分布式光伏接入对配电网网络损耗的影响分析
   来源:现代电子技术     2021年01月15日 11:29

典型功能区分布式光伏接入对配电网建设改造的影响

何后裕 何华琴 李小双

摘 要: 为了明确分布式光伏并网对配电网网络损耗的影响,并给出合理的分布式光伏并网规划方案,首先总结了配电网网损的计算方法,并通过真实配电网作为算例,利用DIgSILENT仿真软件建立了包含光照和温度变化模型的光伏发电系统仿真模型。利用基于分布式光伏发电特性的仿真步长多样化连续潮流计算算法,仿真分析分布式光伏并网系统在不同接入位置和不同接入容量两种情况下系统的网络损耗变化趋势,最终得到了分布式光伏接入后配电网网络损耗的变化规律。该仿真分析结果可为配电网分布式光伏项目的规划建设提供科学的参考依据。

关键词: 分布式光伏; 配电网; 网络损耗; 仿真分析

中图分类号: TN911?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2014)06?0158?05

0 引 言

随着低碳经济发展,我国分布式光伏发电迎来了快速发展阶段。近年来,国家充分重视分布式光伏技术应用,出台的一系列法规、政策极大地推动了分布式光伏发电的发展。由于分布式光伏发电系统受天气情况的影响比较大,其功率输出具有随机性、波动性和间歇性等特点。因此,当大规模分布式光伏发电系统并网后,会给配电网运行带来各种各样的影响。分布式光伏的并网将很大程度地影响配电网潮流大小、方向,线路上的潮流分布情况决定了系统网络损耗的大小 [1]。分布式光伏并网给配电网带来的影响主要取决于电力系统的运行工况以及分布式光伏发电系统的并网及运行方案。

目前,国内外关于分布式光伏并网对配电网网络损耗影响方面的文献较少,文献[2?3]从改变分布式电源接入容量和接入位置的角度出发,讨论并研究了分布式电源并网对配电网网络损耗的影响;文献[4?5]在文献[2?3]的基础上,研究了DG的不同运行方式对系统网络损耗的影响。文献[6]从DG在不同接入位置的情况下,对系统的线路保护和重合闸的影响,并给出了相关研究结论。文献[7]研究认为若DG在负荷中心处并网,将会对系统电压分布有很大的影响,影响的大小取决于分布式电源的并网容量和并网位置。文献[8]研究了配电网网络损耗产生的物理分布机理。

国内外的相关研究中,专门针对分布式光伏并网对配电网网损的影响的研究比较少,因此,本文将根据分布式光伏并网的运行特点,利用DIgSILENT仿真软件对含分布式光伏并网的典型配电系统进行仿真分析,利用实际光伏项目的仿真结果,全面总结了接入分布式光伏后配电网网损的变化规律。

1 分布式光伏发电并网系统介绍

分布式光伏并网发电系统是通过把太阳能转化为电能,并通过光伏逆变器等电力电子装置将直流电变换为交流电后接入电网。为了提高分布式光伏发电系统并网运行的可靠性和安全性,光伏发电系统还需要最大功率跟踪环节和并网控制环节,以保证光伏阵列始终以较高的效率进行电能变换。光伏电池阵列、电力电子并网装置、最大功率控制等几部分构成了一个完整的光伏并网发电系统。并网光伏系统的结构如图1所示。

2 含分布式光伏接入的配电网网损计算

根据配电网线路上潮流流动的情况,与有功传输量相比,无功的传输量很小,因而网络损耗主要由有功功率的潮流决定。在分布式光伏系统并网前,配电网的潮流从电源到用户单向流动,但分布式光伏系统并网后,配电线路的潮流分布和电压分布都将发生变化,以1段输电线路为例,负荷模型采用恒功率模型[9],如图2所示。

分布式光伏系统在节点[i]处并网之前,第[k]段线路的网络损耗为:

分布式光伏在节点[i]处并网之后,分布式光伏的净注入功率为:

则第[k]段线路的网络损耗为:

式(3)中,[Sik]为接入分布式光伏电源后节点[i]的注入功率;[Ppv]和[Qpv]分别为分布式光伏电源的有功和无功;[Pik]和[Qik]分别为节点[i]的负荷的有功和无功;[Ui]为节点[i]的电压。

