分布式光伏發(fā)電對電能采集及線損的影響

摘要：通過結(jié)合分布式光伏發(fā)電的定義和特點(diǎn)，從計(jì)量方案、計(jì)量接入方式兩個(gè)方面入手，對分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)電能進(jìn)行計(jì)量。同時(shí)，根據(jù)分布式光伏發(fā)電對電能采集的影響情況，分析了居民分布式光伏電源接入、光伏電源容量、光伏電源位置、光伏電源接入電壓等級、發(fā)電未采集和竊電、電源檔案錯(cuò)誤、分布式光伏電源分散接入等多個(gè)因素對線損的影響，為后期更好地應(yīng)用分布式光伏發(fā)電提供重要的依據(jù)和參考。

關(guān)鍵詞：分布式光伏發(fā)電電能采集線損

TheImpactofDistributedPhotovoltaicPowerGenerationonPowerAcquisitionandLineLoss

WANGJiaoZHANGQinzhao

StateGridXuanchengPowerSupplyCompany，Xuancheng，AnhuiProvince，242000China

Abstract：Bycombiningthedefinitionandcharacteristicsofdistributedphotovoltaicpowergeneration，thispapermeasuresthegridconnectedelectricitygeneratedbydistributedphotovoltaicpowergenerationfromtwoaspects：meteringschemeandmeteringaccessmethod.Atthesametime，accordingtotheimpactofdistributedphotovoltaicpowergenerationonpoweracquisition，multiplefactorssuchasresidentialdistributedphotovoltaicpowersupplyaccess，photovoltaicpowersupplycapacity，photovoltaicpowersupplylocation，photovoltaicpowersupplyaccessvoltagelevel，noncollectionandtheftofpowergeneration，powerfileerrors，anddecentralizedaccessofdistributedphotovoltaicpowersourceswereanalyzed，providingimportantbasisandreferenceforbetterapplicationofdistributedphotovoltaicpowergenerationinthefuture.

KeyWords：Distributed;Photovoltaicpowergeneration;Poweracquisition;Lineloss

在電力行業(yè)的快速發(fā)展下，新能源、新設(shè)備作為電力系統(tǒng)重要組成部分，被廣泛地應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)中。而分布式光伏發(fā)電作為一種新型發(fā)電方式，具有輸出功率小、發(fā)電規(guī)模大、環(huán)保性強(qiáng)等特點(diǎn)，助力電力行業(yè)向節(jié)能化、環(huán)?；较虿粩喟l(fā)展[1]。隨著分布式光伏發(fā)電設(shè)備的推廣和普及，對電能采集、線損產(chǎn)生顯著影響。為避免該發(fā)電模式對電網(wǎng)產(chǎn)生不良影響，本文重點(diǎn)研究分布式光伏發(fā)電對電能采集、線損的具體影響。

1分布式光伏發(fā)電定義與特點(diǎn)

分布式光伏發(fā)電（DistributedPhotovoltaicPowerGeneration，DPPG）作為一種新型發(fā)電設(shè)施，主要利用太陽能這一新能源。分布式光伏發(fā)電主要是指嚴(yán)格遵循節(jié)能環(huán)保、因地制宜、分散分布等原則，在用電用戶附近場所，完成對小型儲(chǔ)能系統(tǒng)的構(gòu)建。這樣不僅可以促使光伏發(fā)電站產(chǎn)生較高的電能量，提高用戶用電質(zhì)量，還能降低化石能源的使用量，保證電力企業(yè)綠色發(fā)電體系執(zhí)行效果[2]。

分布式光伏發(fā)電具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）與集中式發(fā)電站相比，分布式光伏發(fā)電站的輸出功率相對較小，發(fā)電效率相對較高，獲得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益[3]；（2）分布式光伏發(fā)電運(yùn)用了太陽能清潔能源，具有較高的環(huán)保性，在實(shí)際發(fā)電期間，不會(huì)因產(chǎn)生大量污染物而對環(huán)境造成不良影響；（3）分布式光伏發(fā)電所形成的能量密度相對較小，可以為居民用電提供源源不斷的電能；（4）分布式光伏發(fā)電在具體運(yùn)行期間，主要采用并網(wǎng)運(yùn)行方式，達(dá)到自發(fā)自用的目的。

