淺談光伏并網對地區電網線損的影響

王素芬

摘 要：隨著科學技術的進步和人民群眾環保意識的提高，太陽能光伏發電技術在電力行業中的應用也在不斷的增多，但是內蒙古地區光伏發電技術的應用時間不是很長，導致光伏并網技術的發展不夠成熟，因此光伏并網會對地區電網線損產生一定程度的影響。本文分析了光伏并網對地區電網線損的影響，并加以實例進行了說明和總結，供光伏并網行業的工作人員參考。

關鍵詞：地區電網線損；光伏并網；影響

中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0108-02

由于應用在太陽能光伏發電中的分布式光伏發電機容量較小，因此能有效的降低地方電網的線損率，但隨著分布式光伏發電機數量的增多，光伏并網對地區電網線損的影響也在發生變化，因此技術人員需要加強對光伏并網對地方電網線損影響的分析。

1 光伏并網對地區電網線損的影響

在進行太陽能光伏發電的過程中需要連接光伏電源，當光伏電源連接到某個地區的電網系統中后，電網系統中的電流分布也會發生變化，存在于電網中的功率的流向也不再是向負荷流動的單一路線。現假設光伏并網中線路的電壓是相同的，在此實驗前提下，可以計算出光伏電源的容量以及電源接入位置與地方電網線損的關系，并根據多次的實驗結果和實驗數據制定相關的模型，再對線損模型進行進一步的分析[1]。

2 光伏并網的實例說明

現以內蒙古地區的光伏并網實例對光伏并網對地方電網的線損影響進行分析。實例地區應用的是66KV的電網系統，其電網系統中應用的網架結構為輻射型，并配有24個節點和2個電源輸出點，其中的一個電源輸出點用來連接主網的，在本文的分析過程中被當成是光伏并網中的平衡節點；另外一個電源輸出點則位于風電場內。該地區的電力資源直供用戶共有7名。

在對該光伏并網實例進行分析和計算前需要假設供電系統中的網架結構不會發生變化，這樣能夠確保地方電網線損只能受到供電系統負荷大小和光伏電源安裝情況的影響。下面將從多方面角度對光伏并網對地方電網線損的影響進行分析。

2.1 光伏電源容量影響的分析

現假設改供電系統中的網架結構及其符合的分布情況不會發生變化，在此基礎上展開對光伏電源和地方電網線損之間關系的分析。

假如現階段的光伏發電電源的電量是滿的，將其接入到地方電網可以得到相應的實驗數據庫，通過對這些實驗數據進行分析可以得出以下結論。第一，地方電網與光伏電源相連接后所產生的并網容量是在一定范圍內的話，則會降低地方電網的線損率，同樣當并網容量超過一定范圍時地方電網的線損率將會增加。并且通過對實驗結果進行仿真分析能夠得出最終的結論，即如果光伏發電電源的容量小于地方電網所能承載的負荷時，光伏并網能夠有效的降低地方電網的線損率。第二，當地方電網的線損率能夠隨著光伏電源的注入而降低時，此時的并網容量被稱為最佳的光伏電源容量。最佳容量的大小和范圍受到外界因素的影響較多，其中最主要的影響因素是網架的結構和網架能夠承載的負荷的大小，即網架承載負荷量越大，最佳容量值越大；主電網變壓器與光伏電源的注入節點之間的電氣距離越近，最佳容量值越大。通常，光伏并網的最佳容量值要比地方電網的負荷值低，并多次試驗證明光伏并網的最佳容量值應當為地方電網負荷值的30%，工作人員可以以此為依據來檢驗光伏電網對地方電網線損的影響，從而更好的凸顯光伏并網的優勢[2]。

2.2 光伏電源位置影響的分析

現假設光伏并網中光伏電源板的容量為15MW，改變光伏電源的接入位置，進而分析光伏電源接入位置對地方電網線損的影響，在此實驗中為了減少計算量，忽略了電站聯絡線對地方電網的線損影響，因此假設光伏電網中各個節點的位置與電站位置之間的距離是相等的。在此基礎上展開了多次關于光伏電源接入位置的實驗。該地區的配電網拓撲結構如圖1所示。