则分布式光伏系统接入前后配电网的网络损耗分别为[Ploss]和[Ploss′],计算式如下:

3 分布式光伏接入对配电网网络损耗的影响

传统的配电网属单端电源辐射状网络,潮流从电源到用户单向流动。分布式光伏系统的并网,会将传统的辐射状配电网结构变为多电源结构,潮流的大小和方向都将发生一定改变,潮流不一定单向地从变电站母线流向各负荷,有可能会出现回流和复杂的电压变化[7],进而带来配电网网络损耗方面的变化。具体来说,分布式光伏接入配电网,使得负荷分布和潮流变化呈现以下三种情况:

(1) 当分布式光伏发电系统的输出功率小于所有节点处的负荷需求时,分布式光伏系统的并网将不会改变配电网的潮流方向。

(2) 至少有一个节点处的负荷需求小于该节点处分布式光伏系统的输出功率,但系统的负荷总量大于该系统中分布式光伏发电的总输出功率。此时分布式光伏发电系统的并网有可能会使线路产生逆向潮流,从而增加某些线路的网络损耗,但整个系统的网络损耗可能会减小。

(3) 至少有一个节点处的负荷需求小于该节点处分布式光伏系统的输出功率,但系统的负荷总量小于该系统中分布式光伏发电的总输出功率。这种情况下,该系统将会通过变压器向上一级电网输送电能,目前这种情况是不允许的。因此,在现有相关规定对分布式光伏并网的审核和管理下,不会出现这种情况。

一般来说,线路上的功率流动越多,系统的网络损耗就会越大。当分布式光伏发电系统接入配电网后,分布式光伏的并网容量与系统负荷需求的相对大小、并网位置、运行模式、功率因数等因素都会改变系统线路上原有的潮流流动,并对网络损耗产生不同程度的影响。若从接入容量的角度考虑,当小容量的分布式光伏接入系统后,其输出的电能将使所在线路上网损减少。而若分布式光伏的容量足够大,以至于在满足负荷的基础上还能向电网倒送功率时,系统的网络损耗将有可能增加。总体来说,分布式光伏大多具有分布广、并网电压等级低、装机容量小等特点,其发电大多可以实现就地消纳。根据网络的拓扑结构和负荷需求,通过优化分布式光伏并网位置,合理设计并网容量,可减少配电网线路上的功率输送,降低网络损耗。

4 工程应用及效果分析

本文工程案例以泉州市南安阳光大地光伏项目作为分析对象。泉州市南安阳光大地光伏项目总装机容量为20 MW,共包含四个光伏子项目,综合考虑四个子项目并网的具体方案,选取并网方式较为典型的辉煌厂区光伏电站项目作为分析对象,对其进行建模仿真分析。分布式光伏的不同接入位置及不同接入容量,均对系统潮流流动有所影响,不同程度的改变了网损的变化。本节分析中,考虑辉煌厂区分布式光伏单点接入溪洲线典型供电模型不同位置和不同容量的情况,对光伏发电系统进行接入研究。

4.1 泉州阳光大地分布式光伏接入项目仿真模型建立

当以不同接入位置对其进行研究时,其接入容量取辉煌厂区光伏电站项目实际接入美林变溪洲线恒实支线bus3处的容量2.949 8 MW,分布式电源接入的具体位置以模型图中节点编号表示。以下所有分析过程中均以模型节点编号表示线路不同位置点。当以不同接入容量的变化对其进行研究时,其接入位置按照实际规划的接入位置bus3,接入容量按照110 kV美林变电站10 kV侧2#变所带线路总负荷1.525 16 MW的百分比变化,其中配电网参数见表1、表2、表3所示,典型供电仿真模型详见图3所示。

表1 变压器参数

4.2 泉州阳光大地分布式光伏接入项目对配网网络损

分布式光伏接入溪洲线不同位置时的网络损耗如图4所示。由图4和表4可知,单点接入分布式光伏之后,当接入bus1时网络损耗为0.983 354 MW,分布式光伏接入bus5时网络损耗最低,降至0.653 309 MW,降幅约为33.6%。分布式光伏单点接入典型线路模型不同位置对线路网络损耗的影响趋势整体是分布式光伏接入位置离线路末端越近,网络损耗越小。但由于分布式光伏接入容量为2.949 8 MW,小于溪洲线所带总负荷的大小,因此,根据分布式光伏接入位置的不同,网络损耗的变化趋势也不同,具体分析如下。

