分布式光伏接入對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響分析

何后?！『稳A琴　李小雙

摘 要： 為了明確分布式光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響，并給出合理的分布式光伏并網(wǎng)規(guī)劃方案，首先總結(jié)了配電網(wǎng)網(wǎng)損的計算方法，并通過真實配電網(wǎng)作為算例，利用DIgSILENT仿真軟件建立了包含光照和溫度變化模型的光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型。利用基于分布式光伏發(fā)電特性的仿真步長多樣化連續(xù)潮流計算算法，仿真分析分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)在不同接入位置和不同接入容量兩種情況下系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗變化趨勢，最終得到了分布式光伏接入后配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的變化規(guī)律。該仿真分析結(jié)果可為配電網(wǎng)分布式光伏項目的規(guī)劃建設提供科學的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 分布式光伏； 配電網(wǎng)； 網(wǎng)絡損耗； 仿真分析

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）06?0158?05

0 引 言

隨著低碳經(jīng)濟發(fā)展，我國分布式光伏發(fā)電迎來了快速發(fā)展階段。近年來，國家充分重視分布式光伏技術(shù)應用，出臺的一系列法規(guī)、政策極大地推動了分布式光伏發(fā)電的發(fā)展。由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)受天氣情況的影響比較大，其功率輸出具有隨機性、波動性和間歇性等特點。因此，當大規(guī)模分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后，會給配電網(wǎng)運行帶來各種各樣的影響。分布式光伏的并網(wǎng)將很大程度地影響配電網(wǎng)潮流大小、方向，線路上的潮流分布情況決定了系統(tǒng)網(wǎng)絡損耗的大小 [1]。分布式光伏并網(wǎng)給配電網(wǎng)帶來的影響主要取決于電力系統(tǒng)的運行工況以及分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)及運行方案。

目前，國內(nèi)外關(guān)于分布式光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗影響方面的文獻較少，文獻[2?3]從改變分布式電源接入容量和接入位置的角度出發(fā)，討論并研究了分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響；文獻[4?5]在文獻[2?3]的基礎上，研究了DG的不同運行方式對系統(tǒng)網(wǎng)絡損耗的影響。文獻[6]從DG在不同接入位置的情況下，對系統(tǒng)的線路保護和重合閘的影響，并給出了相關(guān)研究結(jié)論。文獻[7]研究認為若DG在負荷中心處并網(wǎng)，將會對系統(tǒng)電壓分布有很大的影響，影響的大小取決于分布式電源的并網(wǎng)容量和并網(wǎng)位置。文獻[8]研究了配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗產(chǎn)生的物理分布機理。

國內(nèi)外的相關(guān)研究中，專門針對分布式光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響的研究比較少，因此，本文將根據(jù)分布式光伏并網(wǎng)的運行特點，利用DIgSILENT仿真軟件對含分布式光伏并網(wǎng)的典型配電系統(tǒng)進行仿真分析，利用實際光伏項目的仿真結(jié)果，全面總結(jié)了接入分布式光伏后配電網(wǎng)網(wǎng)損的變化規(guī)律。

1 分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)介紹

分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是通過把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并通過光伏逆變器等電力電子裝置將直流電變換為交流電后接入電網(wǎng)。為了提高分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行的可靠性和安全性，光伏發(fā)電系統(tǒng)還需要最大功率跟蹤環(huán)節(jié)和并網(wǎng)控制環(huán)節(jié)，以保證光伏陣列始終以較高的效率進行電能變換。光伏電池陣列、電力電子并網(wǎng)裝置、最大功率控制等幾部分構(gòu)成了一個完整的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 含分布式光伏接入的配電網(wǎng)網(wǎng)損計算

根據(jù)配電網(wǎng)線路上潮流流動的情況，與有功傳輸量相比，無功的傳輸量很小，因而網(wǎng)絡損耗主要由有功功率的潮流決定。在分布式光伏系統(tǒng)并網(wǎng)前，配電網(wǎng)的潮流從電源到用戶單向流動，但分布式光伏系統(tǒng)并網(wǎng)后，配電線路的潮流分布和電壓分布都將發(fā)生變化，以1段輸電線路為例，負荷模型采用恒功率模型[9]，如圖2所示。