2分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)電能計(jì)量

2.1計(jì)量方案

目前，居民光伏發(fā)電主要選用全部上網(wǎng)這一電能消納方式。居民光伏發(fā)電作為一種新型發(fā)電模式，通常需要單獨(dú)進(jìn)行計(jì)量和結(jié)算等操作。國家在居民光伏發(fā)電的采購價(jià)、出售價(jià)有明確規(guī)定，這為國網(wǎng)合理收購和出售居民光伏發(fā)電提供依據(jù)。此外，為保證分布式光伏發(fā)電處理水平，需要強(qiáng)化對以下電能表的科學(xué)化安裝和使用。（1）并網(wǎng)計(jì)量表。應(yīng)用并網(wǎng)計(jì)量表，除了可以精確化統(tǒng)計(jì)發(fā)電能量外，還能實(shí)時(shí)記錄和匯總電價(jià)補(bǔ)貼[4]。（2）關(guān)口計(jì)量表。用戶與公共電網(wǎng)之間通常會(huì)產(chǎn)生大量的電能量，通過應(yīng)用關(guān)口計(jì)量表，可以對電能量進(jìn)行精確的計(jì)算。

2.2計(jì)量的接入方式

現(xiàn)階段，雙電表計(jì)量方式被廣泛地應(yīng)用于國內(nèi)各個(gè)省份地區(qū)。通過采用分開計(jì)量模式，可以有效地區(qū)分居民用電、光伏發(fā)電之間的差異性。

2.3電能計(jì)量裝置

為保證計(jì)量信息的完整性、保密性和真實(shí)性，首先，將分布式發(fā)電項(xiàng)目的接入電壓設(shè)置為15kV。在不同的關(guān)口計(jì)量點(diǎn)中，需要安裝一模一樣的電能表，確保計(jì)量信息達(dá)到相同的準(zhǔn)確性。另外，采用單套配置的方式，對接入電壓進(jìn)行科學(xué)配置。其次，嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定和要求，選用合適的電能計(jì)量裝置。為確保分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的接入電壓恒定不變性，在選用合適型號傳感器的基礎(chǔ)上，科學(xué)地設(shè)計(jì)電能信息采集終端。最后，為進(jìn)一步地提高二類電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確度，需要將電流互感器等級設(shè)置為0.25；將電壓互感器等級設(shè)置為0.2。

3分布式光伏發(fā)電對電能采集的影響

電能量信息采集主要是指借助信息系統(tǒng)，自動(dòng)采集和整理電能量信息，便于其他人員查看和調(diào)用。首先，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集期間，需要借助營銷系統(tǒng)，完成對光伏發(fā)電用戶檔案的構(gòu)建，將營銷系統(tǒng)與采集系統(tǒng)進(jìn)行連接，從而達(dá)到采集和觸發(fā)數(shù)據(jù)調(diào)試流程的目的。結(jié)合所采集好的信息數(shù)據(jù)，自動(dòng)化分配信息采集任務(wù)。其次，在采集數(shù)據(jù)項(xiàng)期間，需要利用分布式電源管理功能，自動(dòng)化采集正反向電能量，并結(jié)合功率、電壓、電流等參數(shù)采集情況，實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測分布式電源的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。另外，運(yùn)用分布式電源管理模塊，對發(fā)電總量、日均量等多項(xiàng)電能指標(biāo)進(jìn)行全面化分析，從而完成對數(shù)據(jù)模式的優(yōu)化和完善，促使分布式電源管理向高效化、智能化方向不斷發(fā)展。為更好地了解和掌握分布式光伏發(fā)電對電能采集的影響程度，相關(guān)人員需要在并網(wǎng)處理光伏發(fā)電的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同電能消納方式，選用相應(yīng)的電能計(jì)量方案。以“全部上網(wǎng)”電能消納方式為例，與傳統(tǒng)電能計(jì)量方式相比，分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)電能在電能表配置方面存在明顯差異，需要做好對關(guān)口計(jì)量表、并網(wǎng)計(jì)量表的有效安裝。在開展電能采集工作時(shí)，運(yùn)用信息采集系統(tǒng)，對所需要的電能信息進(jìn)行一系列操作，如采集、處理、監(jiān)控等操作。另外，通過全面化采集分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)電能，可以促使電能數(shù)據(jù)信息變得更加系統(tǒng)化、完整化、全面化，方便相關(guān)人員實(shí)時(shí)采集和獲取功率、發(fā)電總量、電壓等參數(shù)，為提高分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行性能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[5]。

