光伏用戶接入對臺區線損的影響分析與對策 .

陳嘯 李菲 雷超 王斌 肖炳秀

摘 要：隨著社會的發展，我國的光伏發電工程的發展也突飛猛進。分布式光伏發電是一種新型的具有廣闊發展前景的發電和能源綜合利用方式，居民分布式光伏發電的發展與普及使原本普通的居民用戶變成了“自發自用、余電上網”的發電站。大規模的光伏電源接入電網必然給電網的運行帶來一系列的影響，如光伏發電用戶發出的電能并網、上網電能計量、數據采集等，如何解決這些問題值得研究與探討。

關鍵詞：光伏用戶接入 臺區線損的影響分析與對策

引言

按照低壓供電臺區是否含有光伏發電用戶可分為純用戶臺區（無光伏發電用戶）、光伏全額上網臺區（用戶所發電能量全部并入市電電網）、自發自用余電上網臺區（用戶發電和用電同時進行，當發電功率小于用電功率時，缺少的功率從市電中獲取，此時上網表計反向功率為0，反向表碼不走動;當發電功率大于用電功率時，用戶全部電能均取自發電系統，發電系統多余的電能通過上網關口表計并網至市電，供其他用戶使用，若發電功率比較大，整個臺區用電功率較小，可通過臺區關口總表反向向10kV線路供電，此時關口總表反向表碼走動），并網點計量方式為直接接入或經過互感器接入兩種方式。

一、接入的光伏發電容量比例

光伏發電的原理就是太陽光照到半導體太陽能板上產生直流電，隨后通過逆變器轉換為交流電并入0.4kV低壓電網中，閻良供電公司光伏發電用戶大多是全額上網，少數用戶是自發自用，余額上網。由于家用光伏發電的定位就是自發自用，余額上網，就地利用，同時為保證低壓居民的可靠用電，所以供電企業不希望光伏發電容量所占變壓器總容量比例過大。每個臺區有一戶或幾戶家庭光伏電站。所選的10個臺區光伏并網比例最高占50.16%，最低占28.59%，且都只有一戶光伏電站，并網時間可以精確到一天，方便分析。

二、居民光伏發電并網電能采集

（一）數據采集實現過程

居民光伏發電用戶的檔案全部在營銷系統建立，然后從營銷系統發起流程，通過接口程序通知采集系統。采集系統接收到通知后觸發采集調試流程，最后根據需要采集的數據項配置采集任務，以實現對數據的采集。

（二）采集的數據項

分布式電源管理功能模塊能夠實時采集正反向電能量、有功功率、電壓、功率因數等數據，隨時監測和掌握分布式電源的運行情況。除此之外，還能提供對總當日發電能量、日平均發電能量、總收益、總成本、壽期益本比等指標的統計分析，并能根據分析數據建立回收成本時間的數據模型，可有效提高對分布式電源的綜合管理水平。

（三）含光伏發電用戶的線損計算方法

線損統計通過建立的線損損耗模型計算，分為供入計量點和供出計量點。為了區分，我們把本臺區消納不了的電能均作為供入計量點，包含臺區關口總表正向計量點、光伏并網反向計量點;供出計量點則為臺區內所有用戶計量點，關口總表反向計量點，光伏發電正向計量點，自發自用余電上網關口正向計量點，常見的計量模型維護方法如下。線損率=[（供入計量點總電能量-供出計量點總電能量）/供入計量點總電能量]×100%（1）純用戶臺區模型計算方法：關口總表無反向電能量。供入計量點：關口總表正向計量點總電能量。供出計量點：本臺區所有用戶計量點總電能量。（2）光伏全額上網用戶臺區模型計算方法：關口總表可能存有反向電能量。供入計量點：關口總表正向計量點總電能量、上網關口反向計量點總電能量。供出計量點：本臺區所有用戶計量點總電能量、上網關口正向計量點總電能量、關口總表反向計量點總電能量。（3）自發自用余電上網臺區模型計算方法：關口總表可能存有反向電能量。供入計量點：關口總表正向計量點總電能量、上網關口反向計量點總電能量。供出計量點：本臺區所有用戶計量點總電能量、上網關口正向計量點總電能量、關口總表反向計量點總電能量。

三、光伏并網的實例說明

本文以某地區對光伏并網技術的實際應用情況作為實例，通過系統的分析，詳細闡述光伏并網對地方電網的線損影響。

（一）光伏電源容量影響的分析

假設該供電系統的網架結構保持不變，從而確保只有供電系統負荷以及光伏電源會對地方電網產生線損影響。在實際地區的改供電系統中，在符合分布的情況下，以網架結構不會變化作為前提，當光伏發電的電源電量處于充滿狀態時，將其接入地方電網中，就能夠得到相應的實驗數據。在對這些實驗數據進行分析后，得出以下結論：1）連接光伏電源相和地方電網后，在一定范圍內產生的并網容量能夠使地方電網線損率降低，但超過這個范圍后，地方電網線損率就會提高。2）在線損率的狀態下，將這一階段的并網容量稱之為最佳光伏電源容量。外界因素會對最佳容量的大小和范圍產生影響，而網架結構和網架承載負荷是最主要的影響因素，兩者之間成正相關;除此之外，最佳容量值還會受到主電網變壓器和光伏電源注入節點之間的電氣距離的影響，距離越近容量越大。

（二）光伏電源位置影響的分析

假設光伏電源板的容量為15MW，光伏電網中各個節、電站的間距相等，同時忽略電站聯絡線的影響，從而減少計算量。在這一前提下，通過實驗證明，當變更光伏電源接入位置時，線損率也會隨之發生變化。具體變化情況如表1。20號和11號節點分別是地區電網線損率的最高點和最低點，深入分析發現11號節點的總負荷量為10.2MW，占地方電網的負荷率的16.9%，此時光伏電源平均出力率為7.9MW。也就是說此時可以完全消耗光伏電源的出力量。而當光伏電源接入到10號或9號節點時，雖然因為離最佳節點近，總負荷量依然較小，但線損率仍有較小的變化。由此可知，電網網架結構、光伏電源總體容量、光伏電源平均出力率、光伏并網負荷分布、地方電網負荷率都會對光伏電源最佳接入產生影響。

結語

光伏電站的并網的容量，計量表計的采集率、接線的正確性對低壓配電網線損有一定的影響。家庭光伏電站使低壓配電網的檢修復雜化，針對這些問題，閻良供電公司采取相應的措施，一定程度的減小了家庭光伏電站對低壓配電網的影響。

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