关于光伏并网对地区电网线损的影响研究

李文杰

摘 要：太阳能光伏发电技术的有效应用，化解了我国电力资源紧张的局面，对经济的可持续发展，具有十分重要的作用。本文在分析地区电网线损现状的基础上，阐述了电网线损率的影响因素，分析了光伏电源接入地区电网方案并提出了解决电网线损问题的对策以期为相关人士提供借鉴和参考。

关键词：光伏并网；线损率；光伏电源

中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0178-02

随着社会经济的不断发展和社会生产力的不断进步，太阳能光伏发电技术在世界范围内得到了广泛应用，在缓解能源紧张方面发挥了重要的作用。然而目前我国电网线损的状况较为严重，供电能力得不到保障，严重制约了经济的可持续发展能力。因此，分析光伏并网对地区电网线损的影响，具有重要的现实意义。

1 地区电网线损的现状

伴随着主网的完善，主线的线损与日俱增。2014年国家电网公司统计的数据显示，当年电网线损率达到5.98%。南方电网公司在“2015年工作报告中”提到计划将电网综合线损降低到6.12%。单从“5.98%”和“6.12%”来看，数值并不大，但如果计算总的電网损耗却是一个巨大的数字。仅计算国家电网损失，2015年就多达1300多亿千瓦时。

2 光伏并网对地区电网线损的影响因素

2.1 影响电网线损率的因素

在光伏电源接入当地电网后，全部电网的潮流分布会发生变化，除了由馈线向负荷流动之外，电网中还出现了其他功率的流向。光伏电源接入地区电网有很多影响，其中一个好处有效减少了当地电网的线损。假设电网线路中电压都相等，同时除去接入光伏电源后电压的浮动，列出光伏电源接入容量、位置和线损的模型。电网中接入光伏电源，容量为Pw+jQw；线路总抗阻为R+jX；另外设定光伏电源从接入位置到送端长度占线路的百分比为k%。

那么在光伏电源没有接入到线路中时总线损为：

在光伏电源接入到线路中时：

公式中：ΔP1是送端母线到光伏电站两者之间所产生的线损损耗；ΔP2是光伏电站到首端母线两者之间所产生的线路损耗。

因此，产生的总损耗为：

而在接入了光伏电源之后，线损相对于没有接入光伏电源时增量ΔPLOSS为：

通过以上公式能够得出，接入位置和接入容量是光伏电源接入配网以后对当地线损的影响的主要体现。因此，在接入光伏电源的情况下，当地电网的线损可能增大也可能减小。光伏电源的接入位置、容量都能够影响线损的高低，同时电网的网架结构以及负荷分布也会影响线损的高低[1]。

2.2 光伏电源接入位置与线损率关系

在多个节点作用下，光伏电源的电量会产生一定的浮动，造成对线损率的影响。制定专门的并网节点，能够有效计算馈线方向的潮流，进一步得出线损率的数值。在计算出潮流的结果后，将光伏电源合理有效的接入，能够对电网起到极大作用，有效改变电网的潮流分布情况，进而计算出电网中输入功率的数值。通过对多个节点的负荷进行研究，能够计算出并网光伏电源所需的功率。实际操作过程中，光伏电源的接入位置应当有所调整，在并网方式作用下，要近于首端电源的接入位置，这样能够有效减少电网线路损耗。同时，通过信息技术，可以利用云端对馈线线损率进行有效计算，并评价其计算结果。有关研究报告指出：光伏电源接入位置等变化，能够改变整个电网系统网损率，使其呈现降低再升高的结果。因此，当其他条件固定时，在某支路中部附近建造光伏电站是最有效的[2]。

3 光伏电源接入地区电网方案分析

国网内蒙古东部电力有限公司巴林左旗供电分公司配电网络为24节点66kV，属于辐射型网架结构，有节点A、节点B两个电源输出点。假设节点A与220kV主电网连接，同时在之后的计算中都将平衡节点选取为该节点；而节点B是风电场，在计算过程中以CD节点表示。那么在当地拥有七个直供用户，分别接入五、六、十一、十六、十八、二十、二十四节点，得出日直供总负荷为24.399MW+j12.55Mvar，额外节点则使用其他变压器输送电量。该配电网中，日均总负荷为65.091MW+将8.517Mvar。该发电场目前接入容量达到148.5MW，预期年底进一步提升为198MW。在计算中，网架结构为固定值，那么仅有负荷大小，电源出力会对线损造成影响[3]。