4分布式光伏發(fā)電對線損的影響

本文以“某地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)”為案例，選用66V電網(wǎng)系統(tǒng)，并將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)置為輻射型結(jié)構(gòu)，同時(shí)做好對該系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)、電源輸出點(diǎn)數(shù)量的配置。其中，將系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)配置為24個(gè)，將系統(tǒng)電源輸出點(diǎn)配置為2個(gè)。

4.1居民分布式光伏電源接入對線損的影響

電網(wǎng)是否連接居民分布式光伏電源，可直接決定后期電網(wǎng)功率流動(dòng)方式的選用。本案例研究結(jié)果表明，在居民分布式光伏電源中，通過接入電網(wǎng)，可以將線損降到最低。如果電網(wǎng)線路始終保持不變的電壓狀態(tài)，光伏電源接入后所造成的電網(wǎng)電壓變化可忽略不計(jì)。居民分布式光伏電源接入電網(wǎng)后，直接影響后期電源接入位置和接入量。總之，線損的改變，可直接決定居民分布式光伏發(fā)電能力。影響線損增加量的因素如下：電源接入位置、電源接入量以及電網(wǎng)負(fù)荷分布情況等。

4.2光伏電源容量對線損的影響

當(dāng)分布式光伏電源處于穩(wěn)定接入狀態(tài)時(shí)，電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)保持不變，光伏發(fā)電所對應(yīng)的電源量不斷增加，上升至最高值時(shí)，需要將該光伏發(fā)電直接接入電網(wǎng)中，從而達(dá)到全面化采集和整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的目的，最后，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得以下幾個(gè)結(jié)論。

（1）分布式光伏電源直接接入電網(wǎng)后，所產(chǎn)生的并網(wǎng)容量在臨界值范圍內(nèi)，可以避免電網(wǎng)產(chǎn)生較多的線損，但如果并網(wǎng)容量過大，超過臨界值，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)線損不斷增加。當(dāng)分布式光伏電源所產(chǎn)生的并網(wǎng)容量過大，超出電網(wǎng)承載負(fù)荷值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)產(chǎn)生較多的線損，反之，可以避免電網(wǎng)產(chǎn)生較多的線損。

（2）在確保電網(wǎng)線損率保持不變的情況下，分布式光伏電源會(huì)產(chǎn)生最佳并網(wǎng)容量。但在這一環(huán)節(jié)中，一旦電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、承載負(fù)荷等外界因素出現(xiàn)變化，會(huì)直接影響并網(wǎng)容量。另外，電網(wǎng)變壓器與光伏電源節(jié)點(diǎn)之間距離的變化，同樣會(huì)直接影響最佳容量值，當(dāng)電網(wǎng)變壓器與光伏電源節(jié)點(diǎn)之間的距離越遠(yuǎn)，說明該電源所產(chǎn)生的最佳容量值越大。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)分布式光伏電源所產(chǎn)生的并網(wǎng)容量值大約是電網(wǎng)負(fù)荷值的32%左右，說明該并網(wǎng)容量值屬于最佳容量值，當(dāng)電源容量無限接近于該最佳容量值時(shí)，才能降低電網(wǎng)的線損；反之，如果超過該最佳容量值，會(huì)對電網(wǎng)線損產(chǎn)生消極影響，導(dǎo)致電網(wǎng)線損不斷增加。

4.3光伏電源位置對線損的影響

在保持光伏電源容量始終穩(wěn)定不變以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)間距相同的情況下，可直接忽略不計(jì)

電站聯(lián)絡(luò)線對線損影響程度。通過適當(dāng)改變光伏電源位置，觀察電網(wǎng)線損變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)光伏電源接入位置設(shè)置在2號節(jié)點(diǎn)時(shí)，所獲得電網(wǎng)線損率最高，達(dá)到5.3%；當(dāng)光伏電源接入位置設(shè)置在5號節(jié)點(diǎn)時(shí)，所獲得電網(wǎng)線損率最低，僅為1.2%。說明光伏電源接入位置的改變，很容易對電網(wǎng)線損產(chǎn)生明顯的影響。