(1) 分布式光伏容量小于接入点位置下游线路所带总负荷

由表4可知,当分布式光伏接入bus1~bus5的情况下,分布式光伏容量小于接入点下游线路所带总负荷,因此在bus5之前,网络损耗的变化整体为递减趋势。但由于bus3和bus5所带负荷分别为4.13 MW、3.09 MW,均大于分布式光伏的容量,当分布式光伏接入bus3和bus5时,光伏所发电量全部被该支线负荷消纳,此时,减小了主干线路上的电能传输,因此,分布式光伏接入bus3和bus5时,网络损耗均比较小。

由上述分析可知,当分布式光伏容量小于接入点位置下游线路所带总负荷时,随着分布式光伏接入点离系统母线距离越远,系统的网络损耗整体呈下降趋势,且分布式光伏接入点所带负荷越接近分布式光伏容量,系统的网络损耗越小。

(2) 分布式光伏容量大于接入位置下游线路所带总负荷

由表4可知,分布式光伏接入bus6~bus10时,接入点下游线路所带总负荷小于分布式光伏的接入容量,且接入位置越靠后,所带负荷越小,当线路负荷小于分布式光伏的发电量时,线路上将会产生功率倒送,增大了线路上的功率流动,从而增大了网络损耗,由表4可知,当分布式光伏依次接入bus6~bus10时,网络损耗越来越大,但其网络损耗仍低于分布式光伏接入bus1时的网络损耗,因为分布式光伏接入位置越靠近末端,整条线路的电能传输距离越近,网络损耗也就越低。

由上述对分布式光伏不同接入位置对配网影响的分析可知,当分布式光伏的接入容量小于接入点下游线路所带总负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈下降的趋势,但若某接入点的负荷大小和光伏出力之差的绝对值越小,此时的网损也越小,且有可能出现局部极小值的情况。当分布式光伏的接入容量大于线路所带负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈现增加的趋势。

(2) 分布式光伏不同接入容量对配电网网络损耗的影响

根据阳光大地辉煌厂区光伏电站项目的实际规划建设情况,该项目以2.949 8 MW光伏发电接入美林变溪洲线恒实支线,即恒实陶瓷厂,在本节分布式光伏不同接入容量对配电网影响的分析中,分布式光伏全部按照实际情况,接入节点3恒实支线处,且接入容量按照溪洲线总负荷9.335 MW的百分比变化,仿真结果及数据如图5和表5所示。

由图5和表5可知,当无分布式光伏接入时,美林变电站2#变10 kV侧所带线路总的损耗为1.011 121 MW,分布式光伏的接入容量按照溪洲线总负荷的百分比递增,随着分布式光伏并网容量的增加,该系统的网络损耗越来越小,当分布式光伏接入容量等于溪洲线的总负荷时,光伏所发的电能完全由溪洲线自身消纳,且不需从系统额外获得电能。

此时,线路上流动的功率最小,网络损耗也最小。若分布式光伏接入容量继续增大,光伏所发电量除了供给溪洲线外,还有剩余,这种情况下,10 kV母线上会出现逆向潮流,增大了线路上的功率流动,网络损耗也随之增加。

5 结 语

本文根据并网光伏发电的出力特点,选取含分布式光伏并网的典型配电网系统,利用DIgSILENT软件对其进行建模仿真,根据仿真分析结果总结了分布式光伏接入配网对网络损耗的影响,可以得出以下结论:

(1) 分布式光伏不同接入位置对配电网网络损耗的影响

该种情况下,当分布式光伏的接入容量小于线路负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈下降的趋势,但若某接入点的负荷大小和光伏出力之差的绝对值越小,此时的网损也越小,且有可能出现局部极小值的情况。当分布式光伏的接入容量大于线路所带负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈现增加的趋势。

(2) 分布式光伏不同接入容量对配电网网络损耗的影响

分布式光伏的并网容量小于所接线路负荷功率需求时,随着光伏并网容量的增加,系统的网络损耗逐渐减小。分布式光伏的并网容量等于所接线路负荷功率需求时,此时,系统的网络损耗最小。分布式光伏的并网容量大于所接线路负荷功率需求时,随着光伏并网容量增加,电源上游馈线出现逆向潮流,线路功率流动增加,网络损耗随光伏并网容量的增加而增大。

参考文献

[1] 邹必昌,李涛,唐涛波.分布式发电对配电网的影响研究[J].陕西电力,2011(5):9?13.

