功功率實時調(diào)節(jié)并網(wǎng)點功率因數(shù)，無需安裝額外的補償裝置，不需要相應(yīng)的配電及安裝空間，有效降低成本。

2)實時調(diào)節(jié)功率因數(shù)，電能質(zhì)量高: 方案通過優(yōu)化算法，可實時檢測功率因數(shù)與目標值差異，功率因數(shù)不達標時，智能提高功率因數(shù)目標值，保證廠區(qū)功率因數(shù)實時滿足電網(wǎng)公司要求，不影響廠區(qū)的電能質(zhì)量，保證電網(wǎng)安全。

3)平均分配無功功率，發(fā)電有保障：陽光電源功率因數(shù)控制方案可同時調(diào)節(jié)多個方陣，自動分配所需無功至每臺逆變器，保證各逆變器無功輸出比例均衡，即使在裝機容量較大、多個方陣的分布式電站，也不會影響廠區(qū)的有功發(fā)電。

4)智能風冷，不懼高溫：陽光電源智能風冷逆變器，實時采集溫度數(shù)據(jù)、智能開啟風扇、智能調(diào)節(jié)風速，不懼高溫，無功和有功發(fā)電均不受影響。

實時跟蹤控制，保持廠區(qū)功率因數(shù)穩(wěn)定

自2014年首個分布式示范項目并網(wǎng)以來，截至目前，陽光電源功率因數(shù)控制方案已在數(shù)百個光伏電站中成功應(yīng)用，贏得了客戶的一致好評。“我們廠區(qū)的電站有2.5MW，之前月度功率因數(shù)不達標，廠區(qū)每個月都會被罰款1.85萬元，采用陽光電源功率因數(shù)控制解決方案之后，月度功率因數(shù)提升至0.95，避免了罰款，每個月電費還能獎勵4200元。”來自江西的電站業(yè)主萬先生說。

隨著逆變技術(shù)的提檔升級，“電站功率因數(shù)問題”不應(yīng)該成為電站收益的“攔路虎”，陽光電源更成熟、更高效的“功率因數(shù)控制方案”將幫助電站業(yè)主避免“罰款”，同時獲得更高電站收益。