分布式光伏发电对电能采集及线损的影响分析

分布式光伏发电对电能采集及线损的影响分析

付广锦

巴彦淖尔供电公司五原供电分公司，内蒙古自治区五原县015100

摘要：分布式光伏发电是一种新型且拥有良好发展前景的发电和能源利用方式，伴随着居民分布式光伏发电的普及和应用，致使普通居民用户成为了自发自用的发电站。但大规模的光伏发电在接入电网后，容易对电网运行造成一定的影响。因此对居民分布式光伏发电对电能采集及线损的影响进行分析，具有重要的意义。基于此，本文将主要针对分布式光伏发电对电能采集与线损的影响展开相关探讨分析。

关键词：分布式光伏发电；电能采集；线损率

1分布式光伏发电的特点

首先，在正常工作时，由于光照、光照、季节、温度等因素的影响，使得光伏阵列的功率输出出现了很大的不稳定性和非连续性，导致大量谐波对电网造成严重的干扰，进而影响了整个电网的正常运转。其次，为了达到分布式光伏并网的电压和频率控制，必须采用逆变器来实现，而逆变器中的电子设备在实际工作中；引起的谐波将极大地影响到电网的正常工作。为有效防止电网中的谐波干扰，必须进行串联式LCL滤波。但由于其本身的原因，会引起共振尖峰，从而造成二次污染。第三，一般的分布式太阳能发电都是在建筑上进行的，但是由于占地面积等原因，导致大量的电力损耗。这就要求对配电网络进行调整。在电网中，当电网容量较大时，需要对电网进行谐波和无功进行补偿。当电网发生故障时，分布式光伏系统与周围的负荷之间会产生一种“孤岛”现象，从而实现电力的自给。此时难以有效地控制周围的电压和频率。当负载端出现电压波动和闪变时，会对电力设备产生一定的损害。当电力恢复或其它条件下，当电力系统的电压与光伏系统的输出电压发生变化时，将会对电力系统的稳定和安全产生不利的影响。

2分布式光伏发电的并网电能计量

2.1计量方案

分布式光伏发电有三种消纳方式，一种是全部自用，一种是自发自用，另一种是余电上网，另一种是全部上网，目前，河北南网用户所使用的分布式太阳能发电、上网和下网电的电能分配，都是独立结算，而用户上网电量则按照我国规定的电价计算。与此对应，居民所用的电能表又分为两类：一是并网剂量，二是关口计量。并网计费系统的主要功能是计算发电能量、电价补贴和电力计量线路。而关口电能表主要用于电力用户和公共电网之间的电力负荷的统计。

2.2分布式光伏发电并网电能的采集

该系统主要采用电能信息采集系统，对每个用户的电能进行采集，并对其进行相应的处理和实时监测，实现了电能的在线监测和在线统计；电力市场的需求侧管理与电力用户的双向交互作用。河北电力公司紧跟时代步伐，目前已在电力信息采集系统中推出了一项新的应用——分布式光伏发证申报权管理，以便于对电力用户进行效益分析和监测。(1)数据的收集和实施：将所有的用户信息和档案记录在市场营销系统中，在市场营销系统中启动，通过界面程序向相关的数据收集系统进行报告。在收到通知后，采集系统会自动启动收集程序，并按实际需要进行分配，以实现数据的收集。(2)采集到的数据项目；能够实现电力、电压、有功功率的采集；通过各种功率因子等数据，可以随时了解和监控分布式电源的实际使用状况。

2.3分布式光伏发电对线路损耗的影响分析

分布式光伏发电对线路损耗的影响是显著的,且影响程度受分布式光伏发电接入方式影响较大｡以某工业产业园区分布式光伏发电系统为例,已知工业产业园区内的总负荷在8900kW,由110kV变电站(一座)通过开闭所(两个)供电｡工业产业园配电网属双环网接线,已建立分布式光伏发电项目约为2.39MW｡分布式光伏发电在接入配电网时,设计了如下三种方案:

方案一:分布式光伏发电设备分散接入配电网中,即楼顶光伏电源接入其所在办公楼配电低压侧,停车场光伏电源经过升压处理后,接入一号闭电所环网柜所在位置的配电高压侧｡

方案二:分布式光伏发电设备集中接入配电网中,即楼顶光伏电源､停车场光伏电源等经过升压处理后集中接入一号闭电所环网柜所在位置的配电高压侧,实行就地管理｡

方案三:分布式光伏发电设备集中接入配电网中,但楼顶光伏电源､停车场光伏电源等经过升压处理后接入为位于园区内能源站(二号闭电所环网柜所在位置)的配电高压侧,实行就地管理｡

