分布式光伏并网对配电网电压分布及网损影响

分布式光伏并网对配电网电压分布及网损影响

王家豪

国网攀枝花供电公司 四川省 攀枝花 617000

【摘要】针对分布式光伏并网的不同接入位置、不同接入容量，分析了分布式光伏并网对配电网电压分布及网损的影响，并得出了相应的影响规律。

【关键字】分布式光伏并网；配电网；电压分布；网损；影响

1.分布式光伏发电并网系统介绍

分布式光伏并网发电系统是通过把太阳能转化为电能，并通过光伏逆变器等电力电子装置将直流电变换为交流电后接入电网。为了提高分布式光伏发电系统并网运行的可靠性和安全性，光伏发电系统还需要最大功率跟踪环节和并网控制环节，以保证光伏阵列始终以较高的效率进行电能变换。光伏电池阵列、电力电子并网装置、最大功率控制等几部分构成了一个完整的光伏并网发电系统。

2. 分布式光伏并网对配电网电压分布的影响

2.1分布式光伏并网位置对电压的影响

为了分析分布式光伏并网位置对电压的影响作用，可通过确保分布式光伏并网的出力稳定，改变他们的位置的方式，来进行探讨。在分析时，对于分布式光伏并网容量的选择，需确保其满足要求，然后通过不断改变系统中分布式光伏并网的接入位置，来分析系统电压的变化。为了确保结果更加清晰有效，可选择一个分布式光伏并网接入到电网中，并且接入到系统的首部、中部等具有代表性的位置。通过仿真结果可以看出，对于总出力相似的分布式光伏并网系统，其分布的位置不同，所得到的电压数值也不相同。分布式光伏并网距离系统母线越接近，对系统电压的影响就越小；当把分布式光伏并网接入到末节点时，就会造成局部电压的数值较高，即可能大于额定电压，从而影响用户的正常使用；当分布式光伏并网不再进行运行时，也会导致电压在线路末端的变化范围较大，从而引发电能质量问题；当把分布式光伏并网接入到馈线的中间位置时，在线路中部就会具有较大的电压。因此，综上，为了确保电网的稳定和安全，可将分布式光伏并网接入到线路中间偏末端位置，不可在末节点进行接入。

2.2分布式光伏并网功率因数对电压的影响

在探讨分布式光伏并网功率对电压的影响情况时，需控制分布式光伏并网的位置和容量保持不变，通过改变功率因数，来分析功率因数的不同，对系统电压所带来的影响。由仿真结果可以得出，分布式光伏并网的功率因数不同，在接入系统中时，对系统电压的影响也不相同。相比于超前的功率因数，滞后功率因数可以极大的改善系统的电压。接入系统的分布式光伏并网功率为超前功率时，对电压的影响作用不大，因此，对系统电压的改善作用不明显，当功率因数达到一定数值时，还会出现电压下降的现象；当接入系统的分布式光伏并网功率为滞后功率时，分布式光伏并网就会在配电系统中，释放出无功功率，从而极大的满足负荷对无功功率的需求，促使输电线路的无功电流降低，最终导致有功损耗减小，促使电压升高。当分布式光伏并网的功率因数发生改变的过程中，由于分布式光伏并网对于无功功率的吸收逐渐降低，馈线潮流不断减小，从而造成分布式光伏并网上游位置的电压降不断降低，馈线电压曲线出现上移的情况。当功率因数逐渐发生改变时，分布式光伏并网对于无功功率也从吸收转变为输出，线路上的潮流出现增加趋势，电源上游的馈线，发生电压上升的情况，线路的电压曲线也在逐渐发生改变。在这个过程中的某一功率因数值，促使线路的潮流和电压降变为最小值。这个功率因数的数值和负荷的功率因数有关，并且和分布式光伏并网及负荷二者之间功率的比值有关联。分布式光伏并网对于无功功率的吸收到输出的过程，也即是功率因数变化的过程。当分布式光伏并网对于无功功率的发出数值，大于负荷对无功功率的吸收时，馈线上的最大电压数值就会在分布式光伏并网的节点位置出现，电源对于无功功率的输出越大，节点的电压的上升趋势就会越明显，因此，在实际运行的过程中，为了防止电压越限，需采用一定的调压装置。

