浅析分布式电源对低压配电网线损的影响

摘 要 分布式电源已在全球范围内得到许多人的重视。由于其特殊的连接形式，易受配电网的负荷分布影响。本文主要剖析分布式电源对低压配电网线损的影响，按照负荷的均匀、递增、递减、等腰分布状态进行合理仿真，从而掌握分布式电源影响低压配电网线损的客观规律，以期为相关工作开展提供必要的参考。

关键词 分布式电源 低压配电网 线损

分布式电源通常都特指电量储备小于50MW的电源装置，通常可按分布式发电和储能装置来区别。现阶段，市面上主要的分布式发电电源有以太阳能、风能、地热为主要能源的发电站、微型燃气轮机、采用生物能为主能源的发电装置、燃料电池等。

一、分布式电源的工作原理及并网特点

分布式电源的工作原理为，在普通用户负荷侧进行安装，在运行模式上可按独立或并网两种形式展开。如此灵活的工作模式能够为不同区域和不同用户提供输电服务，不断满足增长型负荷需求。

低压配电网常常采用闭环设计并以开环方式运行，其结构呈辐射状。分布式电源并入低压配电网后，在整个配电系统中对电网损耗分布产生了较深的影响，原属单电源辐射性网络的配电系统极易变为多节点的弱性网络。一旦有用电负荷接入到配电系统后，系统电网损耗在所难免。在错杂繁多的线路分布中，每一条支部损耗量取决于流经该线路的电流大小，也容易受系统各分支线路的电阻影响。因此，适当地减少支路电阻并控制流经线路的电流能够缓解系统的电网损耗。而在用电负荷端加入分布式电源后，配电系统向该负荷输送的电流就会相应减少，从而降低了网络损耗。当然，分布式电源应接在用电负荷侧的何处位置、需要提供多少容量，都会影响分布式电源对电网线损。

二、低压配电网不同负荷分布模型

要分析低压配电网的不同负荷分布模型，需要建立必要的数学分析。配电系统线路的单位长度所具备的阻抗为Z=r+jx。我们将输电线路中某点X处的负荷电流记为ρ（x），将用户馈线某处流往线端的总电流为I（x），则将线端A记作电流始端，线端B记作数学模型计算的原始零点。对于均匀负荷而言，分布式电流未接入系统前，总电流和损耗为：

（1）

（2）

如选择在线路的K处接入分布式电源，电源电流为，则馈线某处X的总电流为：

（3）

则能够得出当前线路的损耗总量为：

（4）

上述计算是建立负荷模型求分布式电源接入前和接入后的损耗，借助这样的思想，可求出递增、递减、等腰三种类别的负荷模型下分布式电源的接入前后损耗变化。

通过分析可知，当分布式电源要想获得最优接入位置和容量时，应该做到接入前后的损耗差值最小，即存在更客观的约束条件。

（5）

通过必要的优化计算，比较分布式电源接入到以均匀负荷、递增负荷、递减负荷、等腰负荷等分布模型的最优位置和容量，分布式电源接入到低压配电网中所产生的线损将受到接入位置与容量的影响，只有积极掌握正确的分布式电源接入方式，才能更合理地控制系统出现的线损。

三、低压配电网线损的仿真分析

分布式电源接入不同负荷分布状态后，能够产生不同的线路损耗影响，可以进一步通过仿真实验来完成。我们可以假设在一段距离的电网线路中，拥有如图1所示的阻抗网络拓扑。该网络中共有

5段节点，如果我们设各节点之间的阻抗为Z=r+jx=0.2+0.415，并设总的负荷量为3.878兆瓦。

图1 低压配电网的阻抗网络拓扑图

将接入点控制在图1中的不同节点处后，接入容量分别按照当前低压配电网总负荷的15%、30%、60%、100%、200%来计算，借助专业软件Matlab来仿真。因此，各接入容量的分布式电源在不同节点处，实现不同负荷分布状态下的能耗状况呈现均匀态、递增态、递减态和等腰态。分布式电源的接入容量与低压配电网之间的总负荷进行比较时，当前者小于后者时，应该适当地增加分布式电源来有效降低低压配电网的有功网络损耗。而当前者大于后者时，应该适当地增加分布式电源来有效增加低压配电网的有功网络损耗。而分布式电源并网接入后能够对低压配电网产生多少影响，直接与接入位置距离电源的相对距离成比例变化关系。一般情况下，如果分布式电源的接入位于主网干路的1/2距离至2/3的距离中，抑制线损的效果将达到最佳。当然，分布式电源并网对低压配电网产生影响还与接入容量成比例变化关系。通常，分布式电源接入容量达到总负荷的位主网干路的2/5或4/5时，抑制线损的效果将达到最佳。

综上所述，分布式电源接入低压配电网络后产生的线损效果可以得到有效的控制。若分布式电源的容量仅为低压配电网总负荷的3/5，同时对于分布式电源的接入位置距离主干线末端更近，则能够产生更好的减损效果，同时处于均匀态、递增态、递减态、等腰态等不同分布模型中的减损效果也彼此相近。若分布式电源的容量介于低压配电网总负荷的3/5以上，并与低压配电网总负荷相等时，选择距离主干线1/3到2/3的位置接入分布式电源，则能够产生更良好的减损效果。在此情况下，若要靠近主干线始端或末端接入分布式电源，则会减少减损效果。若分布式电源的容量大于低压配电网总负荷，特别是超过1.5倍后，接入分布式电源必然扩大低压电网系统的有功损耗，若要靠近主干线末端，则这样的有功损耗必然明显增加。

四、结语

分布式电源接入低压配电网络后，势必影响配电系统的效能分布，使得整个系统的损耗增加。只有积极定量分析分布式电源对低压配电网络的影响，才能更好地扩大分布式电源的性能优点。要特别注意的是，在配电网络中接入单个分布式电源与多个分布式电源所产生的影响是不一致的。本文的研究能够为分布式电源规划提供有力的理论指导与实际指导。

（作者单位为国网安徽省电力公司宿州供电公司）

[作者简介：王一博（1989—），男，河南商丘人，本科，助理工程师，主要研究方向：电力营销。]

参考文献

[1] 李健，林声宏，肖勇，党三磊.分布式电源对低压配电网线损影响的研究[J].电器与能效管理技术，2015（5）：49-52.

[2] 赵素靜.分布式电源接入对配电网影响及应对措施[J].科研，2016（11）：191.