光伏并网对地区电网线损的影响

光伏并网对地区电网线损的影响

郭强宇

国网临汾市尧都区供电公司 山西省临汾市 041000

摘要：光伏发电是一种基于光生伏打效应，借助光伏组件将太阳能转换为电能的发电方式，具有节能环保的优势，受到了政府的大力扶持。将光伏发电站系统并入当地电网，能够将所产生的多余电力能源输送至供电公司，为了确保并网的顺利进行，需科学控制电能频率、功率、谐波、电压偏差等参数，提升电能质量，同时，为确保供电的稳定性，应做好继电保护、并网控制工作。

关键词：光伏并网；地区；电网线损；影响

中图分类号：TU712 文献标识码：A

1分布式并网光伏发电站概述

光伏发电以光生伏打效应为基础，设备接收光照可生成电动势能，继而在光伏电池中的 PN 结作用下，转化为电能。当 PN 结被太阳光照射，其表面会生成新的电子-空穴对，电子在势能作用下从 P 区流至 N 区，相应地空穴区域电子从 N 区流至 P 区，相互联通，形成电流。根据光伏发电的原理，可得出光伏阵列具有非线性输出特征的结论，当太阳光照恒定，周边环境温度上升，开路电压、短路电流将会逐步下降；当温度恒定，太阳光照强度增加，开路电压、短路电流将会逐步上升[2]。 光伏发电站系统主要由太阳能电池、电能测量表、蓄电池充放电控制器、直交流逆变器及各类电子监控设备组成，能够利用光伏组件将太阳能转换为电能，具有以下特点：①环保效益高。太阳能取之不尽，用之不竭，能源供给稳定，且光伏发电不会产生污染，相关设备运行时也不会发出噪声，产生噪声污染，整体环保收益极高；②输出功率小。一般情况下，单独一个分布式光伏发电项目，通量低于千瓦，相较于集中式发电站，光伏发电站的大小不会对发电效率产生太大影响，但是这一项目所获取的投资效益，几乎等同于大型发电站；③发电用电并存。分布式光伏发电站系统可并入公用电网，同时兼具发电、用电功能，可实现对于电力能源的科学配置与合理利用。 为了确保光伏发电站系统能够顺利接入周边电网，需提升电能质量，电能频率、功率、谐波、电压偏差控制在标准范围内，这样才能够确保系统能够成功地将电能输送至电网交流负荷中，如若电能参数偏离既定标准，光伏发电系统能够及时检测到，并断开与当地电网的连接，以防影响到公用电网的运行。按照规定，三相电压允许偏差为额定电压的±7%，单相电压允许偏差为额定电压的-10%至+7%，电网的额定频率为 50 Hz[3]。为了满足相关规定，在进行分布式并网光伏发电站系统设计时，应该做好电气计算工作，主要内容为：①最大工作电流。分布式光伏发电站系统中太阳能阵列输出的电能为直流电，电能经过汇流、逆变、升压过等程序接入公共电网相连接，以期间无电能损失的标准，根据工程总容量来计算出工作电流，例如，当总容量为 5×5 000 k W p，最大工作电流为 1443 A；②短路电流。在分布式并网光伏发电站系统中，受到交流系统与光伏发电系统的影响，容易出现短路问题，具体来说，与光伏发电站发出电力、逆变器参数相关，在光伏发电系统中，发电元件接受太阳光照产生直流电，并在逆变器作用下输出交流电，系统所发出的电力值与太阳光照、周边环境相关，由于太阳光照骤然变化可能性较低，因此短路的风险也较低，多为瞬时短路，可认定光伏发电站发出的直流电功率恒定，电能经逆变器逆变后交流功率也是恒定的，一旦光伏发电站发生短路现象，将导致母线电压骤然下降，而此时功率恒定，逆变器输出电流将明显上升，出现保护动作，关系相关系统；③并列点及人工解列点。在分布式并网光伏发电站系统中，通常会在电站并网线路 10 k V 侧面断路器上设置并列点，并在其并网变电站 10 k V 线路的断路器一侧设置人工解列点。

