分布式光伏大规模接入对地区电网线损的影响分析

刘衡

摘 要：由于能源建设的发展，人们对太阳能的利用逐渐加深，在发电中的体现就是分布式光伏接入电网。光伏发电使电力系统的运行稳定性得到一定的提升，而且由于这种发电方式的优势，其应用也在不断的得到推广。但是在接入地区电网时会对电力系统产生一定的影响，本文主要对分布式光伏大规模接入地区电网的线损影响进行了分析，以供参考。

关键词：电网线损;分布式光伏;影响

在电网运行不断升级的过程中，分布式光伏电源的使用得到了关注，而且这种供电方式的应用对电力系统运行发展起到了较好的推动作用。光伏发电由于使用的是太阳能，作为环保可再生能源，在发电方面有很好的应用优势。

1.光伏发电的特点

光伏发电主要是借助半导体界面产生光生伏特效应，从而使光能转化为电能的发电技术。这种发电方式最主要的是太阳能电池，使用串联的方式将太阳能电池连接并通过封装保护构成电池组件，再加上功率控制器等就构成了光伏发电装置。使用光伏发电，具有较多的优势，首先是社会可持续发展的推动力，光伏发电所利用的太阳能是可再生能源，清洁环保，这种发电方式可以降低污染物的排放，对环境保护有很好的作用。通过并网运行的光伏发电与独立运行的发电相比较，能够使成本得到降低，因为并网运行可以减少蓄电池的应用数量，利用电网储存能源，将电能输送到电网。按照负荷需求的不同，光伏接入可以分为分布式和集中式，能够灵活的并网以及退网，可以较好的调节电力系统负荷保持平衡，减少线路损耗，调节电网中的波动电量，使电力系统运行能够有较好的抗风险能力。

2.光伏电源系统介绍

光伏电源系统主要的构成部件有控制单元、储存单元以及光伏阵列单元。这种发电方式与以往的发电方式相比，对外部环境因素的反应较大，系统运行的特性曲线存在较大的变化，能源输入不能一次性主动调节，需要借助控制单元辅助操作来使运行达到最大功率，而且在输出电能时，利用控制单元中的逆变器使直流电转化为交流电，然后电能通过电网再进行传输。根据运行方式的不同，光伏电源系统可以分为独立型和并网型。

2.1独立型系统

这种光伏系统主要是指电气没有与公用电网进行连接的系统，电能的供给只能满足自身负荷。一般系统负荷的容量要比发电量略小，系统在遇到阴雨天以及夜间时，不能够进行发电，这个时候就需要系统储存模块中的蓄电池进行电能供给，因此在遇到天气条件不好的情况时，发电运行能力与蓄电池的容量成正比。通常这种电源系统应用在光照条件较好的、远离公用电网的偏僻山区进行供电，有部分路灯系统以及偏僻的通信基站也是使用這种系统进行光伏发电。

2.2并网型系统

这种电源系统接入电网的方式有两种，一种是单点集中式，另一种是多点分布式。大规模联网的光伏电站与发电厂类似，仅产生少许负荷或者是不带负荷，发电产生的电能可以输送到公用电网上，再进行统一调配，使电网得到整体的有无功平衡。光伏发电在系统建设过程中会需要大量的投入，在发电的效率提升方面还存在较大的发展空间，由于其运行成本方面较高，因此国家给与了一定的优惠政策和补贴，以积极的推动光伏发电的发展。

3.分布式光伏大规模接入对地区电网线损的影响

分布式光伏大规模并网，能够起到一定的电能节约作用，不过由于存在接入并网的影响，因此在电网中原有的电流布局会存在一定的变化。要知道分布式光伏大规模接入对地区电网的影响，可以计算相应的线损率和网损率，从而实现对电量以及线损的评估，也可以了解电网运行状况，为电力企业的综合评估做出参考。从有关研究中看出，光伏接入电网所起到的积极作用是能够使电网的线损得到有效的降低。假定线路上给出相同的电压，将其他影响因素忽略不计，可以建立光伏接入模型，利用模型，在线路没有接入光伏时，能够掌握总线损情况，经过计算可以得出，接入分布式光伏电源进行发电，能够使地区电网的线损得到有效降低，而能够降低的线损与负荷、容量、接入位置以及电网结构有一定的关联。

3.1对地区电网线损的影响

太阳能是光伏发电的主要动力，本身温度、太阳光照强度以及光谱会对分布式光伏系统发电量产生影响。有研究测试发现，利用室外多种分布式太阳能光伏发电的能量特点和功率输出进行测试，其中多晶硅以及单晶硅类的电池组接入地区电网进行发电时，受到温度、气候变化的影响，发电量也会有所波动，在冬季具有较大的输出功率，而在夏季具有较小的输出功率。温度或者是光照在不同的条件下，不同组件的光伏电池组效率也会有不同的改变。另外，温度的变化对分布式光伏系统中的蓄电池充放电效率会产生较大的影响。系统中的铅酸蓄电池组对温度变化产生的反应更大，在使用光伏电池进行发电时，通常电压需要根据温度的变化随时进行调整，受到高温的影响，蓄电池会有变形以及腐蚀问题，长时间在高温环境下蓄电池会加快损耗。

3.2对地区电网无功电压特点的影响

分布式光伏大规模接入的地区一般在地理位置较为偏僻的地方，通常这些地方都具有较低的负荷，电网会发生短路的允许容量又很小，这样在进行光伏发电时，需要利用高压输电网才能将其产生的大量电力输送出去，而电网无功平衡特点的影响因素是输送距离。此外，分布式光伏并网运行过程中，无功电压支撑能力较弱，在电压质量超过限制的情况下，电压稳定性无法得到保障。再者，白天太阳辐射较大，则太阳能所产生的电能较高，这样，电网中，光伏的出力较大，并网点电压增加。如果是在线路尾端设置并网点，那么接入点的电压就容易发生越线问题，这样的话就需要调整电压。在晚间时候，基本没有光伏发电。

3.3对地区电网功角稳定性的影响

分布式光伏电源系统装置是一种静止元件，在发电运行时，自身不会引起功角震荡，所以不会有功角稳定问题出现。然而由于存在随机波动，分布式光伏大规模接入后就会使原电网运行的输送功率和分布状况受到影响。此外，光伏接入地区电网会使功角稳定性受不好的影响，因此，通常在实际接入过程中，需要利用仿真模拟的结果来最后确定光伏系统电源的接入。

3.4对地区电网配电保护的影响

光伏分布式接入后，地区的电网影响还体现在配电网方面，其系统保护的特性会有所变动，还有其他一些装置也会有所影响，影响配电保护首先是，原有的电网结构是单电源辐射网，而接入后变为具有双电源甚至是多电源的拓扑网络结构。其次，接地回路受到变压器连接方式不同的影响，从而发生变化，继电保护的操作性能也会发生改变。光伏接入地区电网，由于并网光伏变换器对扰动有较为敏感的反应，因此需要设置一定的保护。

结束语：

随着新能源的开发建设，光伏发电得到了人们的关注，在推广光伏发电的过程中，国家给与了一定的优惠政策及补贴，以带动光伏发电的发展，分布式光伏大规模接入地区电网，对推动电力系统供电发展有很好的效果。分析光伏接入对电网产生的影响，能够更好的掌握其应用，确保电网运行安全。

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