分布式光伏系統(tǒng)在節(jié)點[i]處并網(wǎng)之前，第[k]段線路的網(wǎng)絡損耗為：

分布式光伏在節(jié)點[i]處并網(wǎng)之后，分布式光伏的凈注入功率為：

則第[k]段線路的網(wǎng)絡損耗為：

式（3）中，[Sik]為接入分布式光伏電源后節(jié)點[i]的注入功率；[Ppv]和[Qpv]分別為分布式光伏電源的有功和無功；[Pik]和[Qik]分別為節(jié)點[i]的負荷的有功和無功；[Ui]為節(jié)點[i]的電壓。

則分布式光伏系統(tǒng)接入前后配電網(wǎng)的網(wǎng)絡損耗分別為[Ploss]和[Ploss′]，計算式如下：

3 分布式光伏接入對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)屬單端電源輻射狀網(wǎng)絡，潮流從電源到用戶單向流動。分布式光伏系統(tǒng)的并網(wǎng)，會將傳統(tǒng)的輻射狀配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，潮流的大小和方向都將發(fā)生一定改變，潮流不一定單向地從變電站母線流向各負荷，有可能會出現(xiàn)回流和復雜的電壓變化[7]，進而帶來配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗方面的變化。具體來說，分布式光伏接入配電網(wǎng)，使得負荷分布和潮流變化呈現(xiàn)以下三種情況：

（1） 當分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率小于所有節(jié)點處的負荷需求時，分布式光伏系統(tǒng)的并網(wǎng)將不會改變配電網(wǎng)的潮流方向。

（2） 至少有一個節(jié)點處的負荷需求小于該節(jié)點處分布式光伏系統(tǒng)的輸出功率，但系統(tǒng)的負荷總量大于該系統(tǒng)中分布式光伏發(fā)電的總輸出功率。此時分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)有可能會使線路產(chǎn)生逆向潮流，從而增加某些線路的網(wǎng)絡損耗，但整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗可能會減小。

（3） 至少有一個節(jié)點處的負荷需求小于該節(jié)點處分布式光伏系統(tǒng)的輸出功率，但系統(tǒng)的負荷總量小于該系統(tǒng)中分布式光伏發(fā)電的總輸出功率。這種情況下，該系統(tǒng)將會通過變壓器向上一級電網(wǎng)輸送電能，目前這種情況是不允許的。因此，在現(xiàn)有相關(guān)規(guī)定對分布式光伏并網(wǎng)的審核和管理下，不會出現(xiàn)這種情況。

一般來說，線路上的功率流動越多，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗就會越大。當分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后，分布式光伏的并網(wǎng)容量與系統(tǒng)負荷需求的相對大小、并網(wǎng)位置、運行模式、功率因數(shù)等因素都會改變系統(tǒng)線路上原有的潮流流動，并對網(wǎng)絡損耗產(chǎn)生不同程度的影響。若從接入容量的角度考慮，當小容量的分布式光伏接入系統(tǒng)后，其輸出的電能將使所在線路上網(wǎng)損減少。而若分布式光伏的容量足夠大，以至于在滿足負荷的基礎上還能向電網(wǎng)倒送功率時，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗將有可能增加?？傮w來說，分布式光伏大多具有分布廣、并網(wǎng)電壓等級低、裝機容量小等特點，其發(fā)電大多可以實現(xiàn)就地消納。根據(jù)網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)和負荷需求，通過優(yōu)化分布式光伏并網(wǎng)位置，合理設計并網(wǎng)容量，可減少配電網(wǎng)線路上的功率輸送，降低網(wǎng)絡損耗。

4 工程應用及效果分析

本文工程案例以泉州市南安陽光大地光伏項目作為分析對象。泉州市南安陽光大地光伏項目總裝機容量為20 MW，共包含四個光伏子項目，綜合考慮四個子項目并網(wǎng)的具體方案，選取并網(wǎng)方式較為典型的輝煌廠區(qū)光伏電站項目作為分析對象，對其進行建模仿真分析。分布式光伏的不同接入位置及不同接入容量，均對系統(tǒng)潮流流動有所影響，不同程度的改變了網(wǎng)損的變化。本節(jié)分析中，考慮輝煌廠區(qū)分布式光伏單點接入溪洲線典型供電模型不同位置和不同容量的情況，對光伏發(fā)電系統(tǒng)進行接入研究。

