光伏电站并网对配电网线损率影响的研究论文_茹静亮,李朝瑞,卫温强

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摘要:随着国家经济的快速发展,对能源的需求不断增加,为了缓解能源危机,需要加大太阳能光伏发电技术的研究力度,增强智能电网的实际作用效果。光伏电站并网方式的不同,产生的经济效益也有所差异。当选择集中型光伏电站作为主要的并网形式时,将会对原来的配电网线损率造成一定的影响。加上光伏电站工作时的发电功能具有动态变化性的特点,也会对配电网正常的工作造成一定的影响。因此,需要采取可靠的研究方法总结出光伏电站对配电网线损率影响的大致规律。

关键词:光伏电站并网;配电网线损率影响;研究

引言

光伏发电属于当前新型的能源产业,对开发新能源及促进能源节约具有重要价值。而结合目前实际情况,我国光伏产业发展采取大规模集中开采、中高压接入及分散开发方式,该种模式对提高光伏产业的利用效率发挥了重要的作用。但由于采取集中型光伏电站作为主要并网形式,在实际使用过程中难免造成配电线路损耗问题,对供电造成一定影响。因此,采取适当的方式加大对光伏产业并网过程中所造成的损耗问题应作为重点进行考虑与分析。而实现该问题,通过研究总结光伏电站并网对配电线路损耗的影响具有重要的价值及意义。

1配电网的线损率

结合配电网的整体架构,可以采取有效的方法对其中的配电线路进行有效地分析。在对配电网线损率的分析过程中,将整个的线路分为n段,并记录下每一段上的阻抗,即Ri+jXi。完成这样的工作后,应该按照一定的方式对所有的节点进行编号,并将其中的第一个节点视为电源母线,则所有节点对应的功率分别为:

由以上的计算公式可知,配电网线路工作时的传输功率与各节点电压有着紧密的联系。在对配电网线损率研究的过程中,技术人员也需要考虑其中的负荷功率。这样的工作机制客观地说明了光伏电站中的电源接入后,原来线路的传输功率与对应的电压将会发生改变,将会对配电网线损率造成一定的影响。常见的集中供电的配电网主要呈辐射状,决定了电压大小的变化趋势。当这种配电网处于稳定的工作状态时,其中的电压将会逐渐地降低,降低的方向为馈线潮流的方向。同时,随着馈线上传输功率的减少,各节点上负荷的电压将会逐渐地被提高,致使除馈线以外负荷节点处的电压出现了偏差。这些方面的基本内容,客观地说明了光伏电源的具体位置或者总容量的大小,与它实际工作中沿馈线方向负荷节点处被抬高的电压有着必然的联系。在不同节点电压的约束条件作用下,由于光伏电站容量的变化,致使不同支路上的功率流动方向发生了一定的改变。对于总容量非常大的光伏电池,很容易引起局部区域的潮流分布变化,进而影响配电网的网损。常见的影响光伏电站网损的主要因素包括:网络的拓扑结构;光伏电站作用下的节点位置;不同节点上负荷的容量大小。在计算系统总网损的过程中,首先需要根据不同线路损耗率的大小确定具体支路的功率损耗。目前计算配电网潮流的主要计算方法为前推回代带算法,具体的计算过程中需要确定参考负荷节点。这种计算方法的主要优势体现在:程序简单,具体的操作目标易实现;实际的计算速度快、效率高。但是,这种计算方法使用中对于不同节点的网络处理容易出现偏差,需要对某些重要的参数进行必要地修正。在光伏电站实际工作的过程中,线路损耗率的大小需要确定出光伏发电的容量大小,光伏电站容量的计算主要依靠的是线路带载率及负荷电压的大小等。

2光伏电站接入位置和容量与配电网线损率的关系

2.1光伏电站接入位置与配电网线损率的关系

具体来讲,光伏电量在不同节点下可能存在一定的变化,进而对配电网线损率造成一定程度的影响。故,对于线损率计算中,只有确定并网节点类型及对配电网馈线方向潮流进行分析与计算,才可实现对线损率计算的目的。对于此,相关人员在确定整个配电网系统潮流分布,在对输电网输电功率进行有效的计算。如以不同节点为研究对象,在霍尔并网光伏电站所需功率后,可将首端变电站与并网光伏电站进行结合,从而得出符合实际的功率大小。而基于当前技术的发展,利用计算机软件可实现对各馈线系统网损功率进行计算,从而对各计算结果进行必要评价与分析。通过查阅相关文献及资料,并结合各项数据测试结果表明,光伏电站接入位置、光伏电源的变化将对整个光伏产业配电网系统线路损耗率的产生一定影响及呈现先降低后升高的趋势。而该问题的讨论,可有效的确定光伏电站的选址问题,对于促进光伏产业的发展及推动新能源的高速利用具有一定的价值及意义。

2.2光伏电站接入容量与配电网线路损耗率的关系

通过研究发现,在选择节点为主要参考点时,通过对光伏电站接入容量进行评估与计算,从而可以得出配电网线路损耗的实际大小。同时,通过查阅相关资料及对各线路进行评估与分析得出,光伏电站电容不断增大时,配电网的线路损耗率将会逐渐呈现出先增加而后减少的趋势。这一结果可以说明支路潮流与光伏电站接入容量之间的关系,即随接入容量的逐渐增大会在一定时期内呈现出反相的情况,从而可以降低配电网线损率。而当将容量控制在某一范围内时,则处于供电系统自身因素,线路损率将呈现出增大的趋势。这一规律,在实际使用中应综合实际情况分析与应用。

结语

当光伏电源接入时,可以有效降低系统网损,网损的降低程度与光伏电源的接入位置和容量有关。对于辐射状链型支路来说,以网损最小为目标,满足电压约束的条件下,可以考虑在该支路中部附近并入光伏电站。在接入位置不变时,随着光伏电站并网容量的增大,系统总网损呈现出的变化规律是先减小后增大。这表明光伏电站的并网容量增大时,支路潮流可能发生反相,从而进一步减小系统的网损.但当其并网容量与该节点负荷和该节点附近负荷容量的比重达到一定数量时,系统的网损会增大。

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论文作者:茹静亮,李朝瑞,卫温强

论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期

论文发表时间:2019/3/27

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