分布式光伏發(fā)電對(duì)電能采集及線損的影響

孫延斌

（鄭州祥和集團(tuán)有限公司鞏義分公司，河南 鞏義 451200）

本文首先闡述了居民光伏發(fā)電并網(wǎng)電能計(jì)量的方案和接入方式，然后對(duì)居民光伏發(fā)電并網(wǎng)電能采集進(jìn)行概述，最后分析居民分布式光伏發(fā)電對(duì)電能采集及線損的影響，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)行業(yè)提供借鑒。

一、居民分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)電能計(jì)量

（一）計(jì)量方案

目前，可供光伏發(fā)電選擇的電能消納方式有如下幾種：一是全部自用；二是部分自用剩余部分上網(wǎng)；三是全部上網(wǎng)。目前，在某些地區(qū)，居民光伏發(fā)電所采用的電能消納方式就是全部上網(wǎng)。居民光伏發(fā)電的計(jì)量方式和結(jié)算方式與傳統(tǒng)方式相比存在較大的差別，具體表現(xiàn)為光伏發(fā)電計(jì)量方式為分別計(jì)量且獨(dú)立結(jié)算，電網(wǎng)會(huì)根據(jù)國(guó)家規(guī)定的價(jià)格，對(duì)居民光伏發(fā)電進(jìn)行收購(gòu)和出售。與此同時(shí)，光伏發(fā)電需要安裝兩類(lèi)電能表，分別為并網(wǎng)計(jì)量表和關(guān)口計(jì)量表。其中關(guān)口計(jì)量表的作用為計(jì)算用戶(hù)與公共電網(wǎng)間的電能量；而并網(wǎng)計(jì)量表的作用是對(duì)發(fā)電能量和電價(jià)補(bǔ)貼進(jìn)行統(tǒng)計(jì).

（二）計(jì)量的接入方式

目前，雙電表計(jì)量方式已經(jīng)在我國(guó)一些省份地區(qū)得到了應(yīng)用。通過(guò)分開(kāi)計(jì)量的方式，將居民用電與光伏發(fā)電相區(qū)分。

二、居民光伏發(fā)電并網(wǎng)電能采集

用電信息采集系統(tǒng)是對(duì)電力用戶(hù)的電能量信息進(jìn)行采集、處理和實(shí)時(shí)監(jiān)控的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)購(gòu)供售電能量信息自動(dòng)采集、計(jì)量在線監(jiān)測(cè)、線損統(tǒng)計(jì)分析、需求側(cè)管理、電力用戶(hù)雙向互動(dòng)等功能。目前河北公司是在用電信息采集系統(tǒng)中開(kāi)發(fā)了分布式電源管理功能模塊，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)居民光伏發(fā)電用戶(hù)的并網(wǎng)監(jiān)控以及效益分析。

（一）數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)過(guò)程

居民光伏發(fā)電用戶(hù)的檔案全部在營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)建立，然后從營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)發(fā)起流程，通過(guò)接口程序通知采集系統(tǒng)。采集系統(tǒng)接收到通知后觸發(fā)采集調(diào)試流程，最后根據(jù)需要采集的數(shù)據(jù)項(xiàng)配置采集任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集。

（二）采集的數(shù)據(jù)項(xiàng)

分布式電源管理功能模塊能夠?qū)崟r(shí)采集正反向電能量、有功功率、電壓、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)和掌握分布式電源的運(yùn)行情況。除此之外，還能提供對(duì)總當(dāng)日發(fā)電能量、日平均發(fā)電能量、總收益、總成本、壽期益本比等指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析，并能根據(jù)分析數(shù)據(jù)建立回收成本時(shí)間的數(shù)據(jù)模型，可有效提高對(duì)分布式電源的綜合管理水平.

三、居民分布式光伏發(fā)電對(duì)線損的影響

（一）居民分布式光伏電源接入對(duì)線損的影響

居民分布式光伏電源在進(jìn)入電網(wǎng)之后，會(huì)改變整個(gè)電網(wǎng)潮流分布和功率的流動(dòng)方式。研究結(jié)果表明，居民分布式光伏電源接入電網(wǎng)，能夠使線損降低。假設(shè)電網(wǎng)線路的電壓保持不變，且不考慮光伏電源接入帶來(lái)的電壓變化，對(duì)光伏電源接入容量、位置和線損之間的關(guān)系進(jìn)行分析。假設(shè)接入光伏電源的容量為P W+jQ W，線路整體的阻抗為，R+jX，電源接入位置到送電端的距離占線路總長(zhǎng)的比例為k%。光伏電源在接入電網(wǎng)后，對(duì)線損的影響，會(huì)在接入位置和容量上得以體現(xiàn)。由此可知，居民分布式光伏發(fā)電對(duì)電能采集及線損的影響有兩種不同的情況，一種是減少線損，另一種是增加線損。而線損增加量的多少，會(huì)受到四種條件的影響，一是光伏發(fā)電電源的接入位置；二是接入容量；三是電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；四是負(fù)荷分布。

