關(guān)于光伏并網(wǎng)對地區(qū)電網(wǎng)線損的影響研究

李文杰

摘 要：太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的有效應用，化解了我國電力資源緊張的局面，對經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，具有十分重要的作用。本文在分析地區(qū)電網(wǎng)線損現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡述了電網(wǎng)線損率的影響因素，分析了光伏電源接入地區(qū)電網(wǎng)方案并提出了解決電網(wǎng)線損問題的對策以期為相關(guān)人士提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)；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(jīng)濟的不斷發(fā)展和社會生產(chǎn)力的不斷進步，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應用，在緩解能源緊張方面發(fā)揮了重要的作用。然而目前我國電網(wǎng)線損的狀況較為嚴重，供電能力得不到保障，嚴重制約了經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展能力。因此，分析光伏并網(wǎng)對地區(qū)電網(wǎng)線損的影響，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 地區(qū)電網(wǎng)線損的現(xiàn)狀

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

2 光伏并網(wǎng)對地區(qū)電網(wǎng)線損的影響因素

2.1 影響電網(wǎng)線損率的因素

在光伏電源接入當?shù)仉娋W(wǎng)后，全部電網(wǎng)的潮流分布會發(fā)生變化，除了由饋線向負荷流動之外，電網(wǎng)中還出現(xiàn)了其他功率的流向。光伏電源接入地區(qū)電網(wǎng)有很多影響，其中一個好處有效減少了當?shù)仉娋W(wǎng)的線損。假設電網(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)生的線損損耗；ΔP2是光伏電站到首端母線兩者之間所產(chǎn)生的線路損耗。

因此，產(chǎn)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(wǎng)以后對當?shù)鼐€損的影響的主要體現(xiàn)。因此，在接入光伏電源的情況下，當?shù)仉娋W(wǎng)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(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)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(guān)系

在多個節(jié)點作用下，光伏電源的電量會產(chǎn)生一定的浮動，造成對線損率的影響。制定專門的并網(wǎng)節(jié)點，能夠有效計算饋線方向的潮流，進一步得出線損率的數(shù)值。在計算出潮流的結(jié)果后，將光伏電源合理有效的接入，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)起到極大作用，有效改變電網(wǎng)的潮流分布情況，進而計算出電網(wǎng)中輸入功率的數(shù)值。通過對多個節(jié)點的負荷進行研究，能夠計算出并網(wǎng)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(diào)整，在并網(wǎng)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(wǎng)線路損耗。同時，通過信息技術(shù)，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(jié)果。有關(guān)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(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)損率，使其呈現(xiàn)降低再升高的結(jié)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(qū)電網(wǎng)方案分析

國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司巴林左旗供電分公司配電網(wǎng)絡為24節(jié)點66kV，屬于輻射型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，有節(jié)點A、節(jié)點B兩個電源輸出點。假設節(jié)點A與220kV主電網(wǎng)連接，同時在之后的計算中都將平衡節(jié)點選取為該節(jié)點；而節(jié)點B是風電場，在計算過程中以CD節(jié)點表示。那么在當?shù)負碛衅邆€直供用戶，分別接入五、六、十一、十六、十八、二十、二十四節(jié)點，得出日直供總負荷為24.399MW+j12.55Mvar，額外節(jié)點則使用其他變壓器輸送電量。該配電網(wǎng)中，日均總負荷為65.091MW+將8.517Mvar。該發(fā)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(wǎng)架結(jié)構(gòu)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(shù)運算模式，設定并網(wǎng)容量為15MW，功率因數(shù)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(jié)論。當電網(wǎng)中沒有光伏電源接入，該地區(qū)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(jié)點后，線損率出現(xiàn)了浮動，明顯有了不同程度的升高或降低，其中某節(jié)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(wǎng)架結(jié)構(gòu)不變情況下，若光伏電源處于滿發(fā)狀態(tài)，通過分析光伏電源注入結(jié)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(yōu)容量越大。通常，地區(qū)電網(wǎng)負荷總和需要高于并網(wǎng)最優(yōu)容量。

4 完善電網(wǎng)線損的對策

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

4.1 加強對電網(wǎng)線損的管理

從管理角度來講，加強對地區(qū)電網(wǎng)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(wǎng)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(yè)內(nèi)部管理，管理人員對電網(wǎng)布局有一個良好的規(guī)劃，合理分配配電站布局，也能有效降低地區(qū)電網(wǎng)的線損率，提高供電的安全性。促進電網(wǎng)高效運作，減少無用途損耗。首先，想要降低電網(wǎng)線損，需要重視電網(wǎng)的合理規(guī)劃，合理分布配電站布局，大力改造不合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。對地區(qū)電網(wǎng)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(fā)達地區(qū)，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(wǎng)，增大傳輸容量，降低電網(wǎng)電損，保證電網(wǎng)安全運行。

其次，伴隨著經(jīng)濟不斷發(fā)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(fā)展預期，根據(jù)城市發(fā)展規(guī)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(xiàn)電力設施因為跟不上城市發(fā)展速度，導致出現(xiàn)電力滿負荷、超負荷運轉(zhuǎn)等情況。

4.2 不斷改進線損處理技術(shù)

首先要加強對電網(wǎng)線路維護。通常，對于電網(wǎng)線損問題，我們只能采取優(yōu)化的方法，徹底解決線損問題并不現(xiàn)實。那么就大大加強了對技術(shù)人員素質(zhì)的要求，在對電網(wǎng)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(guī)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(fā)現(xiàn)電網(wǎng)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?nèi)萘?。在農(nóng)村地區(qū)，通常使用的變電器大多為綜合性質(zhì)的變壓器械，在能夠滿足電荷最大值的情況下，經(jīng)常會以10%作為臨界點。然而對于用電高峰季節(jié)，需要變電站達到正常情況兩倍以上才可行。

5 結(jié)語

通過以上研究發(fā)現(xiàn)，光伏并網(wǎng)對地區(qū)電網(wǎng)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(wǎng)線損率的關(guān)鍵因素。因此，合理規(guī)劃電網(wǎng)布局，及時增加電力設備，能夠有效降低線損對發(fā)電的影響。在此基礎(chǔ)上，加強對電網(wǎng)線的維護，選擇合適的變?nèi)萘磕軌蛴行嵘╇姷陌踩浴＞C上所述，可以采用上述方法降低電網(wǎng)的線損率。

參考文獻

[1]蘇闊，郭莉，李欽，楊春宇.光伏并網(wǎng)對地區(qū)電網(wǎng)線損的影響[J].吉林電力，2015，05：14-17.

[2]張忠林，羅衛(wèi)華，高凱，施毅斌，趙軍，葛延峰，閆春生.分布式光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)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(wǎng)對配電網(wǎng)線損率影響的研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，17：26.endprint