分布式光伏电源接入对配电网网损的影响分析

李庚万

摘要：分布式光伏电源接入配网系统，势必将对配网网损带来一定影响，具体的影响程度与配网自身的参数以及负荷水平等密切相关，也与光伏电源的有功出力、功率因数等关联密切。本文重点分析了分布式光伏电源有功出力和功率因数对配网网损的影响。

关键词：分布式光伏电源;配网网损;影响

分布式光伏电源功率输出体现出一定的随机性、变化性等特点，而且电源有功出力也将随着客观天气、环境等的变化而改变。所以，分布式光伏电源接入配网，将导致配网系统难以控制，使得配网潮流方向与大小等受影响，所有影响所导致的后果都和电力系统运行工况、光伏电源自身等密切相关。分布式光伏电源有功出力、功率因数等都会极大地影响配网网损。

1  分布式光伏电源接入对网损影响的原理

以往的配网网损计算通常只参考负荷因素，随着分布式光伏發电电源系统接入配网系统，实际的网损计算则要考虑到其他的关联性因素，例如：光伏发电系统的容量、以及此系统和负荷节点间的空间布局特点以及位置关系等。这是因为当分布式光伏发电系统接入配网，配网系统从最初的单电源辐射网络逐渐升级成用户之间互联、多电源提供电能的薄弱的环形网络，通过对配网潮流分布的计算可以总结出，当分布式光伏电源系统接入配网后，配网的潮流分布势必会发生颠覆性变化，绝非是单纯地单方向地自变电站母线朝着负荷节点流动，其中的电流大小、电流方向等都难以预测，出现这些问题都必然会对配网网损带来影响。

配网系统内无功传输量和有功传输量对比起来更小，所以，线损一般由有功潮流来决定，分布式光伏电源正式接入配网之前，配网有自身的潮流流向，具体为：自变电站朝用户端流动，也就是从送电端逐渐朝着受电端流动，然而，当分布式光伏电源同配网连接，使得配网系统的电压分布与潮流流向等都有所改变。可以将配网网损变化率作为评价分布式光伏电源接入对配网网损影响的一个指标，通常来说，网损变化率的绝对值越大，意味着配网网损越容易收到分布式光伏电源的影响，而且，网损变化率小于0时，配网网损对应下降，相反，网损变化率大于0，说明配网网损在上升。

2  分布式光伏电源接入对配电网网损的影响

2.1对不同R/X的配网网损影响

分布式光伏电源的有功注入水平如果≦60%，当配网R/X不断上升，配网网损变化率朝着负向上升，从而使得网损降低，其中R/X数值越大，对应的分布式光伏电源有功注入对网损的控制程度越大，若R/X不变，则显示出：当分布式光伏电源有功注入水平达到40%时，网损得到最大控制。若分布式光伏电源以滞后功率因数运转，结果显示，依然是当分布式光伏电源有功注入水平为40%时，网损降低程度最大。若R/X< 临界值，则发现有功注入的20%和60%相比，前者能够更好地减少网损;若R/X>临界值，则呈现相反效果。其中分布式光伏电源功率因数和临界值之间成反比关系，前者越大后者越小。当分布式光伏电源有功注入水平达到80%，此电源则以滞后功率因数运行。若R/X<临界值，配网网损对应上升，相反，若R/X>临界值，网损下降。分布式光伏电源如果以超前功率因数工作，网损变化率变大，使得网损也上升。

2.2 对不同负荷水平的配网网损影响

由于负荷水平的持续上升，如果分布式光伏电源有功注入水平很小，只有20%，将导致网损变化率稍微上升，意味着网损上升，其他水平之下的有功注入都会让网损变小，其中当有功注入水平达到80%时，网损变化率达到0，意味着此时网损严重，网损正在上升。同等的有功注入条件下，分布式光伏电源以超前功率因数运行模式下，网损变化率更大，而且当分布式光伏电源有功注入水平≦60%时，则显示出：滞后功率因数运行状态的网速变化率更大。最终显示：当分布式光伏电源的有功注入水平为40%时，网损控制程度最佳，此时的网损为最小。

