摘要：分析分布式电源接入对配电网损耗的影响，对不同容量分布电源处于不同系统位置时配电网的损耗情况进行分析，得出影响的规律，给出科学规划设计分布式电源接入容量及接位置的依据。
1.引言
分布式电源是指接入35千伏及以下电压等级、位于用户附近、以就地消纳为主的电源。我国分布式电源主要有分布式光伏、分散式风电等小型电源。2016年，我国《能源发展“十三五”规划》提出，要坚持集中开发和分散利用并举，高度重视分布式能源的发展，在国家产业政策的支持引导下，分布式电源得到了快速的发展。分布式电源的接入会改变原有网络的分布形式，线路潮流不再是单方向地从电源母线流向各个负荷，其大小和方向要取决于分布电源的并网情况，因此线路损耗也较原网络发生改变。分布式电源一般在用户侧并网，因此它的接入会改变系统负荷分布，分布式发电可能增大也可能减小系统损耗，这不仅和负荷有关，同时还与分布式电源的容量和具体位置以及网络的拓扑结构紧密相关。
2.配网网损计算
2.1不含分布式电源时的网损计算
由于线路阻抗的存在，配电网不可避免的会产生网损，网损主要体现在有功损耗上。对于配电网中某条馈线的网损取决于流过该馈线的电流及其线路电阻的 大小，因此减小馈线的电阻和电流均可减小网损。
传统配电网主要是单向供电，其简化等效供电模型如图1所示。
图 1 不含分布式电源的供电模型
其中，线路电压等级为 U，线路长度为 L km，单位长度线路阻抗为 r+jxΩ/km，从配电网流出电流为 ID，流入负荷电流为 IL，系统发出有功功率为 PD、发出无 功功率 QD，负荷有功功率为 PL、负荷无功功率 QL。Ploss1 为不含 DG 的线路网损.
2.2 含分布式电源时的网损计算
Ploss2 为含分布式电源的线路网损，分布式电源接入后，网络损耗分为两部分，一部分为配变终端与 分布式电源之间的线路损耗记为 PlossA，另一部分为 分布式电源与负荷之间线路的损耗记为 PlossB，其简化等效 供电网络如图2所示。分布式电源接入点距离负荷点位置为 l2，发出的电流为 IG。
图2 含 分布式电源（DG）的供电模型
图中 ID 为电网系统注入的馈线电流、IL 为负荷电流、IG 为分布式电源注入配 电网的电流、l1 为母线到分布式电源的电气距离、l2 为分布式电源到负荷的电气 距离。假设负荷以固定功率因数运行，且馈线各处电压相同，则线路网损为：
分布式电源输出的有功功率 PG，输出无功功率为 QG。分别对两部分网损进行计算，且在计算时假定另一部分网损为零，且分布式电源接入前后负荷侧电流不变，则对于两 部分的网损 PlossA 与 PlossB 为
3 分布式电源对网损影响的理论分析
根据计算可以看出分布式电源接入的位置、接入的容量以及接入点的负荷容
量与分布式电源容量的相对大小是分布式电源接入电网后电网配电损耗变化情 况的决定因素。
3.1 分布式电源容量和接入点负荷容量的大小关系对网损的影响
分布式电源接入电网后，根据其不同的运行方式，必然使得电网中各支路的潮流将不只是单向流动。一般来说，分布式电源都安装在负荷附近，因此它的接 入会改变系统负荷分布，按照接入点的负荷容量和分布式电源容量的大小关 系，大体上有三种情况：
1.分布式电源出力小于任何节点的负荷量，此时分布式电源的引入使配 电网中所有线路的损耗减小。
2.分布式电源出力仍然小于系统负荷总量，但并非所有负荷节点的负荷 量都大于分布式电源出力，这种情况下分布式电源的接入仍可以减少系统总损 耗，但有可能导致某些线路网损增加。
3.分布式电源出力大于系统负荷总量，但并非所有负荷节点的负荷量都 小于分布式电源出力，这种情况下分布式电源对系统损耗的影响要分情况讨论，若 PS<PDG<2PS（PDG 为分布式电源的总出力，PS 为系统负荷总量），则分布式电 源的并网减小线路网损，若 PDG>2PS，则会使线路网损增加。
对于情况（1），分布式电源的接入减小了各支路功率的传输，因此必然会使得电网配电损耗降低；对于情况（2），分布式电源的接入会使得至少一条支路的 传输功率增大，导致输电损耗增加，但全网输电损耗的总和会有所下降；对于情 况（3），如果分布式电源容量总和小于负荷节点负荷容量总和的两倍，情况跟（2）大体相似，否则，全网的输电损耗总和会由于分布式电源的接入而增大。
3.2.分布式电源容量大小和分布式电源接入位置对网损的影响
分布式电源接入对网损的影响不但与负载等因素有关，同时还与分布式电源的容量大小和分布式电源的接入位置有相关：
1.对于引入相对负荷小容量的 分布式电源，配置在配电线的末端附近可以大幅度的减少配电线上损耗，同时对配电线上电压影响不大；
2.对于引入相对负荷大容量的 分布式电源，配置在配电线路中部可以最大程度的减少损耗，同时对于配电线上的电压支撑的 效果最好，有益于改善配电线的电压水平；
3.对于分布式电源容量大于负荷的情况，应该 尽可能将 分布式电源配置在临近的地区性变电站，否则很可能反而增大配电线损耗。
3.3 分布式电源无功输出的影响
为了减少网络损耗，分布式电源既输出有功又输出无功的工作模式要比只输出有功的工作模式效果要好很多，因为前者有助于减少配电线上流动无功电流，进 而减少无功电流引起的损耗。但在这种工作模式下配置时要考虑的问题是，当分布式电源的容量可以满足负荷要求时，将反向上一级电网输电，这时配电线上电压有越界的危险，需要协调配电网的调压设备来避免这种危险情况的发生。
对于分布式电源工作模式可以保持接入位置电压幅值保持恒定的情况，虽然 对配电线电压可以起到支撑的作用，随着分布式电源容量的增加，网损减少程度将很快趋向于饱和；对于这样小容量的分布式电源可以配置在配电线的末端，而大容量 分布式电源这样的配置对于减少网损是不利的。
4.结束语
本文通过分析分布式电源接入对配电网损耗的影响，对不同容量分布电源处于不同系统位置时配电网的损耗情况进行分析，得出影响的规律。可见，分布式电源接入配电网，应结合所接配电线路的总负荷情况、负荷分布情况，科学的选择分布式电源的装机规模和接入位置，以降低电能损耗，并提高配网电压质量。
作者简介：
黎敏（1982-），女，本科，高级工程师，广西大学电气工程学院。
论文作者:黎敏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/3
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