4.4光伏電源接入電壓等級對線損的影響

為更好地驗(yàn)證接入電壓等級改變對線損率影響程度，需采用實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行驗(yàn)證。具體試驗(yàn)操作事項(xiàng)如下：（1）電網(wǎng)架構(gòu)始終保持不變；（2）從眾多的接入點(diǎn)中選出最佳接入點(diǎn)；（3）確保光伏并網(wǎng)數(shù)據(jù)始終吻合于參數(shù)；（4）為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確度和可靠性，在設(shè)置光伏并網(wǎng)容量最低值時(shí)，需要將該最低值設(shè)置為當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)負(fù)荷的38%左右。結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，采用實(shí)驗(yàn)的方式，獲得以下幾個(gè)結(jié)論：在參數(shù)保持恒定的情況下，電網(wǎng)線損率會(huì)隨著電壓等級的增加而呈現(xiàn)出不斷降低的趨勢；反之，當(dāng)電壓等級不斷下降時(shí)，電網(wǎng)所產(chǎn)生的線損率不斷增加。

4.5發(fā)電未采集和竊電對線損的影響

在我國光伏發(fā)電水平的不斷提高下，各個(gè)地區(qū)竊電問題頻繁出現(xiàn)。用戶借助光伏設(shè)備，新增開關(guān)、電線和中間接線，從而達(dá)到竊電的目的。在不發(fā)電的情況下，無法對上網(wǎng)表計(jì)反向電能量進(jìn)行全面采集，從而達(dá)到不計(jì)量用電的目的。另外，在發(fā)電情況下，竊電具有較高的隱蔽性，不會(huì)對全額上網(wǎng)產(chǎn)生不良影響，但是很容易因漏電而出現(xiàn)火災(zāi)安全事故。

4.6電源檔案錯(cuò)誤的影響

在制訂供電方案時(shí)，部分人員在沒有進(jìn)行光伏電源科學(xué)接線的基礎(chǔ)上，對計(jì)量方向進(jìn)行維護(hù)，發(fā)現(xiàn)營銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)所顯示的計(jì)量方向與實(shí)際情況不符。出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因是電能采集系統(tǒng)在進(jìn)行計(jì)量期間，需要運(yùn)用營銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)量操作，這種操作方式無法有效地評估分布式光伏電源發(fā)電能力，導(dǎo)致電網(wǎng)線損率不斷增加。

4.7分布式光伏電源分散接入對線損的影響

在分散式光伏電源分散接入模式的應(yīng)用背景下，所獲得的線損效益較低。在增加電網(wǎng)電壓等級時(shí)，通過接入分布式光伏電源，可以降低電壓等級降低幅度，從而達(dá)到有效提高電壓等級降低改善效果的目的[3]。通常情況下，線損會(huì)隨著電壓等級的不斷增加而呈現(xiàn)不斷降低的趨勢，因此，為保證電壓降低改善效果，需要優(yōu)先選用分散式光伏電源分散接入模式，促使電網(wǎng)線損降到最低。但是，當(dāng)電網(wǎng)中的電壓等級降低幅度較小時(shí)，接入和使用分布式光伏電源，會(huì)增加過壓故障出現(xiàn)的概率。

5結(jié)語

通過推廣和應(yīng)用分布式光伏發(fā)電模式，可以確保所構(gòu)建好的發(fā)電站具有自發(fā)自用特點(diǎn)。但是，該發(fā)電模式在具體應(yīng)用期間，仍然存在各種各樣的問題。為提高分布式光伏發(fā)電的電能采集效果，需要強(qiáng)化對最佳電能計(jì)量方案的制訂，才能實(shí)現(xiàn)對電能表的精確化、高效化計(jì)量，從而進(jìn)一步地提高居民的用電質(zhì)量，為居民提供連續(xù)穩(wěn)定的電能服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]洪楠.分布式光伏發(fā)電對電能采集及線損的影響[J].中國高新科技，2021（2）：36-37.

[2]房勇.分布式光伏發(fā)電對電能采集及線損的影響分析[J].消費(fèi)導(dǎo)刊，2021（39）：39-40.

[3]鄺煥權(quán).探討分布式光伏發(fā)電對電能采集與線損的影響[J].電腦校園，2020（12）：1295-1296.

[4]王慶鵬.分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)的研究[D].長春：吉林建筑大學(xué)，2023.

[5]李超.交直流混合微電網(wǎng)電能質(zhì)量擾動(dòng)分類方法研究[D].濟(jì)南：山東建筑大學(xué)，2024.