分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響分析

李庚萬

摘要：分布式光伏電源接入配網(wǎng)系統(tǒng)，勢必將對配網(wǎng)網(wǎng)損帶來一定影響，具體的影響程度與配網(wǎng)自身的參數(shù)以及負荷水平等密切相關，也與光伏電源的有功出力、功率因數(shù)等關聯(lián)密切。本文重點分析了分布式光伏電源有功出力和功率因數(shù)對配網(wǎng)網(wǎng)損的影響。

關鍵詞：分布式光伏電源;配網(wǎng)網(wǎng)損;影響

分布式光伏電源功率輸出體現(xiàn)出一定的隨機性、變化性等特點，而且電源有功出力也將隨著客觀天氣、環(huán)境等的變化而改變。所以，分布式光伏電源接入配網(wǎng)，將導致配網(wǎng)系統(tǒng)難以控制，使得配網(wǎng)潮流方向與大小等受影響，所有影響所導致的后果都和電力系統(tǒng)運行工況、光伏電源自身等密切相關。分布式光伏電源有功出力、功率因數(shù)等都會極大地影響配網(wǎng)網(wǎng)損。

1? 分布式光伏電源接入對網(wǎng)損影響的原理

以往的配網(wǎng)網(wǎng)損計算通常只參考負荷因素，隨著分布式光伏發(fā)電電源系統(tǒng)接入配網(wǎng)系統(tǒng)，實際的網(wǎng)損計算則要考慮到其他的關聯(lián)性因素，例如：光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量、以及此系統(tǒng)和負荷節(jié)點間的空間布局特點以及位置關系等。這是因為當分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配網(wǎng)，配網(wǎng)系統(tǒng)從最初的單電源輻射網(wǎng)絡逐漸升級成用戶之間互聯(lián)、多電源提供電能的薄弱的環(huán)形網(wǎng)絡，通過對配網(wǎng)潮流分布的計算可以總結出，當分布式光伏電源系統(tǒng)接入配網(wǎng)后，配網(wǎng)的潮流分布勢必會發(fā)生顛覆性變化，絕非是單純地單方向地自變電站母線朝著負荷節(jié)點流動，其中的電流大小、電流方向等都難以預測，出現(xiàn)這些問題都必然會對配網(wǎng)網(wǎng)損帶來影響。

配網(wǎng)系統(tǒng)內無功傳輸量和有功傳輸量對比起來更小，所以，線損一般由有功潮流來決定，分布式光伏電源正式接入配網(wǎng)之前，配網(wǎng)有自身的潮流流向，具體為：自變電站朝用戶端流動，也就是從送電端逐漸朝著受電端流動，然而，當分布式光伏電源同配網(wǎng)連接，使得配網(wǎng)系統(tǒng)的電壓分布與潮流流向等都有所改變?？梢詫⑴渚W(wǎng)網(wǎng)損變化率作為評價分布式光伏電源接入對配網(wǎng)網(wǎng)損影響的一個指標，通常來說，網(wǎng)損變化率的絕對值越大，意味著配網(wǎng)網(wǎng)損越容易收到分布式光伏電源的影響，而且，網(wǎng)損變化率小于0時，配網(wǎng)網(wǎng)損對應下降，相反，網(wǎng)損變化率大于0，說明配網(wǎng)網(wǎng)損在上升。

2? 分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響

2.1對不同R/X的配網(wǎng)網(wǎng)損影響

分布式光伏電源的有功注入水平如果≦60%，當配網(wǎng)R/X不斷上升，配網(wǎng)網(wǎng)損變化率朝著負向上升，從而使得網(wǎng)損降低，其中R/X數(shù)值越大，對應的分布式光伏電源有功注入對網(wǎng)損的控制程度越大，若R/X不變，則顯示出：當分布式光伏電源有功注入水平達到40%時，網(wǎng)損得到最大控制。若分布式光伏電源以滯后功率因數(shù)運轉，結果顯示，依然是當分布式光伏電源有功注入水平為40%時，網(wǎng)損降低程度最大。若R/X< 臨界值，則發(fā)現(xiàn)有功注入的20%和60%相比，前者能夠更好地減少網(wǎng)損;若R/X>臨界值，則呈現(xiàn)相反效果。其中分布式光伏電源功率因數(shù)和臨界值之間成反比關系，前者越大后者越小。當分布式光伏電源有功注入水平達到80%，此電源則以滯后功率因數(shù)運行。若R/X<臨界值，配網(wǎng)網(wǎng)損對應上升，相反，若R/X>臨界值，網(wǎng)損下降。分布式光伏電源如果以超前功率因數(shù)工作，網(wǎng)損變化率變大，使得網(wǎng)損也上升。

2.2 對不同負荷水平的配網(wǎng)網(wǎng)損影響

由于負荷水平的持續(xù)上升，如果分布式光伏電源有功注入水平很小，只有20%，將導致網(wǎng)損變化率稍微上升，意味著網(wǎng)損上升，其他水平之下的有功注入都會讓網(wǎng)損變小，其中當有功注入水平達到80%時，網(wǎng)損變化率達到0，意味著此時網(wǎng)損嚴重，網(wǎng)損正在上升。同等的有功注入條件下，分布式光伏電源以超前功率因數(shù)運行模式下，網(wǎng)損變化率更大，而且當分布式光伏電源有功注入水平≦60%時，則顯示出：滯后功率因數(shù)運行狀態(tài)的網(wǎng)速變化率更大。最終顯示：當分布式光伏電源的有功注入水平為40%時，網(wǎng)損控制程度最佳，此時的網(wǎng)損為最小。