4.1 泉州陽光大地分布式光伏接入項目仿真模型建立

當以不同接入位置對其進行研究時，其接入容量取輝煌廠區(qū)光伏電站項目實際接入美林變溪洲線恒實支線bus3處的容量2.949 8 MW，分布式電源接入的具體位置以模型圖中節(jié)點編號表示。以下所有分析過程中均以模型節(jié)點編號表示線路不同位置點。當以不同接入容量的變化對其進行研究時，其接入位置按照實際規(guī)劃的接入位置bus3，接入容量按照110 kV美林變電站10 kV側(cè)2#變所帶線路總負荷1.525 16 MW的百分比變化，其中配電網(wǎng)參數(shù)見表1、表2、表3所示，典型供電仿真模型詳見圖3所示。

表1 變壓器參數(shù)

4.2 泉州陽光大地分布式光伏接入項目對配網(wǎng)網(wǎng)絡損

分布式光伏接入溪洲線不同位置時的網(wǎng)絡損耗如圖4所示。由圖4和表4可知，單點接入分布式光伏之后，當接入bus1時網(wǎng)絡損耗為0.983 354 MW，分布式光伏接入bus5時網(wǎng)絡損耗最低，降至0.653 309 MW，降幅約為33.6%。分布式光伏單點接入典型線路模型不同位置對線路網(wǎng)絡損耗的影響趨勢整體是分布式光伏接入位置離線路末端越近，網(wǎng)絡損耗越小。但由于分布式光伏接入容量為2.949 8 MW，小于溪洲線所帶總負荷的大小，因此，根據(jù)分布式光伏接入位置的不同，網(wǎng)絡損耗的變化趨勢也不同，具體分析如下。

（1） 分布式光伏容量小于接入點位置下游線路所帶總負荷

由表4可知，當分布式光伏接入bus1～bus5的情況下，分布式光伏容量小于接入點下游線路所帶總負荷，因此在bus5之前，網(wǎng)絡損耗的變化整體為遞減趨勢。但由于bus3和bus5所帶負荷分別為4.13 MW、3.09 MW，均大于分布式光伏的容量，當分布式光伏接入bus3和bus5時，光伏所發(fā)電量全部被該支線負荷消納，此時，減小了主干線路上的電能傳輸，因此，分布式光伏接入bus3和bus5時，網(wǎng)絡損耗均比較小。

由上述分析可知，當分布式光伏容量小于接入點位置下游線路所帶總負荷時，隨著分布式光伏接入點離系統(tǒng)母線距離越遠，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗整體呈下降趨勢，且分布式光伏接入點所帶負荷越接近分布式光伏容量，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗越小。

（2） 分布式光伏容量大于接入位置下游線路所帶總負荷

由表4可知，分布式光伏接入bus6～bus10時，接入點下游線路所帶總負荷小于分布式光伏的接入容量，且接入位置越靠后，所帶負荷越小，當線路負荷小于分布式光伏的發(fā)電量時，線路上將會產(chǎn)生功率倒送，增大了線路上的功率流動，從而增大了網(wǎng)絡損耗，由表4可知，當分布式光伏依次接入bus6～bus10時，網(wǎng)絡損耗越來越大，但其網(wǎng)絡損耗仍低于分布式光伏接入bus1時的網(wǎng)絡損耗，因為分布式光伏接入位置越靠近末端，整條線路的電能傳輸距離越近，網(wǎng)絡損耗也就越低。

由上述對分布式光伏不同接入位置對配網(wǎng)影響的分析可知，當分布式光伏的接入容量小于接入點下游線路所帶總負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈下降的趨勢，但若某接入點的負荷大小和光伏出力之差的絕對值越小，此時的網(wǎng)損也越小，且有可能出現(xiàn)局部極小值的情況。當分布式光伏的接入容量大于線路所帶負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈現(xiàn)增加的趨勢。

（2） 分布式光伏不同接入容量對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響

根據(jù)陽光大地輝煌廠區(qū)光伏電站項目的實際規(guī)劃建設情況，該項目以2.949 8 MW光伏發(fā)電接入美林變溪洲線恒實支線，即恒實陶瓷廠，在本節(jié)分布式光伏不同接入容量對配電網(wǎng)影響的分析中，分布式光伏全部按照實際情況，接入節(jié)點3恒實支線處，且接入容量按照溪洲線總負荷9.335 MW的百分比變化，仿真結(jié)果及數(shù)據(jù)如圖5和表5所示。

