光伏電站對中低壓線損的影響分析

劉巖 馬鵬宇 舒逸石

摘要：光伏電站的并網(wǎng)方式及所處的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不同，對電網(wǎng)造成不同程度影響。本文對光伏電站對中低壓線損的影響進行了闡述，根據(jù)其各自特點提出不同對策，為光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及利用提供技術(shù)參考和借鑒，有很強的實用價值。

關(guān)鍵詞：光伏電站;中低壓線損;網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

0 引言

光伏用戶消納方式包括“全部自用”、“全額上網(wǎng)”和“自發(fā)自用余電上網(wǎng)”三種，根據(jù)不同消納方式，并網(wǎng)計費模式不同，如圖1所示。

“自發(fā)自用余電上網(wǎng)”用戶設(shè)置兩塊表計，一塊計量表計，下行電量作為消費電費結(jié)算依據(jù)，上行電量作為銷售電費結(jié)算依據(jù)，一塊考核表統(tǒng)計發(fā)電量作為發(fā)電補貼計費依據(jù);“全部自用”用戶設(shè)置兩塊表計，一塊計量表計，只計下行電量作為電費結(jié)算依據(jù)，上行電量不統(tǒng)計，一塊考核表統(tǒng)計發(fā)電量作為發(fā)電補貼計費依據(jù);“全額上網(wǎng)”用戶設(shè)置一塊表計，只計發(fā)電量作為電費結(jié)算及發(fā)電補貼計費依據(jù)。

1 三種消納方式的光伏電站對中低壓線損的影響

1.1 全部自用的光伏電站對中低壓線損的影響

“全部自用”類光伏用戶數(shù)量較少，據(jù)中低壓線損計算口徑，對于消納方式為“全部自用”的用戶，不論用戶用電性質(zhì)，均不參與線損計算。

“全部自用”的光伏用戶，發(fā)電量能自行消納，對中低壓線損無影響;剩余發(fā)電量返送至中壓線路供其他用戶使用，但返送電量未統(tǒng)計計算，造成參與線路線損計算的供電量較實際使用量偏小、線路線損率偏低或負損。

1.2 全額上網(wǎng)的光伏電站對中低壓線損的影響

“全額上網(wǎng)”的用戶分為專線、專變及低壓三種方式并網(wǎng)。

1.2.1專線并網(wǎng)

專線并網(wǎng)直接并入變電站10kV母線，計量點在變電站側(cè)，減少了遠程輸送電量及變損，有利于降低中壓線損。

1.2.2專變并網(wǎng)

專變并網(wǎng)直接并入10kV線路，計量方式包括高供高計和高供低計。計量方式的區(qū)別，決定了變損計入中壓線路還是用戶承擔，對于高供高計，相應(yīng)變壓器損耗會計入用戶側(cè)，不會影響到線路線損;對于高供低計，返送電量時，變壓器損耗計入線路損耗，造成線路線損率偏大。

當前網(wǎng)內(nèi)變壓器配置多為降壓變，逆功率時將作為升壓變用，但變壓器設(shè)計需考慮功率損耗，初級線圈除傳遞到次級功率外，還提供銅損、鐵損、渦流等損耗，次級要增加線圈來抵消電壓損耗，且一、二次線圈的耐壓、耐流水平、線圈規(guī)格有不同標準，顛倒使用會增加變壓器損耗和降低可靠性。

1.2.3低壓并網(wǎng)

低壓并網(wǎng)直接并入公用配電變臺區(qū)400V線路，計量點在并網(wǎng)線路附近。發(fā)電量在本臺區(qū)可全部消納，減少了遠程輸送電量及變損，有利于降低本臺區(qū)線損;發(fā)電量在本臺區(qū)不能全部消納時，部分電量通過配電變返送至中壓線路，減少遠程輸送電量及變損，有利于降低本臺區(qū)線損，但變壓器上反損耗計入線路損耗，造成線路線損率偏大。

380V和220V“全額上網(wǎng)”光伏電站系統(tǒng)中單方向數(shù)據(jù)采集，即發(fā)電量，但光伏電站不發(fā)電時逆變器要用系統(tǒng)電量，該電量未采集收費，計入線損，每個逆變器用電量較小，對線損率影響較小，但逆變器體量較大，用電時間較長，導(dǎo)致?lián)p失電量逐年攀升，導(dǎo)致光伏電站存在其他用電現(xiàn)象。

