關于光伏并網對地區電網線損的影響研究

李文杰

摘 要：太陽能光伏發電技術的有效應用，化解了我國電力資源緊張的局面，對經濟的可持續發展，具有十分重要的作用。本文在分析地區電網線損現狀的基礎上，闡述了電網線損率的影響因素，分析了光伏電源接入地區電網方案并提出了解決電網線損問題的對策以期為相關人士提供借鑒和參考。

關鍵詞：光伏并網；線損率；光伏電源

中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0178-02

隨著社會經濟的不斷發展和社會生產力的不斷進步，太陽能光伏發電技術在世界范圍內得到了廣泛應用，在緩解能源緊張方面發揮了重要的作用。然而目前我國電網線損的狀況較為嚴重，供電能力得不到保障，嚴重制約了經濟的可持續發展能力。因此，分析光伏并網對地區電網線損的影響，具有重要的現實意義。

1 地區電網線損的現狀

伴隨著主網的完善，主線的線損與日俱增。2014年國家電網公司統計的數據顯示，當年電網線損率達到5.98%。南方電網公司在“2015年工作報告中”提到計劃將電網綜合線損降低到6.12%。單從“5.98%”和“6.12%”來看，數值并不大，但如果計算總的電網損耗卻是一個巨大的數字。僅計算國家電網損失，2015年就多達1300多億千瓦時。

2 光伏并網對地區電網線損的影響因素

2.1 影響電網線損率的因素

在光伏電源接入當地電網后，全部電網的潮流分布會發生變化，除了由饋線向負荷流動之外，電網中還出現了其他功率的流向。光伏電源接入地區電網有很多影響，其中一個好處有效減少了當地電網的線損。假設電網線路中電壓都相等，同時除去接入光伏電源后電壓的浮動，列出光伏電源接入容量、位置和線損的模型。電網中接入光伏電源，容量為Pw+jQw；線路總抗阻為R+jX；另外設定光伏電源從接入位置到送端長度占線路的百分比為k%。

那么在光伏電源沒有接入到線路中時總線損為：

在光伏電源接入到線路中時：

公式中：ΔP1是送端母線到光伏電站兩者之間所產生的線損損耗；ΔP2是光伏電站到首端母線兩者之間所產生的線路損耗。

因此，產生的總損耗為：

而在接入了光伏電源之后，線損相對于沒有接入光伏電源時增量ΔPLOSS為：

通過以上公式能夠得出，接入位置和接入容量是光伏電源接入配網以后對當地線損的影響的主要體現。因此，在接入光伏電源的情況下，當地電網的線損可能增大也可能減小。光伏電源的接入位置、容量都能夠影響線損的高低，同時電網的網架結構以及負荷分布也會影響線損的高低[1]。

2.2 光伏電源接入位置與線損率關系

在多個節點作用下，光伏電源的電量會產生一定的浮動，造成對線損率的影響。制定專門的并網節點，能夠有效計算饋線方向的潮流，進一步得出線損率的數值。在計算出潮流的結果后，將光伏電源合理有效的接入，能夠對電網起到極大作用，有效改變電網的潮流分布情況，進而計算出電網中輸入功率的數值。通過對多個節點的負荷進行研究，能夠計算出并網光伏電源所需的功率。實際操作過程中，光伏電源的接入位置應當有所調整，在并網方式作用下，要近于首端電源的接入位置，這樣能夠有效減少電網線路損耗。同時，通過信息技術，可以利用云端對饋線線損率進行有效計算，并評價其計算結果。有關研究報告指出：光伏電源接入位置等變化，能夠改變整個電網系統網損率，使其呈現降低再升高的結果。因此，當其他條件固定時，在某支路中部附近建造光伏電站是最有效的[2]。

3 光伏電源接入地區電網方案分析

國網內蒙古東部電力有限公司巴林左旗供電分公司配電網絡為24節點66kV，屬于輻射型網架結構，有節點A、節點B兩個電源輸出點。假設節點A與220kV主電網連接，同時在之后的計算中都將平衡節點選取為該節點；而節點B是風電場，在計算過程中以CD節點表示。那么在當地擁有七個直供用戶，分別接入五、六、十一、十六、十八、二十、二十四節點，得出日直供總負荷為24.399MW+j12.55Mvar，額外節點則使用其他變壓器輸送電量。該配電網中，日均總負荷為65.091MW+將8.517Mvar。該發電場目前接入容量達到148.5MW，預期年底進一步提升為198MW。在計算中，網架結構為固定值，那么僅有負荷大小，電源出力會對線損造成影響[3]。

