分布式光伏大規模接入對地區電網線損的影響分析

劉衡

摘 要：由于能源建設的發展，人們對太陽能的利用逐漸加深，在發電中的體現就是分布式光伏接入電網。光伏發電使電力系統的運行穩定性得到一定的提升，而且由于這種發電方式的優勢，其應用也在不斷的得到推廣。但是在接入地區電網時會對電力系統產生一定的影響，本文主要對分布式光伏大規模接入地區電網的線損影響進行了分析，以供參考。

關鍵詞：電網線損;分布式光伏;影響

在電網運行不斷升級的過程中，分布式光伏電源的使用得到了關注，而且這種供電方式的應用對電力系統運行發展起到了較好的推動作用。光伏發電由于使用的是太陽能，作為環保可再生能源，在發電方面有很好的應用優勢。

1.光伏發電的特點

光伏發電主要是借助半導體界面產生光生伏特效應，從而使光能轉化為電能的發電技術。這種發電方式最主要的是太陽能電池，使用串聯的方式將太陽能電池連接并通過封裝保護構成電池組件，再加上功率控制器等就構成了光伏發電裝置。使用光伏發電，具有較多的優勢，首先是社會可持續發展的推動力，光伏發電所利用的太陽能是可再生能源，清潔環保，這種發電方式可以降低污染物的排放，對環境保護有很好的作用。通過并網運行的光伏發電與獨立運行的發電相比較，能夠使成本得到降低，因為并網運行可以減少蓄電池的應用數量，利用電網儲存能源，將電能輸送到電網。按照負荷需求的不同，光伏接入可以分為分布式和集中式，能夠靈活的并網以及退網，可以較好的調節電力系統負荷保持平衡，減少線路損耗，調節電網中的波動電量，使電力系統運行能夠有較好的抗風險能力。

2.光伏電源系統介紹

光伏電源系統主要的構成部件有控制單元、儲存單元以及光伏陣列單元。這種發電方式與以往的發電方式相比，對外部環境因素的反應較大，系統運行的特性曲線存在較大的變化，能源輸入不能一次性主動調節，需要借助控制單元輔助操作來使運行達到最大功率，而且在輸出電能時，利用控制單元中的逆變器使直流電轉化為交流電，然后電能通過電網再進行傳輸。根據運行方式的不同，光伏電源系統可以分為獨立型和并網型。

2.1獨立型系統

這種光伏系統主要是指電氣沒有與公用電網進行連接的系統，電能的供給只能滿足自身負荷。一般系統負荷的容量要比發電量略小，系統在遇到陰雨天以及夜間時，不能夠進行發電，這個時候就需要系統儲存模塊中的蓄電池進行電能供給，因此在遇到天氣條件不好的情況時，發電運行能力與蓄電池的容量成正比。通常這種電源系統應用在光照條件較好的、遠離公用電網的偏僻山區進行供電，有部分路燈系統以及偏僻的通信基站也是使用這種系統進行光伏發電。

2.2并網型系統

這種電源系統接入電網的方式有兩種，一種是單點集中式，另一種是多點分布式。大規模聯網的光伏電站與發電廠類似，僅產生少許負荷或者是不帶負荷，發電產生的電能可以輸送到公用電網上，再進行統一調配，使電網得到整體的有無功平衡。光伏發電在系統建設過程中會需要大量的投入，在發電的效率提升方面還存在較大的發展空間，由于其運行成本方面較高，因此國家給與了一定的優惠政策和補貼，以積極的推動光伏發電的發展。

3.分布式光伏大規模接入對地區電網線損的影響

分布式光伏大規模并網，能夠起到一定的電能節約作用，不過由于存在接入并網的影響，因此在電網中原有的電流布局會存在一定的變化。要知道分布式光伏大規模接入對地區電網的影響，可以計算相應的線損率和網損率，從而實現對電量以及線損的評估，也可以了解電網運行狀況，為電力企業的綜合評估做出參考。從有關研究中看出，光伏接入電網所起到的積極作用是能夠使電網的線損得到有效的降低。假定線路上給出相同的電壓，將其他影響因素忽略不計，可以建立光伏接入模型，利用模型，在線路沒有接入光伏時，能夠掌握總線損情況，經過計算可以得出，接入分布式光伏電源進行發電，能夠使地區電網的線損得到有效降低，而能夠降低的線損與負荷、容量、接入位置以及電網結構有一定的關聯。

