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摘要：本文以分布式光伏电源为主线，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：配电网；分布式光伏电源；影响；网络损耗；应对策
引言
随着我国经济建设程度的不断加大，对电力的需求量逐渐升高，在人口增长、环境压力等多重因素作用下，电力的清洁性与高效性已经成为了研究重点课题，而分布式电源的应用对这一问题产生了较明显的解决作用。分布式光伏电源在与配电网联合使用时，具有较高的可靠性与经济性，但也会对配电网网损产生一定影响。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。
图 1 并网光伏系统发电结构
2分布式光伏电源的特点与分类
2.1环境效益高
在发电过程中分布式光伏电源不会产生较大噪声，且对水源及空气的污染程度较低，但在具体运用过程中需注意对周边城市环境的协调。在使用分布式光伏电源时，需在清洁能源的利用时考虑到周边居民的生活质量。
2.2输出功率较小
传统集中式电站在输出功率上可达到百万千瓦，只有形成大规模状态才可达到经济效果。而光伏发电采用模块化设计方式，因此规模不需要过大便可达到一定经济性，且可根据场地具体情况对光伏系统容量加以调整。通常来说，分布式光伏电源项目容量可控制在几千瓦之内，相对于集中式电站而言，光伏电站在发电效率上并不会明显受到电站大小的影响，因此在经济上较为稳定，在投资性价比上较高。
2.3能量密度较低
能量密度较低是分布式光伏电站的一大缺陷，其每平方米的功率仅在100瓦左右，加上相关光伏组件的安装以及安装位置的限制，因此难以在用电紧张上起到明显作用。但由于分布式光伏电源在白天发电效率最高，而此时正是用电高峰，因此可在一定程度上对用电紧张问题达到缓解作用，但不能根本解决。
2.4发电技术分类
分布式电源在发电技术上可分为以下几种模式：
①风力发电。通过太阳辐射在地球各部分引起的气压容差差异而产生空气运动，利用风能实现发电。②燃料电池。这种方式能够将化学能直接转变为直流电能，并且在等温状态下完成，具有噪音低、污染小、洁净、转化率高的优势，既适合分散供电也适合集中供电。③往复式内燃机。通过气缸内部的燃料燃烧实现热能的转化，从而达到发电效果。④太阳能。通过光化学转换、光电转换以及光热转换实现太阳能发电。
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，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配电网网损的应对策略
4.1探寻变化规律
在分布式电源实际运作中观察其负荷变化情况，通过长时间观察找出其变化规律，若无法发现明确规律则可大致推断。对于能源使用问题，可制定能源种类达到对能源的更高利用效率。对于用户与使用量之间的冲突问题，可采用地域划分或强制规定方式，提升分布式电源的控制效果。
4.2加强系统监控
在分布式光伏电源工作过程中监控配电网络的系统运作情况，若发现问题及时上报管理者并采取措施，对系统实现完善化的保护。分布式光伏电源影响配电网网损，在最终结果上有好有坏，管理者可通过对分布式电源位置的调节来减轻损耗的波动。
4.3降低影响程度
对于电能质量受到分布式电源的影响，通常影响无法完全消除，但能够通过限制分布式光伏电源逆变器的容量，减少谐波共振次数，从而减轻对电能质量的影响。同时，可在低压配电网络中应用电压调节器或调压变压器，在这些设备的使用下加强对重负荷时间段的调节，通常调节时间在夜间或是午间时分。
4.4控制电压波动
操作者可调节有载调压变压器的分接头，从而降低分布式光伏电源造成的电压波动。但当配电网末端电压存在越限状态时，这一操作并不能达到有效处理程度。另外，若对有载调压变压器的抽头频繁调节，可能会影响到抽头的运行寿命以及控制效果。
5结语
分布式光伏电源具有群发性与不连续性特点，属于间歇式电源的一种，在接入配电网之后，配电网会由原本的单端辐射型网络转变多端系统，更具复杂性。在接入配电网之后，分布式光伏电源会对配电网的各个方面产生影响。配电网受到分布式光伏电源的影响有好有坏，研究者应将不良影响加以控制，降低影响程度，实现能源的最高利用率
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论文作者:冯伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/15
标签：分布式论文; 光伏论文; 系统论文; 电源论文; 配电网论文; 负荷论文; 网络论文; 《电力设备》2017年第20期论文;