分布式新能源接入的配电网降损技术研究

分布式新能源接入的配电网降损技术研究

曾梦涛

云南电网有限责任公司红河供电局 云南省蒙自市 661100

摘要：分布式电源是建设于负荷周边的新能源发电装置，其可与传统发电系统协同配合，为负荷供应提供支持，能够增强能源再生性、提高能源利用效率，具有环境污染低、发电方式灵活、投资成本少、能源损耗低等特点。但在配电网中接入分布式发电设备比率不断提高的境况下，配电网的结构越来越复杂，分布式电源的接入位置、容量大小、储能设施不同时，配电网所产生的线路损耗并不一致。为降低配电网线损，需要选用适合的线损计算方法并合理应用降损技术。

关键词：分布式；新能源接入；配电网；降损技术

1配电网线损的类型

线路线损和变压器线损是配电网线损的2大组成部分，线路线损主要是由于导线中电压的波动而导致的电能损耗，而且配电线路自身运行过程中也会消耗一定的电能。配电网线损也可以按照线损的大小划分为有载类和无载类线损。在实际配电系统运行过程中，无载类线损多会在配电设备负荷出现较大变化时产生，但线路负载变化导致的线损较小。对于三相供电线路而言，电压变化引发的线损在无载运行方式变化时也会发生改变，这种情况下线损较大。在配电网中，配电变压器作为重要的设备，完成电能的转换，然后将电能输送给用户。无载类线损设备，配电变压器损耗以自绕组损耗和油损耗为主。绝缘油损耗的产生多是由于电磁感应或是电流损耗，而且绝缘油损耗、绕组损耗和配电变压器油损耗三者之间为正比例关系，这其中，以绕组损耗占配电变压器线损的比例为最高。

2分布式光伏发电并网系统介绍

光伏发电是利用光生伏特效应,将太阳辐射能直接转换为直流电能的发电方式。分布式光伏电源是由若干光伏电池组件串并联而成,而光伏电池组件的基本单元为光伏单体电池。工程应用中,光伏电池组件就是光伏电池板,多个光伏电池组件通过串并联而组成光伏阵列,再和逆变器、LC滤波器、升压变压器等设备构成一个完整的分布式光伏发电并网系统。光伏阵列产生的直流电通过DC/AC逆变器变换为交流电,其中逆变器为电压型逆变器,再经过LC滤波器滤除高次谐波,最后通过升压变压器馈送至外部电网。

3分布式新能源接入的配电网降损技术

3.1接入分布式电源的理论线损计算

随着新能源发电在电力系统中占据份额的增长，这也使分布式电源开始规模化接入到配电网中。分布式电源的接入必然会对配电网损耗带来一定的影响。因此，应通过量化分析，促进供电企业经济效益的提升。分布式电源接入后，配电网线损计算时，宜借助分区域线损理论计算方法，针对具体接入位置和容量开展深入分析，并针对接入后配电网不同电压等级的分布情况进行计算。对于极限线损的计算，可根据线性潮流法，获得发电机、风机、光伏和负荷的各阶段变量，再基于GC组数的展开式进行计算，获取极限线损的区间限值。风力发电过程中，由于风力存在一定的波动性，线损计算也会出现误差。因此在理论线损计算时，可以针对一些特征变量进行聚类，科学对权重系数进行确定，基于日理论线损值来获取配电网的综合线损。