由圖5和表5可知，當無分布式光伏接入時，美林變電站2#變10 kV側(cè)所帶線路總的損耗為1.011 121 MW，分布式光伏的接入容量按照溪洲線總負荷的百分比遞增，隨著分布式光伏并網(wǎng)容量的增加，該系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗越來越小，當分布式光伏接入容量等于溪洲線的總負荷時，光伏所發(fā)的電能完全由溪洲線自身消納，且不需從系統(tǒng)額外獲得電能。

此時，線路上流動的功率最小，網(wǎng)絡損耗也最小。若分布式光伏接入容量繼續(xù)增大，光伏所發(fā)電量除了供給溪洲線外，還有剩余，這種情況下，10 kV母線上會出現(xiàn)逆向潮流，增大了線路上的功率流動，網(wǎng)絡損耗也隨之增加。

5 結(jié) 語

本文根據(jù)并網(wǎng)光伏發(fā)電的出力特點，選取含分布式光伏并網(wǎng)的典型配電網(wǎng)系統(tǒng)，利用DIgSILENT軟件對其進行建模仿真，根據(jù)仿真分析結(jié)果總結(jié)了分布式光伏接入配網(wǎng)對網(wǎng)絡損耗的影響，可以得出以下結(jié)論：

（1） 分布式光伏不同接入位置對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響

該種情況下，當分布式光伏的接入容量小于線路負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈下降的趨勢，但若某接入點的負荷大小和光伏出力之差的絕對值越小，此時的網(wǎng)損也越小，且有可能出現(xiàn)局部極小值的情況。當分布式光伏的接入容量大于線路所帶負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈現(xiàn)增加的趨勢。

（2） 分布式光伏不同接入容量對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響

分布式光伏的并網(wǎng)容量小于所接線路負荷功率需求時，隨著光伏并網(wǎng)容量的增加，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗逐漸減小。分布式光伏的并網(wǎng)容量等于所接線路負荷功率需求時，此時，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗最小。分布式光伏的并網(wǎng)容量大于所接線路負荷功率需求時，隨著光伏并網(wǎng)容量增加，電源上游饋線出現(xiàn)逆向潮流，線路功率流動增加，網(wǎng)絡損耗隨光伏并網(wǎng)容量的增加而增大。

參考文獻

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4 工程應用及效果分析

本文工程案例以泉州市南安陽光大地光伏項目作為分析對象。泉州市南安陽光大地光伏項目總裝機容量為20 MW，共包含四個光伏子項目，綜合考慮四個子項目并網(wǎng)的具體方案，選取并網(wǎng)方式較為典型的輝煌廠區(qū)光伏電站項目作為分析對象，對其進行建模仿真分析。分布式光伏的不同接入位置及不同接入容量，均對系統(tǒng)潮流流動有所影響，不同程度的改變了網(wǎng)損的變化。本節(jié)分析中，考慮輝煌廠區(qū)分布式光伏單點接入溪洲線典型供電模型不同位置和不同容量的情況，對光伏發(fā)電系統(tǒng)進行接入研究。

4.1 泉州陽光大地分布式光伏接入項目仿真模型建立

當以不同接入位置對其進行研究時，其接入容量取輝煌廠區(qū)光伏電站項目實際接入美林變溪洲線恒實支線bus3處的容量2.949 8 MW，分布式電源接入的具體位置以模型圖中節(jié)點編號表示。以下所有分析過程中均以模型節(jié)點編號表示線路不同位置點。當以不同接入容量的變化對其進行研究時，其接入位置按照實際規(guī)劃的接入位置bus3，接入容量按照110 kV美林變電站10 kV側(cè)2#變所帶線路總負荷1.525 16 MW的百分比變化，其中配電網(wǎng)參數(shù)見表1、表2、表3所示，典型供電仿真模型詳見圖3所示。

表1 變壓器參數(shù)

4.2 泉州陽光大地分布式光伏接入項目對配網(wǎng)網(wǎng)絡損

分布式光伏接入溪洲線不同位置時的網(wǎng)絡損耗如圖4所示。由圖4和表4可知，單點接入分布式光伏之后，當接入bus1時網(wǎng)絡損耗為0.983 354 MW，分布式光伏接入bus5時網(wǎng)絡損耗最低，降至0.653 309 MW，降幅約為33.6%。分布式光伏單點接入典型線路模型不同位置對線路網(wǎng)絡損耗的影響趨勢整體是分布式光伏接入位置離線路末端越近，網(wǎng)絡損耗越小。但由于分布式光伏接入容量為2.949 8 MW，小于溪洲線所帶總負荷的大小，因此，根據(jù)分布式光伏接入位置的不同，網(wǎng)絡損耗的變化趨勢也不同，具體分析如下。

