光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)線損率影響的研究

王玉柱

（珠海電力設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 珠海 519000）

光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)線損率影響的研究

王玉柱

（珠海電力設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 珠海 519000）

為了降低電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中的能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的發(fā)展目標(biāo)，需要加快智能電網(wǎng)建設(shè)的步伐，提高各種清潔能源的利用效率。光伏電站并網(wǎng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中產(chǎn)生了良好的效果，提高了智能電網(wǎng)的服務(wù)功能。與此同時，這種并網(wǎng)方式對于配電網(wǎng)線損率也有一定的影響，需要技術(shù)人員對光伏電站并網(wǎng)的相關(guān)內(nèi)容有著必要的了解，延長智能電網(wǎng)系統(tǒng)的使用壽命。相關(guān)的研究報(bào)告指出：接入光伏電源后，隨著光伏容量的變大，系統(tǒng)的網(wǎng)損也會發(fā)生一定的改變。

光伏電站；配電網(wǎng)線損率；服務(wù)功能；使用壽命；清潔能源

為了緩解能源危機(jī)，加快我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展速度，需要加大太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究力度，增強(qiáng)智能電網(wǎng)的實(shí)際作用效果。光伏電站并網(wǎng)方式的不同，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也有所差異。當(dāng)選擇集中型光伏電站作為主要的并網(wǎng)形式時，將會對原來的配電網(wǎng)線損率造成一定的影響。加上光伏電站工作時的發(fā)電功能具有動態(tài)變化性的特點(diǎn)，也會對配電網(wǎng)正常的工作造成一定的影響。因此，需要采取可靠的研究方法總結(jié)出光伏電站對配電網(wǎng)線損率影響的大致規(guī)律。

一、配電網(wǎng)的線損率

結(jié)合配電網(wǎng)的整體架構(gòu)，可以采取有效的方法對其中的配電線路進(jìn)行有效地分析。在對配電網(wǎng)線損率的分析過程中，將整個的線路分為n段，并記錄下每一段上的阻抗，即Ri+jXi。完成這樣的工作后，應(yīng)該按照一定的方式對所有的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號，并將其中的第一個節(jié)點(diǎn)視為電源母線，則所有節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的功率分別為：

由以上的計(jì)算公式可知，配電網(wǎng)線路工作時的傳輸功率與各節(jié)點(diǎn)電壓有著緊密的聯(lián)系。在對配電網(wǎng)線損率研究的過程中，技術(shù)人員也需要考慮其中的負(fù)荷功率。這樣的工作機(jī)制客觀地說明了光伏電站中的電源接入后，原來線路的傳輸功率與對應(yīng)的電壓將會發(fā)生改變，將會對配電網(wǎng)線損率造成一定的影響。常見的集中供電的配電網(wǎng)主要呈輻射狀，決定了電壓大小的變化趨勢。當(dāng)這種配電網(wǎng)處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)時，其中的電壓將會逐漸地降低，降低的方向?yàn)轲伨€潮流的方向。同時，隨著饋線上傳輸功率的減少，各節(jié)點(diǎn)上負(fù)荷的電壓將會逐漸地被提高，致使除饋線以外負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓出現(xiàn)了偏差。這些方面的基本內(nèi)容，客觀地說明了光伏電源的具體位置或者總?cè)萘康拇笮?，與它實(shí)際工作中沿饋線方向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處被抬高的電壓有著必然的聯(lián)系。

在不同節(jié)點(diǎn)電壓的約束條件作用下，由于光伏電站容量的變化，致使不同支路上的功率流動方向發(fā)生了一定的改變。對于總?cè)萘糠浅４蟮墓夥姵兀苋菀滓鹁植繀^(qū)域的潮流分布變化，進(jìn)而影響配電網(wǎng)的網(wǎng)損。常見的影響光伏電站網(wǎng)損的主要因素包括：網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；光伏電站作用下的節(jié)點(diǎn)位置；不同節(jié)點(diǎn)上負(fù)荷的容量大小。在計(jì)算系統(tǒng)總網(wǎng)損的過程中，首先需要根據(jù)不同線路損耗率的大小確定具體支路的功率損耗。目前計(jì)算配電網(wǎng)潮流的主要計(jì)算方法為前推回代帶算法，具體的計(jì)算過程中需要確定參考負(fù)荷節(jié)點(diǎn)。這種計(jì)算方法的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在：程序簡單，具體的操作目標(biāo)易實(shí)現(xiàn)；實(shí)際的計(jì)算速度快、效率高。但是，這種計(jì)算方法使用中對于不同節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)處理容易出現(xiàn)偏差，需要對某些重要的參數(shù)進(jìn)行必要地修正。在光伏電站實(shí)際工作的過程中，線路損耗率的大小需要確定出光伏發(fā)電的容量大小，光伏電站容量的計(jì)算主要依靠的是線路帶載率及負(fù)荷電壓的大小等。

