分布式光伏发电对电能采集及线损的影响

2019-01-13孙延斌

魅力中国 2019年41期

关键词：线损电能分布式

孙延斌

（郑州祥和集团有限公司巩义分公司，河南巩义 451200）

本文首先阐述了居民光伏发电并网电能计量的方案和接入方式，然后对居民光伏发电并网电能采集进行概述，最后分析居民分布式光伏发电对电能采集及线损的影响，希望能够为相关行业提供借鉴。

一、居民分布式光伏发电并网电能计量

（一）计量方案

目前，可供光伏发电选择的电能消纳方式有如下几种：一是全部自用；二是部分自用剩余部分上网；三是全部上网。目前，在某些地区，居民光伏发电所采用的电能消纳方式就是全部上网。居民光伏发电的计量方式和结算方式与传统方式相比存在较大的差别，具体表现为光伏发电计量方式为分别计量且独立结算，电网会根据国家规定的价格，对居民光伏发电进行收购和出售。与此同时，光伏发电需要安装两类电能表，分别为并网计量表和关口计量表。其中关口计量表的作用为计算用户与公共电网间的电能量；而并网计量表的作用是对发电能量和电价补贴进行统计.

（二）计量的接入方式

目前，双电表计量方式已经在我国一些省份地区得到了应用。通过分开计量的方式，将居民用电与光伏发电相区分。

二、居民光伏发电并网电能采集

用电信息采集系统是对电力用户的电能量信息进行采集、处理和实时监控的系统，可实现购供售电能量信息自动采集、计量在线监测、线损统计分析、需求侧管理、电力用户双向互动等功能。目前河北公司是在用电信息采集系统中开发了分布式电源管理功能模块，来实现对居民光伏发电用户的并网监控以及效益分析。

（一）数据采集实现过程

居民光伏发电用户的档案全部在营销系统建立，然后从营销系统发起流程，通过接口程序通知采集系统。采集系统接收到通知后触发采集调试流程，最后根据需要采集的数据项配置采集任务，以实现对数据的采集。

（二）采集的数据项

分布式电源管理功能模块能够实时采集正反向电能量、有功功率、电压、功率因数等数据，随时监测和掌握分布式电源的运行情况。除此之外，还能提供对总当日发电能量、日平均发电能量、总收益、总成本、寿期益本比等指标的统计分析，并能根据分析数据建立回收成本时间的数据模型，可有效提高对分布式电源的综合管理水平.

三、居民分布式光伏发电对线损的影响

（一）居民分布式光伏电源接入对线损的影响

居民分布式光伏电源在进入电网之后，会改变整个电网潮流分布和功率的流动方式。研究结果表明，居民分布式光伏电源接入电网，能够使线损降低。假设电网线路的电压保持不变，且不考虑光伏电源接入带来的电压变化，对光伏电源接入容量、位置和线损之间的关系进行分析。假设接入光伏电源的容量为P W+jQ W，线路整体的阻抗为，R+jX，电源接入位置到送电端的距离占线路总长的比例为k%。光伏电源在接入电网后，对线损的影响，会在接入位置和容量上得以体现。由此可知，居民分布式光伏发电对电能采集及线损的影响有两种不同的情况，一种是减少线损，另一种是增加线损。而线损增加量的多少，会受到四种条件的影响，一是光伏发电电源的接入位置；二是接入容量；三是电网网架结构；四是负荷分布。

（二）光伏电源容量对线损的影响

为保证线损只会受到光伏电源容量的影响，首先要使供电系统的网络架构始终保持在稳定的状态，只有这样，才能在分析光伏电源容量对线损的影响时，不考虑电网的网络架构影响。在分布式光伏电源接入的情况下，假设电网的网架结构不会发生改变，当光伏发电的电源量达到最高值时，需要将其并入电网，从而采集实验数据，在对数据分析的基础上，可以得到以下几个结论：（1）将分布式光伏电源接入电网，可以产生一定的并网容量，有利于减少电网的线损，但如果容量超过临界值，那么会起到适得其反的效果。在进行实证分析后，对最终结论进行了确定：如果分布式光伏电源容量超出电网承载负荷时，就会导致线损的增加，反之则亦然。（2）在线损率不变的情况下，此时的分布式光伏电源容量达到了最佳值。但这一阶段的电源容量却容易受到外界因素的影响，其中最为关键的影响因素为电网网架的结构和承载负荷，二者之间的关系为正向关系；此外，最佳容量值还会受到电网变压器与光伏电源注入节点之间距离的影响，二者呈反向关系，简言之距离越远，电源最佳容量值越大，实验结果表明，光伏电源最佳容量值最好为电网负荷值的31%左右，只有电源容量接近这个数值，居民分布式光伏才能对线损起到积极的影响，如果低于或高于这个数值，则会增加线损。

（三）光伏电源位置影响

假设光伏电源容量不会发生变化，恒定为20mW，且分布式光伏电网中各个节点的间距相同，不考虑电站联络线等因素对线损的影响，以降低计算的难度。在上述条件下，通过实验的方式，对光伏电源位置对线损的影响进行分析，得知，光伏电源最佳接入位置容易受到多种因素的影响。

（四）窃电现象影响台区线损

随着光伏发电的迅速发展，通过光伏发电项目窃电现象业已凸现。因全额上网反向电能量不采集，用户通过增加开关及部分电线，由光伏设备至上网表中间接线至家中窃电。一是，在光伏不发电的情况下，但因上网表计反向电能量不采集，用电不计量；二是在光伏发电情况下，又不影响全额上网。这种窃电一般不容易发现，隐蔽性较强，存在极大的窃电风险，应引起足够重视。