（1） 分布式光伏容量小于接入點位置下游線路所帶總負荷

由表4可知，當分布式光伏接入bus1～bus5的情況下，分布式光伏容量小于接入點下游線路所帶總負荷，因此在bus5之前，網(wǎng)絡損耗的變化整體為遞減趨勢。但由于bus3和bus5所帶負荷分別為4.13 MW、3.09 MW，均大于分布式光伏的容量，當分布式光伏接入bus3和bus5時，光伏所發(fā)電量全部被該支線負荷消納，此時，減小了主干線路上的電能傳輸，因此，分布式光伏接入bus3和bus5時，網(wǎng)絡損耗均比較小。

由上述分析可知，當分布式光伏容量小于接入點位置下游線路所帶總負荷時，隨著分布式光伏接入點離系統(tǒng)母線距離越遠，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗整體呈下降趨勢，且分布式光伏接入點所帶負荷越接近分布式光伏容量，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗越小。

（2） 分布式光伏容量大于接入位置下游線路所帶總負荷

由表4可知，分布式光伏接入bus6～bus10時，接入點下游線路所帶總負荷小于分布式光伏的接入容量，且接入位置越靠后，所帶負荷越小，當線路負荷小于分布式光伏的發(fā)電量時，線路上將會產(chǎn)生功率倒送，增大了線路上的功率流動，從而增大了網(wǎng)絡損耗，由表4可知，當分布式光伏依次接入bus6～bus10時，網(wǎng)絡損耗越來越大，但其網(wǎng)絡損耗仍低于分布式光伏接入bus1時的網(wǎng)絡損耗，因為分布式光伏接入位置越靠近末端，整條線路的電能傳輸距離越近，網(wǎng)絡損耗也就越低。

由上述對分布式光伏不同接入位置對配網(wǎng)影響的分析可知，當分布式光伏的接入容量小于接入點下游線路所帶總負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈下降的趨勢，但若某接入點的負荷大小和光伏出力之差的絕對值越小，此時的網(wǎng)損也越小，且有可能出現(xiàn)局部極小值的情況。當分布式光伏的接入容量大于線路所帶負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈現(xiàn)增加的趨勢。

（2） 分布式光伏不同接入容量對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響

根據(jù)陽光大地輝煌廠區(qū)光伏電站項目的實際規(guī)劃建設情況，該項目以2.949 8 MW光伏發(fā)電接入美林變溪洲線恒實支線，即恒實陶瓷廠，在本節(jié)分布式光伏不同接入容量對配電網(wǎng)影響的分析中，分布式光伏全部按照實際情況，接入節(jié)點3恒實支線處，且接入容量按照溪洲線總負荷9.335 MW的百分比變化，仿真結(jié)果及數(shù)據(jù)如圖5和表5所示。

由圖5和表5可知，當無分布式光伏接入時，美林變電站2#變10 kV側(cè)所帶線路總的損耗為1.011 121 MW，分布式光伏的接入容量按照溪洲線總負荷的百分比遞增，隨著分布式光伏并網(wǎng)容量的增加，該系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗越來越小，當分布式光伏接入容量等于溪洲線的總負荷時，光伏所發(fā)的電能完全由溪洲線自身消納，且不需從系統(tǒng)額外獲得電能。

此時，線路上流動的功率最小，網(wǎng)絡損耗也最小。若分布式光伏接入容量繼續(xù)增大，光伏所發(fā)電量除了供給溪洲線外，還有剩余，這種情況下，10 kV母線上會出現(xiàn)逆向潮流，增大了線路上的功率流動，網(wǎng)絡損耗也隨之增加。

5 結(jié) 語

本文根據(jù)并網(wǎng)光伏發(fā)電的出力特點，選取含分布式光伏并網(wǎng)的典型配電網(wǎng)系統(tǒng)，利用DIgSILENT軟件對其進行建模仿真，根據(jù)仿真分析結(jié)果總結(jié)了分布式光伏接入配網(wǎng)對網(wǎng)絡損耗的影響，可以得出以下結(jié)論：