2.3 对不同负荷功率因数的配电网总损耗影响

若分布式光伏电源按照滞后功率因数运行，同时，对应的有功注入水平更小时，也就是当有功注入水平为20%时，则显示出：即便负荷功率因素持续增加，网络损耗的变化率负向逐渐上升，意味着网损正在变小，然而，当分布式光伏电源有功注入水平逐渐变大，分别达到40%与60%，负荷功率因数逐步增加，对应的网损变化率首先负向上升，再正向上升，这就意味着负荷功率因数增加时，网损不容易被降低;相反，若分布式光伏电源水平较高，达到80%，由于负荷功率因数的增加，网络损耗变化率也在直线上升，从负数变成正数，这意味着网损经历了从下降到上升的过程，同时，功率因数越高，对应的网损增加越大。功率因数达到1时，有功注入水平≦60%时，网损变化率则呈现为负向增长，意味着当负荷功率因数上升时，网络损耗对应下降，若有功注入水平上升，达到一定高度80%时，网损变化率则将随着负荷功率因数的变大而上升，从负数变成正数，意味着分布式光伏电源接入以后，网损经历了先下降再上升的过程。

如果分布式光伏电源按照低超前功率因数运转，同时，其有功注入水平为20%较低时，网损变化率将跟着负荷功率因数变化，通常是后者越高前者负向增加越大，意味着网损逐正在下降;相反，分布式光伏电源有功注入水平变大，分别达到40%，60%时，网损变化率也将随着负荷功率因数逐渐变化，一般来说，后者越高前者的负向增加值越小，甚至接近于0，这意味着接入分布式光伏电源，网损经历了从上升再下降的过程，如果分布式光伏电源水平上升时，达到80%，负荷功率因数逐渐增加时，网损变化率也随之发生变化，一般将经历从增加再下降的过程，然而，此时无论怎么变，网损变化率也要超过0，这就意味着分布式光伏电源接入以后，网损对应上升。

2.4 分布式光伏电源出力变化对配网有功损耗影响

根据实验研究显示：当光伏电源出力水平在不断变化时，也就是位于1%-100%范围内浮动时，不管光伏电源采取的是超前功率因数还是滞后功率因数，配网网损都将改变，具体的变化情况呈现为：开口向上的抛物线型，光伏电源出力水平下降，在62%以下时，光电电源则能有效地控制配网网损，此时，光伏电源功率因数位于-0.95和0.95范围内浮动，终究会出现一个光伏电源出力水平，使得配网网损最低。若光伏电源出力水平超出特定限值，不仅不能控制网损达最小，还可能让网损更严重，从而导致光伏电源对配网网损带来不良影响，此时的限值和光伏电源功率因数大小密切相关。

从以上分析看出，光伏电源的接入，对网损能带来一定的影响，如果导致网损上升，就要在确保光伏电源出力水平恒定前提下，对应调整功率因数，以此来控制网损的上升，然而，具体的调节程度相对有限，若不能凭借光伏电源功率因数的调节来达到降损的目的，则可以通过限制光伏电源出力水平来实现。

3  结语

分布式光伏电源的接入对配网网损有一定的影响，网损变化率能够判断出分布式光伏电源对网损的影响程度，分布式光伏电源的接入，使得网损变化和光伏电源出力水平、功率因数等关联密切，配网参数上升对应网损下降。当配网负荷逐渐上升，光伏电源有功注入水平将使得网损少许上升，分布式光伏电源有功注入水平变大时，网损将急剧上升。此外，如果配网以不同的负荷功率因数运行，光伏电源接入后，网损水平则和光伏电源功率因数以及有功注入水平密切相关。

参考文献：

[1] GB/T 50865-2013. 光伏发电接入配电网设计规范[S].2014.

[2] 王斯成.中国光伏发展报告[M].中国环境科学出版社，2007.

[3] 赵全乐.线损管理手册[M].中国电力出版社，2007.

[4] 唐亮.分布式电源的分类及对配电网的影响[D].合肥工业大学，2007：15-21.

[5] 马晓博，戚连锁.分布式光伏电源对配电网短路电流和静态电压影响的仿真分析[J].海军工程大学学报，2016（01）：20-24+80.

（广东电网有限责任公司江门台山供电局，广东 台山 529200）