基于新能源接入對配電網線損相關措施研究

張亮+李雷+李鑫濤

摘 要：分布式電源技術的出現，是電力技術發展和地球能源稀缺的必然要求。多樣化的能源和可再生能源技術的進步，是滿足地球能源需求的有效途徑。分布式發電技術的大力發展進步是21世紀重要的高科技領域，將是未來電力發展的重要方向。在現實實踐中，對中長期電力需求與經濟增長間的動態平衡，給出較為合理的負荷調配一直是調度重要任務。但目前在全網線損中，配電網損耗所占比例最高，降損潛力巨大。由于配電網接線復雜，配電設備數量多維護不變等原因，采用單一的措施難以帶來較好的降損效果。文章針對新能源的接入、配電網線損相關措施展開研究。

關鍵詞：新能源；配網；線損；電力需求

中圖分類號：TM714 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）34-0186-02

引言

隨著經濟發展，電力需求越來越大，在國內外科學研究表明，經濟發展和電力消費間存在緊密聯系。國外有關專家對電力消費與需求提出因果關系分析的概念和方法后，關于因果關系的檢驗方法得到很大發展和應用。對中國經濟增長與能源消費的關系進行研究，它涉及到能源總消費、GDP、能源價格及結構變化之間的均衡關系。特別是近年來各種分布式的新能源的接入，對電力系統有著一定性的影響，特別表現在配電網損耗方面綜合考慮因素比較多，對用戶電能質量，接入及消費方面都有所關聯。

1 新能源分類

1.1 光伏電池技術

太陽能光伏電池發電技術利用半導體材料的光電效應直接將太陽能轉化為電能。光伏發電設備的核心部件是太陽能電池板，目前主流是薄膜式太陽能電池板，發生在其上的光電效應將太陽能轉換為電能。電池板在太陽光的照射下，在它的半導體上的價電子成為自由電子與空穴，P-N結上形成了空穴-電子對，在電場作用下接通電路形成電流。為達到客戶所要求的額定輸出電壓和輸出功率，可以將太陽能電池板進行靈活的組合安裝，我們稱這樣的一組太陽能電池板為光伏組件。

1.2 風力發電

風能是由于地球各部分的太陽輻射不同造成各地受熱不均，從而引起各地氣壓和溫差不同，導致空氣流動而產生的能量。風能既是可再生能源，也是一次性能源，同時也是一種清潔能源。風力發電技術是將風能轉換成電能的發電技術，是利用天然風的動能使葉片轉動，葉片上的轉矩帶動發電機的轉子旋轉，通過電磁感應產生電能。

1.3 微型燃氣輪機

微型燃氣輪機是指功率在幾百千瓦以內的小型熱動裝置，以可燃性氣體或液體為燃料，可同時產生熱能和電能，與常規發電機組相比具有壽命長、可靠性高、燃料適應性好、污染小并且便于靈活控制的優點，是目前實現冷、熱、電聯產的主要設備，若實行熱電聯產，效率可達到75%，它也是具有廣泛應用前景的分布式發電系統。

1.4 燃料電池技術

當前有很多分布式發電技術，其中之一具有清潔、高效優點的燃料電池有廣泛的應用和發展空間。作為將儲存在氧化劑和化學燃料內的化學能清潔、高效轉化為電能的電力技術，其最早在航天及軍事領域得到發展應用，而后廣泛應用于電力汽車和電力發電等民用領域。燃料電池由電解質將其陽極和陰極分開，發生電化學反應時從外部將氧化劑和化學燃料提供給陰、陽兩級，而后由電解質輸送帶電粒子引起電位差，在外電路表現為引起電子定向移動，發出直流電。

2 負荷預測的數學方法及模型

2.1 相關系數矩陣

相關系數矩陣由矩陣各列間相關系數構成。其優點是定量描述了變量間相關性大小，缺點是沒有深入具體研究，沒有給出變量間數學模型。因此，應用該方法不能對下一期數據進行有效預測，故有一定局限性，但可以作為前期輔助算法，對已知數據進行初步相關性分析，篩選出有用數據，為下一步研究打下基礎。