3.1對地區電網線損的影響

太陽能是光伏發電的主要動力，本身溫度、太陽光照強度以及光譜會對分布式光伏系統發電量產生影響。有研究測試發現，利用室外多種分布式太陽能光伏發電的能量特點和功率輸出進行測試，其中多晶硅以及單晶硅類的電池組接入地區電網進行發電時，受到溫度、氣候變化的影響，發電量也會有所波動，在冬季具有較大的輸出功率，而在夏季具有較小的輸出功率。溫度或者是光照在不同的條件下，不同組件的光伏電池組效率也會有不同的改變。另外，溫度的變化對分布式光伏系統中的蓄電池充放電效率會產生較大的影響。系統中的鉛酸蓄電池組對溫度變化產生的反應更大，在使用光伏電池進行發電時，通常電壓需要根據溫度的變化隨時進行調整，受到高溫的影響，蓄電池會有變形以及腐蝕問題，長時間在高溫環境下蓄電池會加快損耗。

3.2對地區電網無功電壓特點的影響

分布式光伏大規模接入的地區一般在地理位置較為偏僻的地方，通常這些地方都具有較低的負荷，電網會發生短路的允許容量又很小，這樣在進行光伏發電時，需要利用高壓輸電網才能將其產生的大量電力輸送出去，而電網無功平衡特點的影響因素是輸送距離。此外，分布式光伏并網運行過程中，無功電壓支撐能力較弱，在電壓質量超過限制的情況下，電壓穩定性無法得到保障。再者，白天太陽輻射較大，則太陽能所產生的電能較高，這樣，電網中，光伏的出力較大，并網點電壓增加。如果是在線路尾端設置并網點，那么接入點的電壓就容易發生越線問題，這樣的話就需要調整電壓。在晚間時候，基本沒有光伏發電。

3.3對地區電網功角穩定性的影響

分布式光伏電源系統裝置是一種靜止元件，在發電運行時，自身不會引起功角震蕩，所以不會有功角穩定問題出現。然而由于存在隨機波動，分布式光伏大規模接入后就會使原電網運行的輸送功率和分布狀況受到影響。此外，光伏接入地區電網會使功角穩定性受不好的影響，因此，通常在實際接入過程中，需要利用仿真模擬的結果來最后確定光伏系統電源的接入。

3.4對地區電網配電保護的影響

光伏分布式接入后，地區的電網影響還體現在配電網方面，其系統保護的特性會有所變動，還有其他一些裝置也會有所影響，影響配電保護首先是，原有的電網結構是單電源輻射網，而接入后變為具有雙電源甚至是多電源的拓撲網絡結構。其次，接地回路受到變壓器連接方式不同的影響，從而發生變化，繼電保護的操作性能也會發生改變。光伏接入地區電網，由于并網光伏變換器對擾動有較為敏感的反應，因此需要設置一定的保護。

結束語：

隨著新能源的開發建設，光伏發電得到了人們的關注，在推廣光伏發電的過程中，國家給與了一定的優惠政策及補貼，以帶動光伏發電的發展，分布式光伏大規模接入地區電網，對推動電力系統供電發展有很好的效果。分析光伏接入對電網產生的影響，能夠更好的掌握其應用，確保電網運行安全。

參考文獻：

[1]曹彥偉，于磊，周鑫.分布式光伏大規模接入對地區電網線損的影響[J].文摘版：工程技術，2016，000（006）：P.150-150.

[2]高玲玲，劉明明.居民分布式光伏發電對電能采集及線損的影響[J].農村電工，2019，27（02）：40-40.

[3]張俊，郭鋒，陳思宇，etal.分布式光伏大量接入對配電網的影響分析[J].上海電力學院學報，2015，31（03）：214-218.

[4]范玉林.分布式光伏發電對電能采集及線損的影響[J].電子制作，2019（16）：113-115.