光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)線損率影響的研究

光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)線損率影響的研究

摘要：結(jié)合目前情況，傳統(tǒng)能源的大量開發(fā)已造成了能源危機(jī)，影響當(dāng)前我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。光伏產(chǎn)業(yè)的開發(fā)與利用對推動我國能源節(jié)約及生態(tài)保護(hù)將發(fā)揮了重要作用及價值。結(jié)合目前情況，本文對當(dāng)前光伏電站并網(wǎng)中對配電網(wǎng)線路損耗的影響進(jìn)行了分析與說明，提出了配電網(wǎng)線路損耗計算的方式，并對光伏電站接入位置及光伏電站接入容量對光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)線損率影響作用進(jìn)行了分析與說明，并提出了相關(guān)措施及評價方法，可為后期光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)線損率的計算提供參考及建議。關(guān)鍵詞：光伏電站；配電網(wǎng)；線損率引言為了緩解能源危機(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，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)的線損率光伏發(fā)電可以在一定程度上緩解能源緊張的問題。我國的太陽能光伏發(fā)電呈現(xiàn)出“大規(guī)模集中開發(fā)、中高壓接入”與“分散開發(fā)、低電壓就地接入”并舉的發(fā)展趨勢。太陽能光伏發(fā)電在并網(wǎng)方式上可分為大型電站形式和分布式電源形式，下面主要研究以集中型光伏電站形式并入配電網(wǎng)，對原有配電網(wǎng)線損的影響。光伏電站的并網(wǎng)視其容量的大小一般選擇中壓或低壓配電網(wǎng)．目前我國的中壓和低壓配電網(wǎng)大多以輻射狀電網(wǎng)為主，具有閉環(huán)設(shè)計、開環(huán)運行的特點。其電源來源為變電所低壓母線，所以該級配電網(wǎng)可以認(rèn)為是無源或單電源網(wǎng)絡(luò)。因此，對于傳統(tǒng)配電網(wǎng)而言，其功率的流動方向具有單一性，即潮流的方向是一定的。光伏電站的并網(wǎng)改變了配電網(wǎng)的潮流方向，使其從無源網(wǎng)絡(luò)變成有源網(wǎng)絡(luò)，而且由于光伏電站的發(fā)電功率具有隨機(jī)性的特點，原有配電網(wǎng)的潮流會受到很大影響，導(dǎo)致節(jié)點電壓分布線損和原有的繼電保護(hù)方向發(fā)生變化。綜合當(dāng)前配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采取適當(dāng)方式對配電線路進(jìn)行分析并對其線損率進(jìn)行有效計算與分析對開展光伏產(chǎn)業(yè)并網(wǎng)配電研究與減少線損具有一定價值。實際實施中，對于線損的計算，可從以下幾方面進(jìn)行考慮與分析。具體來講，將整個線路分為n段，并分別記錄阻抗，即Ri＋jXi。同時，對以上所形成的各個節(jié)點進(jìn)行編號，并定義為第一節(jié)點為電源母線，即可對各節(jié)點所得功率進(jìn)行計算，具體功率計算公式如下：由以上公式可知，配電網(wǎng)輸送功率與各節(jié)點電壓有密切的關(guān)系。因此，相關(guān)人員在對配電網(wǎng)線損率進(jìn)行計算中應(yīng)對電網(wǎng)負(fù)荷功率進(jìn)行考慮。即當(dāng)光伏電源接入后，原有線路功率將發(fā)生一定變化，且可能對配電網(wǎng)線損率的控制將具有重要的價值及意義。而目前，現(xiàn)有光伏產(chǎn)業(yè)集中供電模式下，當(dāng)配電網(wǎng)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時，電壓會逐漸降低，而同時饋線傳輸功率減少，負(fù)荷電壓逐漸提高使得饋線以外的電壓出現(xiàn)了偏差。基于以上內(nèi)容及分析，光伏電站并網(wǎng)線損率與饋線負(fù)荷節(jié)點被抬高的電壓有密切關(guān)系。此外，不同節(jié)點下，雖光伏電站容量變化，各支路功率在其電流流向下降發(fā)生一定程度的改變。尤其對于規(guī)模較大的光伏產(chǎn)業(yè)而言，由于光伏電池容量較大，則容易引起局部的潮流分布變化，從而會對配電網(wǎng)線損率造成一定影響。具體來將光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)線損率的影響因素主要集中在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、光伏電站下的節(jié)點位置、節(jié)點負(fù)荷能量大小具有直接關(guān)系。對于以上分析，相關(guān)人員在對線損進(jìn)行計算中應(yīng)優(yōu)先確定不同線路的損耗率的大小，以便對線損進(jìn)行合理的確定；實現(xiàn)這一目的，優(yōu)先應(yīng)確定參考負(fù)荷的節(jié)點問題，這種方式計算優(yōu)點在于計算方式簡單及速度快，但，相對應(yīng)，采用該種方式實施計算，容易造成不同節(jié)點的處理偏差，必須對必要的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚娇蓪崿F(xiàn)對線損計算的目的。綜合以上分析，對于光伏發(fā)電行業(yè)并網(wǎng)線損率計算中，應(yīng)優(yōu)先通過線路帶載率及負(fù)荷電壓確定光伏發(fā)電容量大小，方可實現(xiàn)對線損率的計算。二、光伏電站接入位置和容量與配電網(wǎng)線損率的關(guān)系2.1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)行有效地計算，進(jìn)而得出線損率的大小。當(dāng)確定潮流的實際計算結(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)線路輸入功率的實際大小。以不同節(jié)點的負(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，將會計算出更加符合實際需要的功率大小。在實際的工作過程中，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，并對具體的計算結(jié)果做出合理地評價。相關(guān)的研究報告指出：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。2.2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)點為主要的參考點，可以對光伏電站接入容量進(jìn)行必要地計算，進(jìn)而確定出配電網(wǎng)線路損耗率的實際大小。某些研究資料表明，根據(jù)實際潮流計算結(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。三、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。參考文獻(xiàn)：[1]徐永海，陶順.兆瓦級光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)影響的仿真分析[J].電氣應(yīng)用，2012（21）：65.[2]馬夢朝，趙義術(shù).MW級光伏電站建模及其