La potencia reactiva es la energía necesaria para establecer y mantener el campo magnético para la inducción. carga, que son comunes en la vida cotidiana, como aires acondicionados, refrigeradores, lavadoras y más.
Con la popularización de los sistemas de energía renovable, su impacto en la red eléctrica es cada vez mayor. significativo. La gestión de la potencia reactiva es esencial para garantizar el funcionamiento seguro y estable de la energía solar. sistemas y la red.
En este blog, discutiremos qué es la compensación de potencia reactiva , por qué es necesaria, su Ventajas y cómo la energía solar Los inversores contribuyen a compensar la potencia reactiva.
¿Qué es la compensación de potencia reactiva?
La potencia reactiva es la parte de la electricidad que no realiza ningún trabajo útil pero es esencial para mantener Los niveles de voltaje en el sistema eléctrico son causados por la diferencia de fase entre el voltaje y la corriente en los sistemas de CA. Generalmente debido a cargas inductivos o inductivas o capacitivas.
Compensación de potencia reactiva/Regulación de potencia reactiva/Corrección del factor de potencia , implica mejorar El factor de potencia de un sistema eléctrico reduciendo la potencia reactiva extraída de la red . Para mantener la estabilidad y la eficiencia de la red, muchos utilidad Las empresas imponen un requisito de factor de potencia mínimo , garantizando el equilibrio dentro de la red eléctrica.
Cálculo de la compensación de potencia reactiva
La potencia reactiva y el factor de potencia pueden ser conceptos desafiantes para quienes no están familiarizados con los sistemas eléctricos, ya que carecen de analogías claras en el mundo físico.
Utilizando el triángulo de potencia , explicamos brevemente la relación entre estos Conceptos para ayudar a los propietarios de sistemas solares comprenderlos mejor e inspirarlos para gestionar la potencia reactiva de su sistema solar conectado a la red de conformidad con los estándares y requisitos de la red local.
El triángulo de potencia es un triángulo rectángulo donde la hipotenusa es la potencia aparente (S) , el opuesto El lado es el potencia reactiva (Q) y el lado adyacente restante es la potencia activa (P) .
La potencia activa, P, en vatios (W) representa la potencia utilizada por un dispositivo eléctrico para realizar su función activa. trabajo, como por ejemplo Generar luz o hacer funcionar equipos eléctricos. Puede ser la suma de la potencia nominal de los dispositivos.
La potencia reactiva, Q, en VAr, como se mencionó anteriormente, es la potencia producida en circuitos eléctricos con cargas inductivas. Representa la energía adicional necesaria para establecer el campo magnético y mantenerlas en funcionamiento, incluso aunque no realiza ningún trabajo útil.
La potencia aparente, S, en VA es la medida combinada de la potencia activa y reactiva. En electricidad sistemas, es Se calcula multiplicando la corriente cuadrática media (RMS) por el voltaje cuadrático medio en un circuito de CA.
El factor de potencia (PF) es una medida de la eficacia con la que se utiliza la energía eléctrica. relación de potencia activa (P) a la potencia aparente (S), es decir, PF = P/S , que puede verse como cosφ (lado adyacente dividido por el Hipotenusa).
Fórmulas de la compensación de potencia reactiva
La relación entre potencia activa, potencia reactiva, potencia aparente y factor de potencia se define principalmente por la siguientes fórmulas:
- PF = P / S = cosφ
- cosφ = PF = P / S = P / √ ( Q 2 + P2 )
- S = √ ( Q 2 + P 2 )
- Q = √ ( (P / PF) 2 - P 2 )
Inversor de compensación de potencia reactiva en sistemas fotovoltaicos
Los problemas de energía reactiva son comunes en los sistemas solares conectados a la red y se observan con frecuencia en instalaciones residenciales, comerciales y instalaciones industriales. Esto se debe principalmente a la presencia de numerosos dispositivos eléctricos inductivos dentro de las instalaciones. sistema. Mientras que la potencia de salida del sistema fotovoltaico reduce la potencia activa de la red, la potencia reactiva continúa siendo extraída de la red, lo que conduce a una disminución del factor de potencia.
Para evitar el impacto negativo de la potencia reactiva en la estabilidad del voltaje de la red y el factor de potencia, existen diversas... Los gobiernos y los proveedores de energía han establecido regulaciones para los sistemas solares conectados a la red. En respuesta, la energía solar Los fabricantes de inversores han desarrollado tecnología para regular la potencia reactiva de acuerdo con Estos diferentes reglamentos.
En este contexto, utilizaremos la energía SOLXPOW inversor de almacenamiento como ejemplo para demostrar cómo gestionar la reactiva Energía en un sistema solar conectado a la red.
Métodos de control de potencia reactiva del inversor solar
El inversor SOLXPOW corrige la potencia reactiva para garantizar el cumplimiento de varios estándares de red. Utilizando el sistema especializado Mediante el software de configuración, podrá regular la potencia reactiva de las siguientes maneras:
- Control con Potencia Reactiva Fija
- Con Factor de Potencia Fijo
- Control Dinámico QP
- Control Dinámico QU
Nota:
Es conveniente señalar que el modo de control será especificado por la distribución o operador de transmisión del sistema al que está conectado el sistema de energía solar, incluidos los ajustes necesarios para ese modo.