[2] 李新,彭怡,赵晶晶,等.分布式电源并网的潮流计算[J].电力系统保护与控制,2009,37(17):78?81.

[3] 刘磊,江辉,彭建春.分布式发电对配电网网损和电压分布的影响[J].计算机仿真,2010,27(4):279?283.

[4] 刘鹏,马明,张俊芳.分布式电源对配网网络损耗影响的研究[J].现代电力,2008,25(6):27?30.

[5] 李晶.分布式发电系统对配电网网损影响的仿真研究[J].沈阳工程学院学报:自然科学版,2009(3):205?207.

[6] 孙鸣,余娟,邓博.分布式发电对配电网线路保护影响的分析[J].电网技术,2009,33(8):104?107.

[7] 王志群,朱守真,周双喜,等.分布式发电接入位置和注入容量限制的研究[J].电力系统自动化学报,2005,17(1):53?58.

[8] 鲍海,马千.电网线损的物理分布机理[J].中国电机工程学报,2005,25(21):82?86.

[9] 寇凤海.分布式光伏电源对配电网网损的影响[J].电网与清洁能源,2011,27(11):62?68.

4 工程应用及效果分析

本文工程案例以泉州市南安阳光大地光伏项目作为分析对象。泉州市南安阳光大地光伏项目总装机容量为20 MW,共包含四个光伏子项目,综合考虑四个子项目并网的具体方案,选取并网方式较为典型的辉煌厂区光伏电站项目作为分析对象,对其进行建模仿真分析。分布式光伏的不同接入位置及不同接入容量,均对系统潮流流动有所影响,不同程度的改变了网损的变化。本节分析中,考虑辉煌厂区分布式光伏单点接入溪洲线典型供电模型不同位置和不同容量的情况,对光伏发电系统进行接入研究。

4.1 泉州阳光大地分布式光伏接入项目仿真模型建立

当以不同接入位置对其进行研究时,其接入容量取辉煌厂区光伏电站项目实际接入美林变溪洲线恒实支线bus3处的容量2.949 8 MW,分布式电源接入的具体位置以模型图中节点编号表示。以下所有分析过程中均以模型节点编号表示线路不同位置点。当以不同接入容量的变化对其进行研究时,其接入位置按照实际规划的接入位置bus3,接入容量按照110 kV美林变电站10 kV侧2#变所带线路总负荷1.525 16 MW的百分比变化,其中配电网参数见表1、表2、表3所示,典型供电仿真模型详见图3所示。

表1 变压器参数

4.2 泉州阳光大地分布式光伏接入项目对配网网络损

分布式光伏接入溪洲线不同位置时的网络损耗如图4所示。由图4和表4可知,单点接入分布式光伏之后,当接入bus1时网络损耗为0.983 354 MW,分布式光伏接入bus5时网络损耗最低,降至0.653 309 MW,降幅约为33.6%。分布式光伏单点接入典型线路模型不同位置对线路网络损耗的影响趋势整体是分布式光伏接入位置离线路末端越近,网络损耗越小。但由于分布式光伏接入容量为2.949 8 MW,小于溪洲线所带总负荷的大小,因此,根据分布式光伏接入位置的不同,网络损耗的变化趋势也不同,具体分析如下。

(1) 分布式光伏容量小于接入点位置下游线路所带总负荷

由表4可知,当分布式光伏接入bus1~bus5的情况下,分布式光伏容量小于接入点下游线路所带总负荷,因此在bus5之前,网络损耗的变化整体为递减趋势。但由于bus3和bus5所带负荷分别为4.13 MW、3.09 MW,均大于分布式光伏的容量,当分布式光伏接入bus3和bus5时,光伏所发电量全部被该支线负荷消纳,此时,减小了主干线路上的电能传输,因此,分布式光伏接入bus3和bus5时,网络损耗均比较小。