3.1 光伏電源接在不同位置

運用恒功率因數運算模式，設定并網容量為15MW，功率因數0.9。那么進一步改變其接入位置，通過比較改變前后線損情況得出結論。當電網中沒有光伏電源接入，該地區線損為3.12%，供電量為67.193MW·h。那么下一步接入光伏電源，在其接入不同節點后，線損率出現了浮動，明顯有了不同程度的升高或降低，其中某節點負荷達到10.56MW，占總負荷16.23%，光伏電源完全被消耗。

3.2 光伏電源接入不同容量

在網架結構不變情況下，若光伏電源處于滿發狀態，通過分析光伏電源注入結果，得出：如果光伏電源容量小于總負荷，可以減少線損。負荷越大，最優容量越大。通常，地區電網負荷總和需要高于并網最優容量。

4 完善電網線損的對策

通過兩個方面來解決線損，第一要加強對電網線損的管理，第二要不斷改進電網線損處理技術。通過將這兩個對策相結合，相輔相成，能夠有效減少線損。

4.1 加強對電網線損的管理

從管理角度來講，加強對地區電網線最重要的是對線損率進行分析，同時，電力負責人員要定期加以對電網線進行檢查和維護，此外，開展減少線損作為主要目的的普查活動，完善電表抄收制度，改善電力企業內部管理，管理人員對電網布局有一個良好的規劃，合理分配配電站布局，也能有效降低地區電網的線損率，提高供電的安全性。促進電網高效運作，減少無用途損耗。首先，想要降低電網線損，需要重視電網的合理規劃，合理分布配電站布局，大力改造不合理的電網結構。對地區電網情況要有基本認識，維修或更換年久失修電路以及破損電路，清理過長電路，更換過細電路。在沿海或較發達地區，由于用地資源緊張，線路無法進行改造情況下，可以升級原有電網，增大傳輸容量，降低電網電損，保證電網安全運行。

其次，伴隨著經濟不斷發展，城市建設各方面用電量也不斷增加。因此，要考慮到未來城市發展預期，根據城市發展規劃，做好電力設備的新增、擴容以及改造。在其更新過程中，絕對不能出現電力設施因為跟不上城市發展速度，導致出現電力滿負荷、超負荷運轉等情況。

4.2 不斷改進線損處理技術

首先要加強對電網線路維護。通常，對于電網線損問題，我們只能采取優化的方法，徹底解決線損問題并不現實。那么就大大加強了對技術人員素質的要求，在對電網線路的檢查時，需要認真清掃電力線路，保證電力線路得到合理安排，有效規劃，不會被樹木及其它遮蔽物阻擋。與此同時，為了能夠及時發現電網中不合格元件，還需要對電力線路的絕緣進行檢測，大大減少無謂的損耗。其次要合理選擇配變容量。在農村地區，通常使用的變電器大多為綜合性質的變壓器械，在能夠滿足電荷最大值的情況下，經常會以10%作為臨界點。然而對于用電高峰季節，需要變電站達到正常情況兩倍以上才可行。

5 結語

通過以上研究發現，光伏并網對地區電網線損存在一定影響，而光伏電源的接入位置和接入容量是影響電網線損率的關鍵因素。因此，合理規劃電網布局，及時增加電力設備，能夠有效降低線損對發電的影響。在此基礎上，加強對電網線的維護，選擇合適的變容量能夠有效提升供電的安全性。綜上所述，可以采用上述方法降低電網的線損率。

參考文獻

[1]蘇闊，郭莉，李欽，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.

[2]張忠林，羅衛華，高凱，施毅斌，趙軍，葛延峰，閆春生.分布式光伏并網對配電網的影響及解決措施[J].供用電，2013，04：20-24.

[3]王玉柱.光伏電站并網對配電網線損率影響的研究[J].中國新技術新產品，2016，17：26.endprint