对三种方案下分布式光伏发电并网后的线损情况进行综合分析发现:分布式光伏电源接入配电网之后,整个配电网潮流分布情况､功率流动情况产生一定变化｡且这种变化与分布式光伏电源接入容量､分布式光伏电源接入位置等存在密切关联性｡例如,当分布式光伏电源接入容量不超过配电网负荷总量时,分散接入下单个分布式光伏电源不会引起配电网出现线路流动功率的大幅度变化,且分布式光伏电源接入能够实现功率就地平衡,可在一定程度上降低线损｡反之,分布式光伏电源接入容量超过限制时,会增加线损｡分布式光伏电源分散接入所带来的线损降低效益要高于分散式光伏电源集中接入｡

3分布式光伏发电对电能采集及线损负面影响的规避

3.1无功补偿器设置

对于无功补偿器的装配过程来说，当前以及今后需要重点调整这一装置的实际运行参数，就实际的运行过程来看，需要研究的工作项目包括无功功率的本身参数、无功补偿器的装配区域、无功补偿器对于整个电网的实际调整水平等。通过对于这些参数的全面分析和了解，才能够让整个系统的运行质量获得大幅度的提高，比如对于光伏发电系统来说，由于其日间和夜间的运行参数自然存在极大差距，所以要求设置的无功补偿器主要在夜间发挥应有作用，其能够起到对于相关区域电压的调整作用，保证电能采集和线损保持稳定。此外也要保障其余的参数与日间运行状态基本相同，通过这一方式能够保证整个电网的稳定性，但是也需要考虑的是，在光伏发电系统的日间运行过程中，会导致原有的发电参数、线损发生了一定程度上的上升，所以为了能够提高整个系统的运行质量，要合理控制无功补偿器的具体运行方式，以实现对于各类参数和数据的合理调整。

3.2接入节点选择

接入节点的选择过程，当前已经经过了长时间的研究和开发，并且明确了其对电压稳定性等方面造成的影响。就实际的作用效果上来看，接入节点的选择过程要按照整个电网中的脆弱节点进行分析，其中脆弱节点的概念为，当光伏发电系统接入电网后出现最剧烈波动情况的节点，本文研究过程中将这一节点设定为0号节点，其余节点分配为1到6号，距离0号节点的电气距离逐渐提高。从实际的影响效果上来看，在保证光伏发电系统容量相同以及采用的无功补偿器参数相同的情况下，距离零号节点电器距离越远的节点，在接入供配电网之后，其对整个系统造成的不稳定度影响会逐步降低。在接入节点的选择过程中，要对整个配网进行合理的阶段划分，在此基础上分析其中的脆弱节点，并把其余的节点接入到距离这一节点在允许范围内的较远区域，才能够让这一系统的线损以及电能采集性能具有极高的稳定性。

3.3发电容量分析

发电容量的分析可以发现，当发电容量较小时，则其对电网的运行稳定性形成的稳定性控制效果较低。当前为了能够提高整个电网的容量，通常把光伏发电系统容量设定为较高状态，这一方式能够提高整个电网的运行稳定性。就实际的稳定性控制方法上来看，要在了解脆弱节点的基础之上，把相关节点合理设置在电网中的支路点，并且本身容量要按照允许范围内的最大参数设定。该参数的设定过程注意事项是，要严格防止在光伏发电系统接入整个系统中后，导致供配电线路中出现电能潮汐逆流现象。

4结论

随着分布式光伏发电的广泛应用，最终可以实现自发自用的发电站。但是，实际在应用时依然存在很多问题。确保分布式光伏发电的电能采集和线损得到有效保障，是目前需解决的问题。通过制定最优的电能计量方案、设计合理的计量点，为电能表的准确计量提供有效保障。

参考文献

[1]秦桂亮,卢师俭.光伏用户接入对台区线损的影响分析[J].电脑乐园,2020(11):1.

[2]李积梅.分布式电源光伏发电对低压电网的影响及对策[J].通信电源技术,2020,37(4):2.