（二）光伏電源容量對(duì)線損的影響

為保證線損只會(huì)受到光伏電源容量的影響，首先要使供電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)始終保持在穩(wěn)定的狀態(tài)，只有這樣，才能在分析光伏電源容量對(duì)線損的影響時(shí)，不考慮電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)影響。在分布式光伏電源接入的情況下，假設(shè)電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)光伏發(fā)電的電源量達(dá)到最高值時(shí)，需要將其并入電網(wǎng)，從而采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在對(duì)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，可以得到以下幾個(gè)結(jié)論：（1）將分布式光伏電源接入電網(wǎng)，可以產(chǎn)生一定的并網(wǎng)容量，有利于減少電網(wǎng)的線損，但如果容量超過(guò)臨界值，那么會(huì)起到適得其反的效果。在進(jìn)行實(shí)證分析后，對(duì)最終結(jié)論進(jìn)行了確定：如果分布式光伏電源容量超出電網(wǎng)承載負(fù)荷時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致線損的增加，反之則亦然。（2）在線損率不變的情況下，此時(shí)的分布式光伏電源容量達(dá)到了最佳值。但這一階段的電源容量卻容易受到外界因素的影響，其中最為關(guān)鍵的影響因素為電網(wǎng)網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)和承載負(fù)荷，二者之間的關(guān)系為正向關(guān)系；此外，最佳容量值還會(huì)受到電網(wǎng)變壓器與光伏電源注入節(jié)點(diǎn)之間距離的影響，二者呈反向關(guān)系，簡(jiǎn)言之距離越遠(yuǎn)，電源最佳容量值越大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光伏電源最佳容量值最好為電網(wǎng)負(fù)荷值的31%左右，只有電源容量接近這個(gè)數(shù)值，居民分布式光伏才能對(duì)線損起到積極的影響，如果低于或高于這個(gè)數(shù)值，則會(huì)增加線損。

（三）光伏電源位置影響

假設(shè)光伏電源容量不會(huì)發(fā)生變化，恒定為20mW，且分布式光伏電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的間距相同，不考慮電站聯(lián)絡(luò)線等因素對(duì)線損的影響，以降低計(jì)算的難度。在上述條件下，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式，對(duì)光伏電源位置對(duì)線損的影響進(jìn)行分析，得知，光伏電源最佳接入位置容易受到多種因素的影響。

（四）竊電現(xiàn)象影響臺(tái)區(qū)線損

隨著光伏發(fā)電的迅速發(fā)展，通過(guò)光伏發(fā)電項(xiàng)目竊電現(xiàn)象業(yè)已凸現(xiàn)。因全額上網(wǎng)反向電能量不采集，用戶(hù)通過(guò)增加開(kāi)關(guān)及部分電線，由光伏設(shè)備至上網(wǎng)表中間接線至家中竊電。一是，在光伏不發(fā)電的情況下，但因上網(wǎng)表計(jì)反向電能量不采集，用電不計(jì)量；二是在光伏發(fā)電情況下，又不影響全額上網(wǎng)。這種竊電一般不容易發(fā)現(xiàn)，隱蔽性較強(qiáng)，存在極大的竊電風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)引起足夠重視。

（五）光伏電源接入電壓等級(jí)對(duì)線損的影響

光伏電源接入的電壓等級(jí)也會(huì)對(duì)線損率造成影響，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行證明。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要注意以下方面的事項(xiàng)：（1）保持電網(wǎng)架構(gòu)不變；（2）選擇合適的接入點(diǎn)；（3）保持光伏并網(wǎng)數(shù)據(jù)和參數(shù)的一致性；4）為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確，光伏并網(wǎng)最低取值為當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)負(fù)荷的37%。

結(jié)語(yǔ)

在保持參數(shù)不變的前提條件下，電壓等級(jí)與電網(wǎng)線損率呈反比關(guān)系，電壓等級(jí)越低，線損率越高；反之，電壓等級(jí)越高，線損率越低。