當光伏電源接入到電網中的1號節點時，本質上是相當于在該地區電網中沒有接入任何的光伏電源，此時實驗數據顯示該地區地方電網的線損率在3.5%左右。然后在實驗中更改光伏電源的接入位置，此時的實驗數據顯示地方電網的線損率發生了不同程度的改變，當光伏電源接入到20號節點時地方電網的線損率最高，當光伏電源接入11號節點時地方電網的線損率最低。對多次實驗數據進行進一步的分析可以得出11號節點的總負荷量為10.2MW，占地方電網的負荷率的16.9%，此時光伏電源的平均出力率為7.9MW，這時光伏電源的出力量是能夠被完全消耗的，但是當光伏電源接入到10號節點或9號節點上時，盡管這兩個節點的總負荷量依然較小，但這兩個節點的位置距離最佳接入節點較近，因此光伏電源在此節點區間內的流動相對較少，地方電網的線損率也隨之減少。

影響光伏電源最佳接入的因素有地方電網網架的結構、光伏電源的總體容量、光伏電源的平均出力率、光伏并網中的負荷分布、地方電網的負荷率；上述影響因素中對光伏電源最佳接入位置影響最大的是地方電網的負荷率，因此在實際的光伏并網安裝過程中，技術人員一般選擇負荷率較高且與負荷區距離較近的節點作為光伏電源的接入節點。

2.3 光伏電源接入電壓等級的分析

在光伏電源接入電壓等級的實驗中，要假設地方電網網架的結構是不變的，現選擇該地區電網24節點中的第18個節點作為光伏電源的接入節點，為了降低計算結果的隨機性，現假設地方電網及光伏并網中網架的相關數據和參數都是不變的，同時將光伏并網的最低負荷調整為原來地方電網的15%。在上述實驗條件下展開了光伏電源接入電壓等級對地方電網線損影響的分析和實驗。

通過對多次實驗數據的分析可以得出以下結論：在光伏并網和地方電網參數不變的前提下，地方電網的線損率與光伏電源接入電壓等級呈反比關系，也就是說地方電網的線損率是隨著光伏電源接入電壓等級的升高而降低的。因此技術人員需要結合實際的光伏并網工程和地方電網的需求，在諸多光伏電源接入電壓等級中選擇最為適宜的光伏電源接入電壓等級，進而實現地方電網的平穩運行，還能最大限度的降低地方電網的線損率，將光伏并網對地方電網的作用發揮到極致，促進光伏并網和地方電網的協調發展[3]。

3 光伏并網實例的總結

通過上文實例的分析，可以得出光伏電源容量、光伏電源接入電壓等級、光伏電源位置對地方電網線損都有影響的結論，結合實驗數據的分析結果可以得出在光伏并網中實現地方電網最低線損率的方式如下：在光伏電源的安裝工程中，技術人員要優先選擇電壓等級最高的節點作為光伏電源的接入節點，并且要保證所選擇的接入節點是靠近最高電壓等級節點變壓器一側的，并且要保證接入節點所占的負荷比例比電網中的其他節點要大，光伏電源的最佳容量為該地區總電網負荷量的30%左右。在上述條件的基礎上選擇光伏電源的接入節點，就能保證光伏并網中地方電網線損率是最低的。

4 結語

在上文的分析和實驗中可以看出，只要連接到地方電網中光伏電源的容量高于該地區地方電網的總負荷量，光伏并網就可以有效的降低地區電網的線損率，因此在光伏電網的安裝過程中，技術人員要考慮到地方電網的總負荷量，進而將光伏并網對降低地區電網線損有利的作用發揮出來。

參考文獻

[1]麥杰濤.從電網企業角度分析佛山地區光伏發電系統并網影響及相關措施[J].電子測試，2014，S1：125-127.

[2]蘇闊，郭莉，楊春宇.光伏并網對地區電網線損的影響[J].吉林電力，2015，05：14-17.

[3]翁時軍，王娜，王巖.淺談小水電集中并網發電對地區電網電壓和損耗的影響[J].沿海企業與科技，2016，11：123-124.endprint