由上述分析可知,当分布式光伏容量小于接入点位置下游线路所带总负荷时,随着分布式光伏接入点离系统母线距离越远,系统的网络损耗整体呈下降趋势,且分布式光伏接入点所带负荷越接近分布式光伏容量,系统的网络损耗越小。

(2) 分布式光伏容量大于接入位置下游线路所带总负荷

由表4可知,分布式光伏接入bus6~bus10时,接入点下游线路所带总负荷小于分布式光伏的接入容量,且接入位置越靠后,所带负荷越小,当线路负荷小于分布式光伏的发电量时,线路上将会产生功率倒送,增大了线路上的功率流动,从而增大了网络损耗,由表4可知,当分布式光伏依次接入bus6~bus10时,网络损耗越来越大,但其网络损耗仍低于分布式光伏接入bus1时的网络损耗,因为分布式光伏接入位置越靠近末端,整条线路的电能传输距离越近,网络损耗也就越低。

由上述对分布式光伏不同接入位置对配网影响的分析可知,当分布式光伏的接入容量小于接入点下游线路所带总负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈下降的趋势,但若某接入点的负荷大小和光伏出力之差的绝对值越小,此时的网损也越小,且有可能出现局部极小值的情况。当分布式光伏的接入容量大于线路所带负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈现增加的趋势。

(2) 分布式光伏不同接入容量对配电网网络损耗的影响

根据阳光大地辉煌厂区光伏电站项目的实际规划建设情况,该项目以2.949 8 MW光伏发电接入美林变溪洲线恒实支线,即恒实陶瓷厂,在本节分布式光伏不同接入容量对配电网影响的分析中,分布式光伏全部按照实际情况,接入节点3恒实支线处,且接入容量按照溪洲线总负荷9.335 MW的百分比变化,仿真结果及数据如图5和表5所示。

由图5和表5可知,当无分布式光伏接入时,美林变电站2#变10 kV侧所带线路总的损耗为1.011 121 MW,分布式光伏的接入容量按照溪洲线总负荷的百分比递增,随着分布式光伏并网容量的增加,该系统的网络损耗越来越小,当分布式光伏接入容量等于溪洲线的总负荷时,光伏所发的电能完全由溪洲线自身消纳,且不需从系统额外获得电能。

此时,线路上流动的功率最小,网络损耗也最小。若分布式光伏接入容量继续增大,光伏所发电量除了供给溪洲线外,还有剩余,这种情况下,10 kV母线上会出现逆向潮流,增大了线路上的功率流动,网络损耗也随之增加。

5 结 语

本文根据并网光伏发电的出力特点,选取含分布式光伏并网的典型配电网系统,利用DIgSILENT软件对其进行建模仿真,根据仿真分析结果总结了分布式光伏接入配网对网络损耗的影响,可以得出以下结论:

(1) 分布式光伏不同接入位置对配电网网络损耗的影响

该种情况下,当分布式光伏的接入容量小于线路负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈下降的趋势,但若某接入点的负荷大小和光伏出力之差的绝对值越小,此时的网损也越小,且有可能出现局部极小值的情况。当分布式光伏的接入容量大于线路所带负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈现增加的趋势。

(2) 分布式光伏不同接入容量对配电网网络损耗的影响

分布式光伏的并网容量小于所接线路负荷功率需求时,随着光伏并网容量的增加,系统的网络损耗逐渐减小。分布式光伏的并网容量等于所接线路负荷功率需求时,此时,系统的网络损耗最小。分布式光伏的并网容量大于所接线路负荷功率需求时,随着光伏并网容量增加,电源上游馈线出现逆向潮流,线路功率流动增加,网络损耗随光伏并网容量的增加而增大。

参考文献

[1] 邹必昌,李涛,唐涛波.分布式发电对配电网的影响研究[J].陕西电力,2011(5):9?13.

[2] 李新,彭怡,赵晶晶,等.分布式电源并网的潮流计算[J].电力系统保护与控制,2009,37(17):78?81.

[3] 刘磊,江辉,彭建春.分布式发电对配电网网损和电压分布的影响[J].计算机仿真,2010,27(4):279?283.

[4] 刘鹏,马明,张俊芳.分布式电源对配网网络损耗影响的研究[J].现代电力,2008,25(6):27?30.