2.2 協整

計量經濟學中稱兩個（多個）變量之間的長期均衡為協整關系。協整理論能處理的是單整序列，故需檢驗是否單整，即單位根檢驗。具體是通過比較設定顯著水平下的t統計量和臨界值的大小，若t統計量大于臨界值，則可判斷存在單位根（非平穩），反之不存在單位根（平穩）。協整其實是反映了變量之間的不受短期波動影響的長期均衡關系，一般一組變量建立的回歸方程為：

式中，若存在含有單位根的變量（非平穩），則回歸方程的殘差序列可能非平穩，而若yt和xit（i=1，2，…，k）間存在長期協整關系，則式中殘差項t可能是平穩序列。檢驗協整的方法通常有Engle和Granger兩步法、Johansen的極大似然法。兩步法簡單易用，但更適用于兩個變量的協整檢驗；Johansen極大似然法對于一組變量間協整關系的檢驗要優于兩步法。本次采用兩步法，基本步驟如下：首先通過單位根檢驗所有變量的單整階數，然后利用最小二乘法估計回歸方程，并檢驗殘差估計值的平穩性。

2.3 格蘭杰因果分析

若變量X有助于解釋變量Y的將來變化，則認為變量X是引致變量Y的格蘭杰原因。

在進行平穩性檢驗、協整檢驗得到協整回歸方程后，可以進行格蘭杰因果檢驗。要求檢驗下面式：

2.4 影響電力消費的變量

在研究電力負荷消費變量會選擇全社會用電量，影響其的經濟因素很多，但即使影響因素相同， 作用大小也會差別很大，故合理選擇變量至關重要。為此應利用相關系數矩陣，篩選出與電力消費相關性較密切的經濟因素。具體有：全社會用電量（i）、GDP總量（ii）、人均GDP（iii）、常住人口（iv）、居民消費（v）、農村人均純收入（vi）、城鎮人均可支配收入（vii）、儲蓄存款（viii）的相關因素。

3 電力系統負荷特性分析

負荷特性的重要指標：

電力負荷的特性分為：內在特性，外在特性。負荷功率隨負荷端電壓變化或隨系統頻率變化則稱之為內在特性。本文主要研究的是電力系統負荷隨時間變化的規律，即負荷曲線隨時間變化而出現的一系列外部特征。endprint

負荷特性的重要指標如下：

（1）最大負荷、最小負荷和平均負荷

電力負荷的大小隨時間變化而變化，因此在某個統計周期內電網、區域、用戶出現的最大（小）負荷值，稱為該統計周期的最大（小）負荷。最大負荷也就是最高負荷，最小負荷也就是最低負荷。根據統計周期的不同，最大負荷又可以分為日、月、年周期最大負荷。最小負荷又可以分為日、月、年周期最小負荷。而平均負荷是指電網、區域、用戶負荷在某個統計周期內的均值。

（2）日負荷曲線

電力負荷隨時間波動的規律，通常用負荷曲線來反映。負荷曲線是描述的是某個時間段內負荷隨時間波動規律的曲線，橫軸表示時間，縱軸表示負荷的絕對值。日負荷曲線描述的是24個小時內用電負荷的波動情況。

（3）日負荷率、日最小負荷率

統計周期內平均負荷與最大負荷的比值，稱之為負荷率。負荷率是衡量一定時間內負荷的波動情況。負荷率高，說明設備和電網利用率高。但是，日負荷率過高，表明電網和設備的剩余裕度較小，對調度運行的靈活性和安全可靠性都產生不利影響。因此，日負荷率應根據電網具體情況進行必要的調整。

4 配網線損管理方面的措施

（1）建立健全配網配網線損管理指標考核體系。要按照統一領導，歸口管理分級負責監督完善的原則，結合大營銷建設，修訂完善配網線損管理考核制度，將線損指標分壓、分臺區責任到人，將指標完成情況與績效考核掛鉤。對線損管理不力者，要加大處罰力度；同時加強對供電所站的財務監督，使線損專責人體會到加強線損的重要性，對欠費或線損較高者，視其情況實行責任追究制。

（2）加強理論線損計算。為使低壓線損指標更具科學性，需要對各供電所低壓線損進行理論計算。在每季度末利用上季度最后一個月的電能量和電網參數進行一次低壓線損理論計算，依據此計算結果及上季度完成情況，對線損指標進行適當調整，制定出下季度線損指標并進行考核，從而使下達的線損指標更貼近實際，更合理，更有可操作性。

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