3.2科学筛选接入位置

分析分布式电源接入配电网后所产生的网损现象发现，在分布式电源输出的光伏电源有功功率及无功功率低于负荷消耗的有功功率及无功功率的两倍，且分布式光伏电源输出功率恒定的情况下，变电站与光伏电源接入节点间的电阻值越大，配电网所产生的网络线损越低。说明负荷与接入点位置越接近，降损效果越佳。而分布式电源输出光伏电源有功功率及无功功率高于负荷消耗有功功率及无功功率的两倍时，在分布式光伏电源输出功率恒定的情况下，变电站与光伏电源接入节点间的电阻值越小，配电网所产生的网络线损越小。这说明，母线及接入点间的距离越近，越有利于减少线路损耗。根据这一原理，将10kV配电网线路平均划分成10段，各段负荷均一致，只需计算其中一段的线路，便可求出整条线路的线损率。按照改进后前推回代法可计算得出线路理论线损率为0.3968%，结合分布式光伏规律得到有光照段时段分布式光伏电源的功率数据。在10kV配电网的不同位置分别接入分布式光伏电源时，接入位置与配电网距离越远，线损率越低，在线路上8km接入点处达到了最低值，而当接入位置继续变远时，线损率又开始提升，说明8km处是10kV配电网接入分布式光伏电源的最佳位置。

3.3优化配电网线损管理

配电网降损增效并不是短时间就能够实现的工作，这是一项系统的工程，需要在日常工作中加强对配电网线损的管理。配电网日常运行过程中，应采取有效措施针对配电网线损进行控制，提高供电企业的经济效益。具体应构建完善的配电网线损管理制度，针对各供电所、校表室及供电分公司的用电进行有效管理，并对各配电网线损测算管理制度进行完善，实际测算配电网的线损情况。同时，还要做好用电计量管理工作，在配电线路设计和安装时应加装表箱的安全防护设施，减少偷电窃电行为发生，提高配电网管理工作的效率。针对单户型用户，安装电表时，在做好电表安全防护的同时，还要定期对用电计量装置开展校验和巡查维护，尽可能避免非正常因素产生的线损。

配电网降损增效工作具有长期性的特点，为了能够进一步降低电能资源的浪费，需要定期针对配电网线损开展测量分析，并与当地配电网的实际情况相结合，积极对配电网网络结构进行优化和改造，使配电网中的可变线损降至最低。另外，还要针对配电网线损研究加大投入力度，采取更科学和有效的方式，确保达到降损增效的目标。

3.4其他降损技术

分布式光伏电源接入配电网后的线损控制措施较多，除上述几种方法外，还可以利用加强运行管理、严控电能质量的方式，降低电压等各类参数的变化幅度，从而将电压、功率因素控制在规定范围之内，以防止由于无功功率下降、电压降低等原因导致配电网线路损耗增大。与此同时，配电网线损控制时，还可对用电负荷进行改装，或是调整分布式光伏电源的接线方法，这些方能均能增强电流的三相平衡度，进而降低配电网的线损率。除此之外，分布式光伏电源接入配电网后，还可以通过协调配置源、网络负荷以及存储装置之间的关系实现降损。例如某变电站并行接入多台变压器时，可以在负荷高峰变化时调整变压器投运数量，实现降低线损的目的。若变压器负荷相同，可根据变压器设备的空载损耗、短路损耗、额定容量计算出总损耗，当减少运行变压器时，计算得出的总损耗也会同步降低。但应注意，在负荷功率比总发电功率低时，可以减少投入运行的变压器数量，而当负荷功率高于总发电功率时，要将所有变压器一同运行，如此可降低配电网运行时所产生的总损耗。

结论

在当前经济新常态发展的环境下，各个领域开始落实节能减排的措施，以此来提高能源的高效利用。对于电力系统而言，配电网线损问题已成为普遍存在的情况，这不仅会对供电企业经济效益带来不利影响，还与节能减排相违背，不利于能源的可持续发展。这也需要加强对配电网线损降损工作的重视，积极采取技术和管理等措施，将线损降至最低水平，减少电能消耗，提高电力资源的利用率。这无论是对于配电网降损增效目标的实现，还是供电企业的健康发展都具有极为重要的意义。

参考文献

[1]谢成勇.配电网线损分析与降损措施研究[D].绵阳：西南科技大学，2021.

[2]董志豪，顾然.配电网线损的原因与降损策略分析[J].电子技术，2022(5):264-265.

[3]孙宏.电力配电网线损的降损技术研究[J].黑龙江科技信息，2020(16):34-35.

[4]胡聪，徐敏，薛晓茹，等.配电网线损的影响因素和降损措施分析[J].电子世界，2020(3):108.