（1） 分布式光伏不同接入位置對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響

該種情況下，當分布式光伏的接入容量小于線路負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈下降的趨勢，但若某接入點的負荷大小和光伏出力之差的絕對值越小，此時的網(wǎng)損也越小，且有可能出現(xiàn)局部極小值的情況。當分布式光伏的接入容量大于線路所帶負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈現(xiàn)增加的趨勢。

（2） 分布式光伏不同接入容量對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響

分布式光伏的并網(wǎng)容量小于所接線路負荷功率需求時，隨著光伏并網(wǎng)容量的增加，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗逐漸減小。分布式光伏的并網(wǎng)容量等于所接線路負荷功率需求時，此時，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗最小。分布式光伏的并網(wǎng)容量大于所接線路負荷功率需求時，隨著光伏并網(wǎng)容量增加，電源上游饋線出現(xiàn)逆向潮流，線路功率流動增加，網(wǎng)絡損耗隨光伏并網(wǎng)容量的增加而增大。

參考文獻

[1] 鄒必昌，李濤，唐濤波.分布式發(fā)電對配電網(wǎng)的影響研究[J].陜西電力，2011（5）：9?13.

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4 工程應用及效果分析

本文工程案例以泉州市南安陽光大地光伏項目作為分析對象。泉州市南安陽光大地光伏項目總裝機容量為20 MW，共包含四個光伏子項目，綜合考慮四個子項目并網(wǎng)的具體方案，選取并網(wǎng)方式較為典型的輝煌廠區(qū)光伏電站項目作為分析對象，對其進行建模仿真分析。分布式光伏的不同接入位置及不同接入容量，均對系統(tǒng)潮流流動有所影響，不同程度的改變了網(wǎng)損的變化。本節(jié)分析中，考慮輝煌廠區(qū)分布式光伏單點接入溪洲線典型供電模型不同位置和不同容量的情況，對光伏發(fā)電系統(tǒng)進行接入研究。

4.1 泉州陽光大地分布式光伏接入項目仿真模型建立

當以不同接入位置對其進行研究時，其接入容量取輝煌廠區(qū)光伏電站項目實際接入美林變溪洲線恒實支線bus3處的容量2.949 8 MW，分布式電源接入的具體位置以模型圖中節(jié)點編號表示。以下所有分析過程中均以模型節(jié)點編號表示線路不同位置點。當以不同接入容量的變化對其進行研究時，其接入位置按照實際規(guī)劃的接入位置bus3，接入容量按照110 kV美林變電站10 kV側(cè)2#變所帶線路總負荷1.525 16 MW的百分比變化，其中配電網(wǎng)參數(shù)見表1、表2、表3所示，典型供電仿真模型詳見圖3所示。

表1 變壓器參數(shù)

4.2 泉州陽光大地分布式光伏接入項目對配網(wǎng)網(wǎng)絡損

分布式光伏接入溪洲線不同位置時的網(wǎng)絡損耗如圖4所示。由圖4和表4可知，單點接入分布式光伏之后，當接入bus1時網(wǎng)絡損耗為0.983 354 MW，分布式光伏接入bus5時網(wǎng)絡損耗最低，降至0.653 309 MW，降幅約為33.6%。分布式光伏單點接入典型線路模型不同位置對線路網(wǎng)絡損耗的影響趨勢整體是分布式光伏接入位置離線路末端越近，網(wǎng)絡損耗越小。但由于分布式光伏接入容量為2.949 8 MW，小于溪洲線所帶總負荷的大小，因此，根據(jù)分布式光伏接入位置的不同，網(wǎng)絡損耗的變化趨勢也不同，具體分析如下。

（1） 分布式光伏容量小于接入點位置下游線路所帶總負荷

由表4可知，當分布式光伏接入bus1～bus5的情況下，分布式光伏容量小于接入點下游線路所帶總負荷，因此在bus5之前，網(wǎng)絡損耗的變化整體為遞減趨勢。但由于bus3和bus5所帶負荷分別為4.13 MW、3.09 MW，均大于分布式光伏的容量，當分布式光伏接入bus3和bus5時，光伏所發(fā)電量全部被該支線負荷消納，此時，減小了主干線路上的電能傳輸，因此，分布式光伏接入bus3和bus5時，網(wǎng)絡損耗均比較小。