1.3自發(fā)自用余電上網(wǎng)的光伏電站對中低壓線損的影響

“自發(fā)自用余電上網(wǎng)”用戶較多，分為專變及低壓兩種方式并網(wǎng)，對中低壓線損的影響基本上與“全額上網(wǎng)”的用戶相同，僅逆變器用電量已計入用戶用電量內(nèi)，無逆變器的用電損耗。

2 光伏電站對10kV線路損耗影響

2.1 10kV線路模型及線損公式

線路線損率=（線路供電量-線路用電量）/線路供電量×100%。其中：

線路供電量=P0正+P1反+P2反+P3反

線路用電量=P0反+P1正+P2正

2.2 光伏電站對10kV線路損耗影響分析

線路供電量=P0正+P1反+P2反+P3反-P0反

線路用電量=+P1正+P2正+P3正

經(jīng)分析，線路供電量減少P0反，導(dǎo)致線路線損率降低;而且P0反越大，線損率越低;線路用電量少了P3正（P3正為專變光伏用電量，基本上是一恒定值），導(dǎo)致線路線損增大，線損率增大，而且P0反越小，線損率越大。即線路反送電量較大時，10kV線路損耗減小;當線路反送電量極小或不反送時，10kV線路損耗增大。

2.3 10kV線路負損原因分析

主要出現(xiàn)在輕載且有分布式光伏反送的線路上，造成負損是因線路計量表計倍率誤差造成，10kV公共線路CT變比普通為400/5、500/5、600/5;計量表計倍率為8000、10000、12000;計量表計精確至0.01位，誤差電量最大為80、100、120度，反送電量低于最大誤差電量時，當日無法精確計算，造成線損率增大，尤其是輕載線路，當日電量越低，線損率越大;當電量數(shù)據(jù)積累到一定程度時當日數(shù)據(jù)上報，用電量大于供電量，線路損耗成為負損。

3 光伏電站對公用配電變臺區(qū)損耗影響

3.1 公用配電變臺區(qū)模型及線損公式

臺區(qū)線損率=（臺區(qū)供電量-臺區(qū)用電量）/臺區(qū)供電量×100%。其中：

臺區(qū)供電量=P0正+P2反+P3反

臺區(qū)用電量=P0反+P1正+P2正

3.2、光伏電站對10kV線路損耗影響分析

臺區(qū)供電量=P0正+P2反+P3反-P0反

臺區(qū)用電量=P1正+P2正+P3正

經(jīng)分析，臺區(qū)供電量減少P0反，導(dǎo)致臺區(qū)線損率降低;而且P0反越大，線損率越低;臺區(qū)用電量少P3正（P3正為全額上網(wǎng)光伏用電量，基本上是一恒定值），導(dǎo)致臺區(qū)線損增大，線損率增大，而且P0反越小，線損率越大。

光伏電站可導(dǎo)致配電變臺區(qū)損耗減小。當配電變臺區(qū)反送電量越大，配電變臺區(qū)損耗率越小;當配電變臺區(qū)反送電量極小或不反送時，配電變臺區(qū)損耗增大，但增大部分極小，不大于光伏所發(fā)電量由遠程輸送所產(chǎn)生的損耗，故配電變臺區(qū)損耗率降低了。

5 結(jié)論

根據(jù)光伏電站的并網(wǎng)方式及所處的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，制定不同對策以減少光伏并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響，結(jié)論如下：

1）全部自用光發(fā)電站的反向電量能夠?qū)е聯(lián)p率偏低或負損，所以應(yīng)對其進行統(tǒng)計，納入計算以還原線損的真實數(shù)據(jù);

2）高供低計變壓器上返電量的變損能夠?qū)е戮€路損耗增大，計算中應(yīng)增加理論變損;

3）全額上網(wǎng)光伏電站只有發(fā)電數(shù)據(jù)采集，沒有用電數(shù)據(jù)導(dǎo)致線損增大，應(yīng)完善系統(tǒng)，增加用電量采集并進行電費結(jié)算;

4）線損計算公式與實際情況不符造成計算線損不正常，應(yīng)修改系統(tǒng)計算公式，還原數(shù)據(jù)真實性。

參考文獻

[1] 杜強. 光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)線損率影響的研究重點探尋. 智能建筑與智慧城市. 2020

[2] 程成.光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)線損率影響的研究.山東工業(yè)技術(shù).2018