3.分布式光伏并网对网损的影响

分布式光伏并网接入的位置、接入的容量以及接入点的负荷容量与分布式光伏并网容量的相对大小是分布式光伏并网接入电网后电网配电损耗变化情况的决定因素。

3.1 分布式光伏并网容量和接入点负荷容量的大小关系对网损的影响

分布式光伏并网接入电网后，根据其不同的运行方式，必然使得电网中各支路的潮流将不只是单向流动。一般来说，分布式光伏并网都安装在负荷附近，因此它的接入会改变系统负荷分布，按照接入点的负荷容量和分布式光伏并网容量的大小关 系，大体上有三种情况：

（1）分布式光伏并网出力小于任何节点的负荷量，此时分布式光伏并网的引入使配电网中所有线路的损耗减小。

（2）分布式光伏并网出力仍然小于系统负荷总量，但并非所有负荷节点的负荷 量都大于分布式光伏并网出力，这种情况下分布式光伏并网的接入仍可以减少系统总损 耗，但有可能导致某些线路网损增加。

（3）分布式光伏并网出力大于系统负荷总量，但并非所有负荷节点的负荷量都 小于分布式光伏并网出力，这种情况下分布式光伏并网对系统损耗的影响要分情况讨论，若 PS

2PS，则会使线路网损增加。

对于情况（1），分布式光伏并网的接入减小了各支路功率的传输，因此必然会使得电网配电损耗降低；对于情况（2），分布式光伏并网的接入会使得至少一条支路的 传输功率增大，导致输电损耗增加，但全网输电损耗的总和会有所下降；对于情 况（3），如果分布式光伏并网容量总和小于负荷节点负荷容量总和的两倍，情况跟（2）大体相似，否则，全网的输电损耗总和会由于分布式光伏并网的接入而增大。

3.2.分布式光伏并网容量大小和分布式光伏并网接入位置对网损的影响

分布式光伏并网接入对网损的影响不但与负载等因素有关，同时还与分布式光伏并网的容量大小和分布式光伏并网的接入位置有相关：

（1）对于引入相对负荷小容量的 分布式光伏并网，配置在配电线的末端附近可以大幅度的减少配电线上损耗，同时对配电线上电压影响不大；

（2）对于引入相对负荷大容量的 分布式光伏并网，配置在配电线路中部可以最大程度的减少损耗，同时对于配电线上的电压支撑的 效果最好，有益于改善配电线的电压水平；

（3）对于分布式光伏并网容量大于负荷的情况，应该 尽可能将 分布式光伏并网配置在临近的地区性变电站，否则很可能反而增大配电线损耗。

3.3 分布式光伏并网无功输出的影响

为了减少网络损耗，分布式光伏并网既输出有功又输出无功的工作模式要比只输出有功的工作模式效果要好很多，因为前者有助于减少配电线上流动无功电流，进 而减少无功电流引起的损耗。但在这种工作模式下配置时要考虑的问题是，当分布式光伏并网的容量可以满足负荷要求时，将反向上一级电网输电，这时配电线上电压有越界的危险，需要协调配电网的调压设备来避免这种危险情况的发生。

对于分布式光伏并网工作模式可以保持接入位置电压幅值保持恒定的情况，虽然 对配电线电压可以起到支撑的作用，随着分布式光伏并网容量的增加，网损减少程度将很快趋向于饱和；对于这样小容量的分布式光伏并网可以配置在配电线的末端，而大容量 分布式光伏并网这样的配置对于减少网损是不利的

4.结语

综上，分布式光伏作为一种先进的发电技术，既可以充分利用太阳能源，提高能源利用效率，又具有较好的环保性能，因此，这种方式在使用时，具有较好的节能性、灵活性和安全性，有助于极大的提升电力企业的经济效益，并且带来一定的社会效益。因此，需要充分发挥分布式光伏并网在电网中的应用优势，并且加强分布式光伏并网对配电网的影响分析，从而不断深化改革，改进不足，促进分布式光伏并网技术在维持电压稳定和改善网损方面发挥出重要作用。

参考文献：

[1]任泳橙.分布式光伏并网对配电网潮流和网损的影响及对策[J].供用电，2017，02：64-68.

[2]董少峤.基于随机潮流的主动配电网多目标优化重构方法[D].华北电力大学，2015.

[3]李文文.配电网中分布式电源的优化配置研究[D].东北电力大学，2015.