由上述分析可知，當分布式光伏容量小于接入點位置下游線路所帶總負荷時，隨著分布式光伏接入點離系統(tǒng)母線距離越遠，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗整體呈下降趨勢，且分布式光伏接入點所帶負荷越接近分布式光伏容量，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗越小。

（2） 分布式光伏容量大于接入位置下游線路所帶總負荷

由表4可知，分布式光伏接入bus6～bus10時，接入點下游線路所帶總負荷小于分布式光伏的接入容量，且接入位置越靠后，所帶負荷越小，當線路負荷小于分布式光伏的發(fā)電量時，線路上將會產(chǎn)生功率倒送，增大了線路上的功率流動，從而增大了網(wǎng)絡損耗，由表4可知，當分布式光伏依次接入bus6～bus10時，網(wǎng)絡損耗越來越大，但其網(wǎng)絡損耗仍低于分布式光伏接入bus1時的網(wǎng)絡損耗，因為分布式光伏接入位置越靠近末端，整條線路的電能傳輸距離越近，網(wǎng)絡損耗也就越低。

由上述對分布式光伏不同接入位置對配網(wǎng)影響的分析可知，當分布式光伏的接入容量小于接入點下游線路所帶總負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈下降的趨勢，但若某接入點的負荷大小和光伏出力之差的絕對值越小，此時的網(wǎng)損也越小，且有可能出現(xiàn)局部極小值的情況。當分布式光伏的接入容量大于線路所帶負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈現(xiàn)增加的趨勢。

（2） 分布式光伏不同接入容量對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響

根據(jù)陽光大地輝煌廠區(qū)光伏電站項目的實際規(guī)劃建設情況，該項目以2.949 8 MW光伏發(fā)電接入美林變溪洲線恒實支線，即恒實陶瓷廠，在本節(jié)分布式光伏不同接入容量對配電網(wǎng)影響的分析中，分布式光伏全部按照實際情況，接入節(jié)點3恒實支線處，且接入容量按照溪洲線總負荷9.335 MW的百分比變化，仿真結(jié)果及數(shù)據(jù)如圖5和表5所示。

由圖5和表5可知，當無分布式光伏接入時，美林變電站2#變10 kV側(cè)所帶線路總的損耗為1.011 121 MW，分布式光伏的接入容量按照溪洲線總負荷的百分比遞增，隨著分布式光伏并網(wǎng)容量的增加，該系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗越來越小，當分布式光伏接入容量等于溪洲線的總負荷時，光伏所發(fā)的電能完全由溪洲線自身消納，且不需從系統(tǒng)額外獲得電能。

此時，線路上流動的功率最小，網(wǎng)絡損耗也最小。若分布式光伏接入容量繼續(xù)增大，光伏所發(fā)電量除了供給溪洲線外，還有剩余，這種情況下，10 kV母線上會出現(xiàn)逆向潮流，增大了線路上的功率流動，網(wǎng)絡損耗也隨之增加。

5 結(jié) 語

本文根據(jù)并網(wǎng)光伏發(fā)電的出力特點，選取含分布式光伏并網(wǎng)的典型配電網(wǎng)系統(tǒng)，利用DIgSILENT軟件對其進行建模仿真，根據(jù)仿真分析結(jié)果總結(jié)了分布式光伏接入配網(wǎng)對網(wǎng)絡損耗的影響，可以得出以下結(jié)論：

（1） 分布式光伏不同接入位置對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響

該種情況下，當分布式光伏的接入容量小于線路負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈下降的趨勢，但若某接入點的負荷大小和光伏出力之差的絕對值越小，此時的網(wǎng)損也越小，且有可能出現(xiàn)局部極小值的情況。當分布式光伏的接入容量大于線路所帶負荷時，隨著分布式光伏接入位置離母線越來越遠，網(wǎng)絡損耗呈現(xiàn)增加的趨勢。

（2） 分布式光伏不同接入容量對配電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗的影響

分布式光伏的并網(wǎng)容量小于所接線路負荷功率需求時，隨著光伏并網(wǎng)容量的增加，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗逐漸減小。分布式光伏的并網(wǎng)容量等于所接線路負荷功率需求時，此時，系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗最小。分布式光伏的并網(wǎng)容量大于所接線路負荷功率需求時，隨著光伏并網(wǎng)容量增加，電源上游饋線出現(xiàn)逆向潮流，線路功率流動增加，網(wǎng)絡損耗隨光伏并網(wǎng)容量的增加而增大。

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