[5] 李晶.分布式发电系统对配电网网损影响的仿真研究[J].沈阳工程学院学报:自然科学版,2009(3):205?207.

[6] 孙鸣,余娟,邓博.分布式发电对配电网线路保护影响的分析[J].电网技术,2009,33(8):104?107.

[7] 王志群,朱守真,周双喜,等.分布式发电接入位置和注入容量限制的研究[J].电力系统自动化学报,2005,17(1):53?58.

[8] 鲍海,马千.电网线损的物理分布机理[J].中国电机工程学报,2005,25(21):82?86.

[9] 寇凤海.分布式光伏电源对配电网网损的影响[J].电网与清洁能源,2011,27(11):62?68.

4 工程应用及效果分析

本文工程案例以泉州市南安阳光大地光伏项目作为分析对象。泉州市南安阳光大地光伏项目总装机容量为20 MW,共包含四个光伏子项目,综合考虑四个子项目并网的具体方案,选取并网方式较为典型的辉煌厂区光伏电站项目作为分析对象,对其进行建模仿真分析。分布式光伏的不同接入位置及不同接入容量,均对系统潮流流动有所影响,不同程度的改变了网损的变化。本节分析中,考虑辉煌厂区分布式光伏单点接入溪洲线典型供电模型不同位置和不同容量的情况,对光伏发电系统进行接入研究。

4.1 泉州阳光大地分布式光伏接入项目仿真模型建立

当以不同接入位置对其进行研究时,其接入容量取辉煌厂区光伏电站项目实际接入美林变溪洲线恒实支线bus3处的容量2.949 8 MW,分布式电源接入的具体位置以模型图中节点编号表示。以下所有分析过程中均以模型节点编号表示线路不同位置点。当以不同接入容量的变化对其进行研究时,其接入位置按照实际规划的接入位置bus3,接入容量按照110 kV美林变电站10 kV侧2#变所带线路总负荷1.525 16 MW的百分比变化,其中配电网参数见表1、表2、表3所示,典型供电仿真模型详见图3所示。

表1 变压器参数

4.2 泉州阳光大地分布式光伏接入项目对配网网络损

分布式光伏接入溪洲线不同位置时的网络损耗如图4所示。由图4和表4可知,单点接入分布式光伏之后,当接入bus1时网络损耗为0.983 354 MW,分布式光伏接入bus5时网络损耗最低,降至0.653 309 MW,降幅约为33.6%。分布式光伏单点接入典型线路模型不同位置对线路网络损耗的影响趋势整体是分布式光伏接入位置离线路末端越近,网络损耗越小。但由于分布式光伏接入容量为2.949 8 MW,小于溪洲线所带总负荷的大小,因此,根据分布式光伏接入位置的不同,网络损耗的变化趋势也不同,具体分析如下。

(1) 分布式光伏容量小于接入点位置下游线路所带总负荷

由表4可知,当分布式光伏接入bus1~bus5的情况下,分布式光伏容量小于接入点下游线路所带总负荷,因此在bus5之前,网络损耗的变化整体为递减趋势。但由于bus3和bus5所带负荷分别为4.13 MW、3.09 MW,均大于分布式光伏的容量,当分布式光伏接入bus3和bus5时,光伏所发电量全部被该支线负荷消纳,此时,减小了主干线路上的电能传输,因此,分布式光伏接入bus3和bus5时,网络损耗均比较小。

由上述分析可知,当分布式光伏容量小于接入点位置下游线路所带总负荷时,随着分布式光伏接入点离系统母线距离越远,系统的网络损耗整体呈下降趋势,且分布式光伏接入点所带负荷越接近分布式光伏容量,系统的网络损耗越小。

(2) 分布式光伏容量大于接入位置下游线路所带总负荷

由表4可知,分布式光伏接入bus6~bus10时,接入点下游线路所带总负荷小于分布式光伏的接入容量,且接入位置越靠后,所带负荷越小,当线路负荷小于分布式光伏的发电量时,线路上将会产生功率倒送,增大了线路上的功率流动,从而增大了网络损耗,由表4可知,当分布式光伏依次接入bus6~bus10时,网络损耗越来越大,但其网络损耗仍低于分布式光伏接入bus1时的网络损耗,因为分布式光伏接入位置越靠近末端,整条线路的电能传输距离越近,网络损耗也就越低。