2配电网线损受光伏电站并网影响的具体分析

2.1 配电网线损受光伏电站并网不同接入位置的影响

在研究光伏电站并网对配电网线损率影响时，首先应对不同节点位置的光伏电量变化情况进行分析，并在此基础上计算其对配电网线损的实际影响程度。因此在计算配电网线损时应合理选择并网节点，并根据节点类型的不同沿馈线方向计算潮流大小，从而就可以了解配电网的线损情况。以 PQ 类型节点为例，分别对其不同节点位置的负荷功率中的视在功率、幅值和功率因素进行分析，同时计算在接入光伏电站后的潮流幅值和相位等参数。在完成对实际潮流的计算后，就能够根据计算结果，通过优化光伏电站接入位置来改变潮流在配网系统中分布情况，并准确计算出配电网的实际输电功率[2]。同时根据对不同节点负荷的分析研究，由于其所需功率是由光伏电站并网以及首端变电站来供给的，因此光伏电站在并网运行时，其接入位置与接入首端电源的位置相比应相对较近，这样才能使配电网线损得到明显的降低，说明将光伏电站并网接入配电网对于减少配电网线损具有重要的作用，而光伏电站的具体接入位置则会直接影响配电网的线损情况。在计算时可以通过计算机软件系统来高效准确的计算不同馈线系统的线损情况。根据对计算结果以及相关资料数据的分析发现，配电网线损在受到光伏电源以及光伏电站并网接入位置变化等因素的影响后，一般会呈现出前期降低而后逐渐增加的变化特点，而馈线中部则是最小线损点，因此为了尽量降低配电网线损，在保证电压约束的基础上，应在具有辐射链型特点的支路中选择其中部位置来将光伏电站并网接入。因此分析配电网线损受光伏电站并网不同接入位置的影响在优化光伏电站选址工作中具有重要的作用，同时也可以进一步提高光伏发电能源利用率，并促进我国光伏产业的快速发展成熟。

2.2 配电网线损受光伏电站并网不同接入容量的影响

在分析光伏电站并网对配电网线损率影响时还需要对光伏电站并网时的实际接入容量这一因素进行计算分析，这样能够更加准确的掌握配电网线损受光伏电站并网的具体影响。以 PQ 节点类型为例，在将光伏电源接入到其节点位置的条件时，分别对不同注入容量条件下的有功损耗情况进行计算。通过对配电网线路线损资料的广泛收集以及结合相关的数据计算分析发现，随着光伏电站并网接入容量的增加，会造成配电网线损出现前期减小以及后期逐步增加的变化[3]。由此说明光伏电站并网后的接入容量会直接影响支路潮流，也就是说潮流与光伏电站的接入容量在一段时间内将呈反比例关系。当光伏电站并网的接入位置保持不变的条件下，此时配电网线损会相应的减少。但是当接入容量达到一定程度时，配电网会受其自身特性限制而出现线损增加的情况，因此在光伏电站的实际并网运行中要充分考虑其接入容量这一要素，合理控制接入容量，优化光伏电网并网运行方式，从而保证配电网供电的质量和效率。

结束语

综上所述，随着工业化建设的推进，自然环境遭到破坏，环境污染日益严重，节能环保成为当今社会建设的新主题，各行各业纷纷响应国家号召，引进现代化生产工艺，以推动生产建设的绿色化发展。分布式光伏发电具有生产成本低、节能环保的优势，与当前可持续发展的理念相符，技术优越明显，得到了国家在政策与财政上的大力扶持，发展前景广阔[5]。深入研究光伏发电的原理，优化系统各组成结构的选择，基于电力能源生产利用需求，探讨更为科学合理的分布式并网光伏发电站系统设计方案，根据电气计算合理设定系统运行参数，

能够推动光伏发电站的发展推广，促进我国电力能源生产绿色水平的提升。

参考文献

[1]孙瑞娟,秦佳宝,王浩.小型光伏并网的逆变器研究[J].中国新通信,2020,22(08):102-104.

[2]李永军.分布式并网光伏发电站系统的应用[J].集成电路应用,2020,37(04):62-63.

[3]杨晓凯.光伏发电并网对电网运行的影响与对策[J].集成电路应用,2020,37(04):94-95.

[4]刘立峰.大型并网光伏电站的运行维护管理研究[J].工程技术研究,2020,5(05):189-190.