分布式光伏并網是指在用電戶企業(居民)的建筑物進行光伏組件的安裝，運行方式以?戶側自發自用、余電上網，且有配電系統平衡調節為特征的光伏發電設施。并網電壓等級通常為0.4/10kv，分布式光伏發電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利?的原則，充分利用當地太陽能資源，替代和減少化石能源消費。在碳達峰、碳中和的?趨勢下，光伏發電正逐漸替代傳統能源，成為我國能源主題之一。

但是，隨著并網時間的推移，越來越多的分布式光伏并網用戶出現了如下的情況:

A、無功功率不穩定，電容器頻繁投切;

B、功率因數不達標，忽高忽低、頻繁閃爍;

C、電壓、電流諧波異常，導致保護異常啟用;

D、出現高額的力調電費。(大多數企業表示：在光伏并網后才產生力調電費的)

1.原因分析：

多數光伏企業認為出現這個情況多數為補償容量不夠、補償不及時導致，從而增強補償容量或者增加補償裝置，結果顯而易見，仍沒有解決功率因數的問題（不對癥下藥是沒有結果的）。

1.1.功率因數不達標分析

首先，我們先要了解：供電局考核功率因數時，是結合正向有功、正反向無功來計算的，比如說:該系統月正向有功為P，正向無功為Q1，反向無功為Q2，即正反向無功和Q1+Q2。則：

Cosφ=P/S=P/(√(P2+(Q正+Q反)2)(功率因數計算式)

供電局在計算功率因數時，是不計量反向有功(光伏發電)

結合上述的計算公式，就能發現如下問題:

第一：無功功率固定時，光伏發電量增加，用戶正向有功減小，Cosφ減小、不達標；

第二：光伏發電量固定時，無功功率增加，Cosφ減小，不達標!(這?的無功功率是包含正向無功功率和反向無功功率)顯?易見，解決分布式光伏的無功補償問題需要針對性的做出分析!

1.2.電容柜無法正常工作分析

分布式光伏在并網后導致系統中原有無功補償柜無法正常工作(無論并網點在負載端處、還是進線柜處，都無法正常補償）。

此處需要深?了解無功補償控制器的工作原理，市場上大多數的無功補償控制器是通過采集電壓電流信號的數值和方向，從而得出功率因數的大小，進行投切補償，但是當分布式光伏并網后，就會導致系統中存在流向不同的電流（電流相位角)，從而導致無功補償控制器無法取樣，無法有效補償；時而過補、時而欠補，導致系統功率因數低，出現力調電費（罰款）！

2.解決方法

解決這個問題不一定需要增加補償容量和補償設備，多數情況是屬于無功補償控制器的工作機能單一，不具備在第四象限下工作的能力，又或者是用電客戶的補償系統不細致，存在無功功率漏補等現象，都會導致功率因數過低!

分布式光伏并網運行3大階段：

★光伏發電量>用戶用電。余電上網，系統電流方向由負載流向變壓器，存在“反向電流”，此時電容器全部切除，功率因數不達標；

★光伏發電量=用戶用電。系統平衡，此時功率因數偏高或者偏低，取決于電容柜中的電容器配置；

★光伏發電量<用戶用電。索取市電，此時功率因數的效果也取決于電容柜的電容器配置；

結合上述三個階段，我們發現從市電消耗的有功電量減小了，無功電量(系統負荷沒有變化)沒有變化，從而供電局考核的功率因數不達標，出現力調了!

方案一：更換瀚爾爵電氣四象限無功補償控制器

四象限無功補償控制器根據四象限無功原理(如下圖所示),通過測量雙向的有功和無功數據，可以計算出四個象限的有功、無功功率，實時得出負載在光伏發電充足時，或光伏發電功率不足負載，需要從電網側吸收功率時的功率因數，準確的投切電容器組。

四象限無功補償控制具有雙向電流監測機制，針對性解決雙向電流系統，結合精確容量補償，確保補償可達0.95。但是更換四象限控制器需要加裝另外兩相CT,且四象限無功補償控制器價格較高，控制器安裝位置的規格可能不配套，需要另行改造，因此成本較高。

方案二：一次線路改造

對企業配電房的光伏接入柜電纜進行改接，將光伏接入電纜接入點移至企業變壓器低壓側斷路器下進線側，無功補償裝置控制器采樣點位置不變。改造后，采樣點的采樣數據=電網側輸入功率S1+光伏發電量S3-廠房用電負荷S2。

一次性線路改造的示意圖

將光伏接入點直接接入企業變壓器低壓側，該方法可以從本質上解決功率因數降低的問題。但是改造需要企業停電，并且需要施工隊伍進行配合，在基建期間可以實行，且成本較低。

方案三：在光伏接入側加裝采樣CT

本方案與方案二類似，通過改造二次回路，將電網側輸入功率與光伏輸入功率的采樣信號并聯后接入無功補償控制器；改造后，接入無功補償控制器的信號等同于方案二，光伏發電接入側的功率信號與電網側輸入功率信號同時接入無功補償裝置控制器中，提高無功補償控制器運行的靈活性。本方案改造不需要停電，較為方便。

原無功補償控制器采樣點所采樣的電流數據采自于流經開關本體保護用CT的電流，由于保護用CT是根據三相短路的最大短路電流計算CT變比的，所以變比較大。無功補償裝置在安裝時直接采用的是開關保護用CT所采樣的數據，由于該企業正常運行下負荷電流較小，約為100A,所以經過CT測量后，二次電流很小，會影響精度。加裝合適變比的CT,以最大負荷電流乘以1.2～1.3的可靠系數作為CT一次電流來選擇CT,但是要重新設定無功補償控制器的參數，這樣可提高控制器采樣的精度。

在光伏接入側加裝采樣CT的線路示意圖

存在此類問題的分布式光伏系統如何進行改造方案的選擇：若項目在基建時期，或具備進行一次高壓線路改造的條件，可選擇方案二；對于容量大，負載用電情況復雜的分布式光伏系統，可選擇方案一；對于不具備一次高壓線路停電改造條件的項目，可選用方案三。

另外，說到光伏都會提到儲能，PCS（儲能變流器，英譯：Power Conversion System）可控制蓄電池的充電和放電過程，進行交直流的變換，在無電網情況下可以直接為交流負荷供電。PCS 由 DC/AC 雙向變流器、控制單元等構成。PCS 控制器通過通訊接收后臺控制指令，根據功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電，實現對電網有功功率及無功功率的調節。 PCS 控制器通過 CAN 接口與 BMS 通訊，獲取電池組狀態信息，可實現對電池的保護性充放電，確保電池運行安全。

光伏行業目前使用量較大的PCS產品