2.3 對不同負荷功率因數(shù)的配電網(wǎng)總損耗影響

若分布式光伏電源按照滯后功率因數(shù)運行，同時，對應的有功注入水平更小時，也就是當有功注入水平為20%時，則顯示出：即便負荷功率因素持續(xù)增加，網(wǎng)絡損耗的變化率負向逐漸上升，意味著網(wǎng)損正在變小，然而，當分布式光伏電源有功注入水平逐漸變大，分別達到40%與60%，負荷功率因數(shù)逐步增加，對應的網(wǎng)損變化率首先負向上升，再正向上升，這就意味著負荷功率因數(shù)增加時，網(wǎng)損不容易被降低;相反，若分布式光伏電源水平較高，達到80%，由于負荷功率因數(shù)的增加，網(wǎng)絡損耗變化率也在直線上升，從負數(shù)變成正數(shù)，這意味著網(wǎng)損經歷了從下降到上升的過程，同時，功率因數(shù)越高，對應的網(wǎng)損增加越大。功率因數(shù)達到1時，有功注入水平≦60%時，網(wǎng)損變化率則呈現(xiàn)為負向增長，意味著當負荷功率因數(shù)上升時，網(wǎng)絡損耗對應下降，若有功注入水平上升，達到一定高度80%時，網(wǎng)損變化率則將隨著負荷功率因數(shù)的變大而上升，從負數(shù)變成正數(shù)，意味著分布式光伏電源接入以后，網(wǎng)損經歷了先下降再上升的過程。

如果分布式光伏電源按照低超前功率因數(shù)運轉，同時，其有功注入水平為20%較低時，網(wǎng)損變化率將跟著負荷功率因數(shù)變化，通常是后者越高前者負向增加越大，意味著網(wǎng)損逐正在下降;相反，分布式光伏電源有功注入水平變大，分別達到40%，60%時，網(wǎng)損變化率也將隨著負荷功率因數(shù)逐漸變化，一般來說，后者越高前者的負向增加值越小，甚至接近于0，這意味著接入分布式光伏電源，網(wǎng)損經歷了從上升再下降的過程，如果分布式光伏電源水平上升時，達到80%，負荷功率因數(shù)逐漸增加時，網(wǎng)損變化率也隨之發(fā)生變化，一般將經歷從增加再下降的過程，然而，此時無論怎么變，網(wǎng)損變化率也要超過0，這就意味著分布式光伏電源接入以后，網(wǎng)損對應上升。

2.4 分布式光伏電源出力變化對配網(wǎng)有功損耗影響

根據(jù)實驗研究顯示：當光伏電源出力水平在不斷變化時，也就是位于1%-100%范圍內浮動時，不管光伏電源采取的是超前功率因數(shù)還是滯后功率因數(shù)，配網(wǎng)網(wǎng)損都將改變，具體的變化情況呈現(xiàn)為：開口向上的拋物線型，光伏電源出力水平下降，在62%以下時，光電電源則能有效地控制配網(wǎng)網(wǎng)損，此時，光伏電源功率因數(shù)位于-0.95和0.95范圍內浮動，終究會出現(xiàn)一個光伏電源出力水平，使得配網(wǎng)網(wǎng)損最低。若光伏電源出力水平超出特定限值，不僅不能控制網(wǎng)損達最小，還可能讓網(wǎng)損更嚴重，從而導致光伏電源對配網(wǎng)網(wǎng)損帶來不良影響，此時的限值和光伏電源功率因數(shù)大小密切相關。

從以上分析看出，光伏電源的接入，對網(wǎng)損能帶來一定的影響，如果導致網(wǎng)損上升，就要在確保光伏電源出力水平恒定前提下，對應調整功率因數(shù)，以此來控制網(wǎng)損的上升，然而，具體的調節(jié)程度相對有限，若不能憑借光伏電源功率因數(shù)的調節(jié)來達到降損的目的，則可以通過限制光伏電源出力水平來實現(xiàn)。

3? 結語

分布式光伏電源的接入對配網(wǎng)網(wǎng)損有一定的影響，網(wǎng)損變化率能夠判斷出分布式光伏電源對網(wǎng)損的影響程度，分布式光伏電源的接入，使得網(wǎng)損變化和光伏電源出力水平、功率因數(shù)等關聯(lián)密切，配網(wǎng)參數(shù)上升對應網(wǎng)損下降。當配網(wǎng)負荷逐漸上升，光伏電源有功注入水平將使得網(wǎng)損少許上升，分布式光伏電源有功注入水平變大時，網(wǎng)損將急劇上升。此外，如果配網(wǎng)以不同的負荷功率因數(shù)運行，光伏電源接入后，網(wǎng)損水平則和光伏電源功率因數(shù)以及有功注入水平密切相關。

參考文獻：

[1] GB/T 50865-2013. 光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)設計規(guī)范[S].2014.

[2] 王斯成.中國光伏發(fā)展報告[M].中國環(huán)境科學出版社，2007.

[3] 趙全樂.線損管理手冊[M].中國電力出版社，2007.

[4] 唐亮.分布式電源的分類及對配電網(wǎng)的影響[D].合肥工業(yè)大學，2007：15-21.

[5] 馬曉博，戚連鎖.分布式光伏電源對配電網(wǎng)短路電流和靜態(tài)電壓影響的仿真分析[J].海軍工程大學學報，2016（01）：20-24+80.

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