光伏電站對中低壓線損的影響分析

劉巖 馬鵬宇 舒逸石

摘要：光伏電站的并網方式及所處的網架結構不同，對電網造成不同程度影響。本文對光伏電站對中低壓線損的影響進行了闡述，根據其各自特點提出不同對策，為光伏產業的發展及利用提供技術參考和借鑒，有很強的實用價值。

關鍵詞：光伏電站;中低壓線損;網架結構

0 引言

光伏用戶消納方式包括“全部自用”、“全額上網”和“自發自用余電上網”三種，根據不同消納方式，并網計費模式不同，如圖1所示。

“自發自用余電上網”用戶設置兩塊表計，一塊計量表計，下行電量作為消費電費結算依據，上行電量作為銷售電費結算依據，一塊考核表統計發電量作為發電補貼計費依據;“全部自用”用戶設置兩塊表計，一塊計量表計，只計下行電量作為電費結算依據，上行電量不統計，一塊考核表統計發電量作為發電補貼計費依據;“全額上網”用戶設置一塊表計，只計發電量作為電費結算及發電補貼計費依據。

1 三種消納方式的光伏電站對中低壓線損的影響

1.1 全部自用的光伏電站對中低壓線損的影響

“全部自用”類光伏用戶數量較少，據中低壓線損計算口徑，對于消納方式為“全部自用”的用戶，不論用戶用電性質，均不參與線損計算。

“全部自用”的光伏用戶，發電量能自行消納，對中低壓線損無影響;剩余發電量返送至中壓線路供其他用戶使用，但返送電量未統計計算，造成參與線路線損計算的供電量較實際使用量偏小、線路線損率偏低或負損。

1.2 全額上網的光伏電站對中低壓線損的影響

“全額上網”的用戶分為專線、專變及低壓三種方式并網。

1.2.1專線并網

專線并網直接并入變電站10kV母線，計量點在變電站側，減少了遠程輸送電量及變損，有利于降低中壓線損。

1.2.2專變并網

專變并網直接并入10kV線路，計量方式包括高供高計和高供低計。計量方式的區別，決定了變損計入中壓線路還是用戶承擔，對于高供高計，相應變壓器損耗會計入用戶側，不會影響到線路線損;對于高供低計，返送電量時，變壓器損耗計入線路損耗，造成線路線損率偏大。

當前網內變壓器配置多為降壓變，逆功率時將作為升壓變用，但變壓器設計需考慮功率損耗，初級線圈除傳遞到次級功率外，還提供銅損、鐵損、渦流等損耗，次級要增加線圈來抵消電壓損耗，且一、二次線圈的耐壓、耐流水平、線圈規格有不同標準，顛倒使用會增加變壓器損耗和降低可靠性。

1.2.3低壓并網

低壓并網直接并入公用配電變臺區400V線路，計量點在并網線路附近。發電量在本臺區可全部消納，減少了遠程輸送電量及變損，有利于降低本臺區線損;發電量在本臺區不能全部消納時，部分電量通過配電變返送至中壓線路，減少遠程輸送電量及變損，有利于降低本臺區線損，但變壓器上反損耗計入線路損耗，造成線路線損率偏大。

380V和220V“全額上網”光伏電站系統中單方向數據采集，即發電量，但光伏電站不發電時逆變器要用系統電量，該電量未采集收費，計入線損，每個逆變器用電量較小，對線損率影響較小，但逆變器體量較大，用電時間較長，導致損失電量逐年攀升，導致光伏電站存在其他用電現象。

1.3自發自用余電上網的光伏電站對中低壓線損的影響

“自發自用余電上網”用戶較多，分為專變及低壓兩種方式并網，對中低壓線損的影響基本上與“全額上網”的用戶相同，僅逆變器用電量已計入用戶用電量內，無逆變器的用電損耗。

2 光伏電站對10kV線路損耗影響

2.1 10kV線路模型及線損公式

線路線損率=（線路供電量-線路用電量）/線路供電量×100%。其中：

線路供電量=P0正+P1反+P2反+P3反

線路用電量=P0反+P1正+P2正

2.2 光伏電站對10kV線路損耗影響分析

線路供電量=P0正+P1反+P2反+P3反-P0反

線路用電量=+P1正+P2正+P3正

經分析，線路供電量減少P0反，導致線路線損率降低;而且P0反越大，線損率越低;線路用電量少了P3正（P3正為專變光伏用電量，基本上是一恒定值），導致線路線損增大，線損率增大，而且P0反越小，線損率越大。即線路反送電量較大時，10kV線路損耗減小;當線路反送電量極小或不反送時，10kV線路損耗增大。

2.3 10kV線路負損原因分析

主要出現在輕載且有分布式光伏反送的線路上，造成負損是因線路計量表計倍率誤差造成，10kV公共線路CT變比普通為400/5、500/5、600/5;計量表計倍率為8000、10000、12000;計量表計精確至0.01位，誤差電量最大為80、100、120度，反送電量低于最大誤差電量時，當日無法精確計算，造成線損率增大，尤其是輕載線路，當日電量越低，線損率越大;當電量數據積累到一定程度時當日數據上報，用電量大于供電量，線路損耗成為負損。

3 光伏電站對公用配電變臺區損耗影響

3.1 公用配電變臺區模型及線損公式

臺區線損率=（臺區供電量-臺區用電量）/臺區供電量×100%。其中：

臺區供電量=P0正+P2反+P3反

臺區用電量=P0反+P1正+P2正

3.2、光伏電站對10kV線路損耗影響分析

臺區供電量=P0正+P2反+P3反-P0反

臺區用電量=P1正+P2正+P3正

經分析，臺區供電量減少P0反，導致臺區線損率降低;而且P0反越大，線損率越低;臺區用電量少P3正（P3正為全額上網光伏用電量，基本上是一恒定值），導致臺區線損增大，線損率增大，而且P0反越小，線損率越大。

光伏電站可導致配電變臺區損耗減小。當配電變臺區反送電量越大，配電變臺區損耗率越小;當配電變臺區反送電量極小或不反送時，配電變臺區損耗增大，但增大部分極小，不大于光伏所發電量由遠程輸送所產生的損耗，故配電變臺區損耗率降低了。

5 結論

根據光伏電站的并網方式及所處的網架結構，制定不同對策以減少光伏并網對電網的影響，結論如下：

1）全部自用光發電站的反向電量能夠導致損率偏低或負損，所以應對其進行統計，納入計算以還原線損的真實數據;

2）高供低計變壓器上返電量的變損能夠導致線路損耗增大，計算中應增加理論變損;

3）全額上網光伏電站只有發電數據采集，沒有用電數據導致線損增大，應完善系統，增加用電量采集并進行電費結算;

4）線損計算公式與實際情況不符造成計算線損不正常，應修改系統計算公式，還原數據真實性。

參考文獻

[1] 杜強. 光伏電站并網對配電網線損率影響的研究重點探尋. 智能建筑與智慧城市. 2020

[2] 程成.光伏電站并網對配電網線損率影響的研究.山東工業技術.2018