Método 1 - Control con Potencia Reactiva Fija
También conocido como modo Qt , esta configuración permite al usuario configurar una potencia reactiva fija. relación dentro del rango de 0 hasta el 60% (capacitivo) o del 0 al -60% (inductivo) de la potencia nominal del inversor . El sistema entonces absorber o compensar la potencia reactiva en función de la relación especificada.
El área gris representa la región en la que el inversor puede operar a un nivel de potencia activa determinado , asumiendo que un factor de potencia limitado
A continuación, explicaremos cómo determinar la potencia reactiva requerida para la compensación en función de la potencia activa. poder, con el objetivo de Aumente el factor de potencia hasta el límite especificado.
El cálculo implica las siguientes fórmulas:
- cosφ = PF = P/S = P/ √(Q 2 + P 2 )
- S = √Q2 + P2
- Q = √[(P/PF) 2 ] - P 2
Suponiendo un sistema de energía solar con una potencia activa total de 80 kW, donde 50 kW son suministrados por el sistema de energía solar, Se extraen de la red 30 kW de potencia activa y 22 kVar de potencia reactiva adicionales. En este punto, la potencia El factor es 0,805.
Para mejorar el factor de potencia a 0,95 , se debe reducir la potencia reactiva. Utilizando la fórmula anterior, 30/√(Q 2 + 30 2 ) = 0,95, podemos calcular que la potencia reactiva después compensación (Q 2 ) debe ser 9,78 kVar.
Por lo tanto, el sistema solar necesita proporcionar energía reactiva Qc igual a Q1 − Q2 = 22 kVar - 9,78 kVar = 12,22 kVar.
Método 2 - Control con Factor de Potencia Fijo
En el modo "PF" , puede establecer un factor de potencia fijo según la red local. requisitos de la empresa. El sistema se ajusta la inyección (o absorción) de potencia reactiva basada en la potencia activa del inversor para mantener una Poder constante factor.
SOLXPOW admite configuraciones de factor de potencia que van desde 0,8 inicial hasta 0,8 retrasado.
- Principal : El inversor suministra energía reactiva a la red.
- Retraso : El inversor inyecta potencia reactiva a la red.
El factor de potencia del inversor SOLXPOW se puede ajustar entre +0,8 (adelantado) y -0,8 (retrasado) . Cuando el reactivo La función de regulación de potencia está deshabilitada, el factor de potencia está predeterminado en 1.0 .
Método 3 - Control Dinámico QP
En el modo "Q(P)" , el inversor SOLXPOW controla el factor de potencia en función de la relación entre la potencia activa y la potencia máxima. poder a su potencia nominal , expresado como porcentaje.
Puede establecer valores específicos
Como se muestra en el gráfico anterior, cuando la potencia de salida activa es relativamente baja, el inversor funciona con cero potencia reactiva. potencia (o un factor de potencia de 1,0), lo que significa que el sistema de energía no suministra ni absorbe potencia reactiva del inversor.
Una vez que la potencia de salida activa alcanza un porcentaje P/Pn especificado , el inversor comienza a absorber Poder reactivo.
Método 4 - Control Dinámico QU
En el modo "Q(U)" , la salida de potencia reactiva del inversor se ajusta dinámicamente en respuesta a la red. fluctuaciones de voltaje . El inversor modifica continuamente la relación entre la potencia reactiva de salida (Q) y la potencia aparente (Sn) en basado en tiempo real en la tensión real de la red en comparación con la tensión nominal (V/Vn%).
Si la tensión de la red supera o cae por debajo del umbral especificado , el inversor inyectará o absorberá reactivo energía según el valor Q/Sn preestablecido.
Ventajas de la compensación de potencia reactiva
La compensación de potencia reactiva en un sistema de energía solar ofrece varios beneficios:
Cumplimiento del código de red y ahorro en la factura eléctrica
Muchas empresas de servicios públicos requieren instalaciones solares para gestionar la energía reactiva y garantizar la estabilidad de la red. factor del sistema, y si cae por debajo de sus estándares, pueden existir sanciones o cargos adicionales por ajuste de potencia. Mejorar el factor de potencia mediante la compensación de potencia reactiva ayuda a evitar estos costes adicionales y a reducir facturas de electricidad.
Mejorar la estabilidad del voltaje y la calidad de la energía.
La gestión eficaz de la potencia reactiva estabiliza los niveles de tensión, minimizando las fluctuaciones que pueden dañar los equipos. y causa ineficiencias. También reduce las caídas de voltaje y la distorsión armónica , lo que genera una energía más limpia y más eficiente. Suministro de energía confiable.
Aumentar la eficiencia del sistema
Al reducir las pérdidas en las líneas eléctricas, la compensación de potencia reactiva permite una transmisión y distribución más eficientes. de electricidad, reduciendo los costos operativos y mejorando el rendimiento general del sistema.
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