二、光伏電站接入位置和容量與配電網(wǎng)線損率的關(guān)系

（一）光伏電站接入位置與配電網(wǎng)線損率的關(guān)系

在不同節(jié)點(diǎn)的作用下，光伏電站的光伏電量將會發(fā)生一定的變化，進(jìn)而影響配電網(wǎng)線損率的大小。選定特定的并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的類型，可以對配電網(wǎng)沿饋線方向的潮流進(jìn)行有效地計(jì)算，進(jìn)而得出線損率的大小。

當(dāng)確定潮流的實(shí)際計(jì)算結(jié)果后，采取合理的光伏電站接入方式，可以對整個配電網(wǎng)系統(tǒng)的潮流分布進(jìn)行有效地改變，從而得出配電網(wǎng)線路輸入功率的實(shí)際大小。以不同節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷為主要的研究對象，可以獲得并網(wǎng)光伏電站所需的功率，將首端變電站與并網(wǎng)的光伏電站緊密地結(jié)合起來，將會計(jì)算出更加符合實(shí)際需要的功率大小。在實(shí)際的工作過程中，并網(wǎng)方式作用下的光伏電站的接入位置應(yīng)該比首端電源的接入位置距離更近，主要是為了減少配電網(wǎng)的線路損耗。采用光伏電站并網(wǎng)的方式，在不同節(jié)點(diǎn)負(fù)荷電壓變化的作用下，將會確定最佳的光伏電站接入位置，進(jìn)而降低配電網(wǎng)的網(wǎng)損。同時，在信息化技術(shù)的支持下，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以對饋線上的系統(tǒng)網(wǎng)損率進(jìn)行科學(xué)地分析，并對具體的計(jì)算結(jié)果做出合理地評價。相關(guān)的研究報(bào)告指出：光伏電站接入位置的變化、光伏電源的變化等，將會使整個配電系統(tǒng)的網(wǎng)損率呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢。其中，配電網(wǎng)線路損耗率最低值位于饋線的中部。因此，當(dāng)滿足電壓的所有約束條件后，可以在某條支路的中部周圍建立光伏電站。

（二）光伏電站接入容量與配電網(wǎng)線路損耗率的關(guān)系

選擇某一節(jié)點(diǎn)為主要的參考點(diǎn)，可以對光伏電站接入容量進(jìn)行必要地計(jì)算，進(jìn)而確定出配電網(wǎng)線路損耗率的實(shí)際大小。某些研究資料表明，根據(jù)實(shí)際潮流計(jì)算結(jié)果的大小，可知：當(dāng)光伏電站并網(wǎng)容量不斷增大時，配電網(wǎng)的線損率將會先減小后增大。這也客觀地說明了支路潮流的變化隨著光伏電站接入容量的增大，在某一時間段內(nèi)可能會出現(xiàn)反相的現(xiàn)象，進(jìn)而降低配電網(wǎng)的線路率。但是，當(dāng)光伏電站的并網(wǎng)容量與某些節(jié)點(diǎn)周圍的負(fù)荷容量比例控制在一定的范圍內(nèi)時，系統(tǒng)的網(wǎng)損將會增加。

結(jié)語

光伏電站并網(wǎng)對于配電網(wǎng)線損率有一定的影響，需要相關(guān)的研究人員結(jié)合光伏電站實(shí)際的工作過程，采取有效的方式控制配電網(wǎng)線損率大小，為智能電網(wǎng)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大提供可靠地保障。文中通過對光伏電站并網(wǎng)內(nèi)容的分析，客觀說明了它對促使配電網(wǎng)正常工作的重要性。

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