3.1 光伏电源接在不同位置

运用恒功率因数运算模式，设定并网容量为15MW，功率因数0.9。那么进一步改变其接入位置，通过比较改变前后线损情况得出结论。当电网中没有光伏电源接入，该地区线损为3.12%，供电量为67.193MW·h。那么下一步接入光伏电源，在其接入不同节点后，线损率出现了浮动，明显有了不同程度的升高或降低，其中某节点负荷达到10.56MW，占总负荷16.23%，光伏电源完全被消耗。

3.2 光伏电源接入不同容量

在网架结构不变情况下，若光伏电源处于满发状态，通过分析光伏电源注入结果，得出：如果光伏电源容量小于总负荷，可以减少线损。负荷越大，最优容量越大。通常，地区电网负荷总和需要高于并网最优容量。

4 完善电网线损的对策

通过两个方面来解决线损，第一要加强对电网线损的管理，第二要不断改进电网线损处理技术。通过将这两个对策相结合，相辅相成，能够有效减少线损。

4.1 加强对电网线损的管理

从管理角度来讲，加强对地区电网线最重要的是对线损率进行分析，同时，电力负责人员要定期加以对电网线进行检查和维护，此外，开展减少线损作为主要目的的普查活动，完善电表抄收制度，改善电力企业内部管理，管理人员对电网布局有一个良好的规划，合理分配配电站布局，也能有效降低地区电网的线损率，提高供电的安全性。促进电网高效运作，减少无用途损耗。首先，想要降低电网线损，需要重视电网的合理规划，合理分布配电站布局，大力改造不合理的电网结构。对地区电网情况要有基本认识，维修或更换年久失修电路以及破损电路，清理过长电路，更换过细电路。在沿海或较发达地区，由于用地资源紧张，线路无法进行改造情况下，可以升级原有电网，增大传输容量，降低电网电损，保证电网安全运行。

其次，伴随着经济不断发展，城市建设各方面用电量也不断增加。因此，要考虑到未来城市发展预期，根据城市发展规划，做好电力设备的新增、扩容以及改造。在其更新过程中，绝对不能出现电力设施因为跟不上城市发展速度，导致出现电力满负荷、超负荷运转等情况。

4.2 不断改进线损处理技术

首先要加强对电网线路维护。通常，对于电网线损问题，我们只能采取优化的方法，彻底解决线损问题并不现实。那么就大大加强了对技术人员素质的要求，在对电网线路的检查时，需要认真清扫电力线路，保证电力线路得到合理安排，有效规划，不会被树木及其它遮蔽物阻挡。与此同时，为了能够及时发现电网中不合格元件，还需要对电力线路的绝缘进行检测，大大减少无谓的损耗。其次要合理选择配变容量。在农村地区，通常使用的变电器大多为综合性质的变压器械，在能够满足电荷最大值的情况下，经常会以10%作为临界点。然而对于用电高峰季节，需要变电站达到正常情况两倍以上才可行。

5 结语

通过以上研究发现，光伏并网对地区电网线损存在一定影响，而光伏电源的接入位置和接入容量是影响电网线损率的关键因素。因此，合理规划电网布局，及时增加电力设备，能够有效降低线损对发电的影响。在此基础上，加强对电网线的维护，选择合适的变容量能够有效提升供电的安全性。综上所述，可以采用上述方法降低电网的线损率。

参考文献

[1]苏阔，郭莉，李钦，杨春宇.光伏并网对地区电网线损的影响[J].吉林电力，2015，05：14-17.

[2]张忠林，罗卫华，高凯，施毅斌，赵军，葛延峰，闫春生.分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施[J].供用电，2013，04：20-24.

[3]王玉柱.光伏电站并网对配电网线损率影响的研究[J].中国新技术新产品，2016，17：26.endprint