由上述对分布式光伏不同接入位置对配网影响的分析可知,当分布式光伏的接入容量小于接入点下游线路所带总负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈下降的趋势,但若某接入点的负荷大小和光伏出力之差的绝对值越小,此时的网损也越小,且有可能出现局部极小值的情况。当分布式光伏的接入容量大于线路所带负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈现增加的趋势。

(2) 分布式光伏不同接入容量对配电网网络损耗的影响

根据阳光大地辉煌厂区光伏电站项目的实际规划建设情况,该项目以2.949 8 MW光伏发电接入美林变溪洲线恒实支线,即恒实陶瓷厂,在本节分布式光伏不同接入容量对配电网影响的分析中,分布式光伏全部按照实际情况,接入节点3恒实支线处,且接入容量按照溪洲线总负荷9.335 MW的百分比变化,仿真结果及数据如图5和表5所示。

由图5和表5可知,当无分布式光伏接入时,美林变电站2#变10 kV侧所带线路总的损耗为1.011 121 MW,分布式光伏的接入容量按照溪洲线总负荷的百分比递增,随着分布式光伏并网容量的增加,该系统的网络损耗越来越小,当分布式光伏接入容量等于溪洲线的总负荷时,光伏所发的电能完全由溪洲线自身消纳,且不需从系统额外获得电能。

此时,线路上流动的功率最小,网络损耗也最小。若分布式光伏接入容量继续增大,光伏所发电量除了供给溪洲线外,还有剩余,这种情况下,10 kV母线上会出现逆向潮流,增大了线路上的功率流动,网络损耗也随之增加。

5 结 语

本文根据并网光伏发电的出力特点,选取含分布式光伏并网的典型配电网系统,利用DIgSILENT软件对其进行建模仿真,根据仿真分析结果总结了分布式光伏接入配网对网络损耗的影响,可以得出以下结论:

(1) 分布式光伏不同接入位置对配电网网络损耗的影响

该种情况下,当分布式光伏的接入容量小于线路负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈下降的趋势,但若某接入点的负荷大小和光伏出力之差的绝对值越小,此时的网损也越小,且有可能出现局部极小值的情况。当分布式光伏的接入容量大于线路所带负荷时,随着分布式光伏接入位置离母线越来越远,网络损耗呈现增加的趋势。

(2) 分布式光伏不同接入容量对配电网网络损耗的影响

分布式光伏的并网容量小于所接线路负荷功率需求时,随着光伏并网容量的增加,系统的网络损耗逐渐减小。分布式光伏的并网容量等于所接线路负荷功率需求时,此时,系统的网络损耗最小。分布式光伏的并网容量大于所接线路负荷功率需求时,随着光伏并网容量增加,电源上游馈线出现逆向潮流,线路功率流动增加,网络损耗随光伏并网容量的增加而增大。

参考文献

[1] 邹必昌,李涛,唐涛波.分布式发电对配电网的影响研究[J].陕西电力,2011(5):9?13.

[2] 李新,彭怡,赵晶晶,等.分布式电源并网的潮流计算[J].电力系统保护与控制,2009,37(17):78?81.

[3] 刘磊,江辉,彭建春.分布式发电对配电网网损和电压分布的影响[J].计算机仿真,2010,27(4):279?283.

[4] 刘鹏,马明,张俊芳.分布式电源对配网网络损耗影响的研究[J].现代电力,2008,25(6):27?30.

[5] 李晶.分布式发电系统对配电网网损影响的仿真研究[J].沈阳工程学院学报:自然科学版,2009(3):205?207.

[6] 孙鸣,余娟,邓博.分布式发电对配电网线路保护影响的分析[J].电网技术,2009,33(8):104?107.

[7] 王志群,朱守真,周双喜,等.分布式发电接入位置和注入容量限制的研究[J].电力系统自动化学报,2005,17(1):53?58.

[8] 鲍海,马千.电网线损的物理分布机理[J].中国电机工程学报,2005,25(21):82?86.

[9] 寇凤海.分布式光伏电源对配电网网损的影响[J].电网与清洁能源,2011,27(11):62?68.

分布式 容量 负荷