謝 梟，王若昕，沈丹青，何麗娜，陳汝科，楊凱帆，黃 婧

（1.國網(wǎng)湖北省電力有限公司鐘祥市供電公司，湖北鐘祥 431900；2.國網(wǎng)湖北省電力有限公司沙洋縣供電公司，湖北沙洋 448200）

引言

光伏發(fā)電是可再生能源的重要組成部分，由于其具有方便取能與清潔等優(yōu)點，越來越多的分布式光伏發(fā)電接入了電力系統(tǒng)。雖然可再生能源具有巨大的社會與經(jīng)濟效益，但光伏發(fā)電具有不穩(wěn)定等特性，因此對光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)的穩(wěn)定性分析具有重大意義。

截止目前，諸多學(xué)者對分布式光伏發(fā)電接入電力系統(tǒng)進行了研究。文獻[1]以某園區(qū)配電網(wǎng)為例，計算了光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)產(chǎn)生的電壓波動；文獻[2-4]則仿真分析了光伏發(fā)電并網(wǎng)后的網(wǎng)損變化趨勢，但未進行實例分析。為此，針對光伏發(fā)電介入對配電網(wǎng)低壓臺區(qū)線損的影響，進行了建模及仿真分析。

1 光伏發(fā)電的原理及并網(wǎng)典型方式

1.1 光伏發(fā)電原理

單個光伏電池可視為PN節(jié)點，當它被太陽光激發(fā)時，會產(chǎn)生一個電子-空穴對[4-6]。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能一般不能直接供人們使用，需要通過多個環(huán)節(jié)進行轉(zhuǎn)換和改進[7]。

1.2 光伏電源并網(wǎng)典型方式

分布式光伏發(fā)電低壓配電網(wǎng)的典型接入方式及特點如下[5,6]。

（1）380 V接入公共電網(wǎng)配電箱

當光伏發(fā)電采取這種方式接入電網(wǎng)時，其接入容量一般不大于 100 kW[7-8]。

（2）380 V接入公共電網(wǎng)配電室

采用這種接入方式時，接入容量一般為20 kW～400 kW。由于該模式并網(wǎng)容量大，不存在單相接入，在并網(wǎng)點安裝單相計量裝置即可。這種方法需要占用配電室或箱變的低壓出口開關(guān)。若預(yù)留位置不足，可能造成設(shè)備改造或新增而增加費用。這種方式一般由集體用戶應(yīng)用[9]。

（3）380 V接入用戶配電箱

采用這種接入方式，其接入容量一般不大于400 kW。由于這種方法需要優(yōu)先考慮用戶的內(nèi)部負載，安裝地址受用戶的用電地址限制[10,11]。

（4）380 V接入用戶配電室

采用這種方式并網(wǎng)的接入點是用戶配電室，并且事先要在電網(wǎng)連接點安裝一個雙向計量裝置[12-14]。

2 光伏發(fā)電接入模型的建立

配電網(wǎng)的線路損耗即在電能傳輸過程中線路上損失的電量，可表示為：

光伏發(fā)電接入后，設(shè)其額定功率為PPV。其接入后整個配電網(wǎng)的線路損耗可以表示為：

可得分布式光伏電源接入位置與臺區(qū)線損的關(guān)系函數(shù)為：

得出其極值點時的m為：

3 仿真結(jié)果及分析

選取節(jié)點數(shù)量為10個，電壓等級為380 V，節(jié)點負荷為8 kW，經(jīng)計算，分布式光伏電源接入前線路損耗為1.54 kW。選取節(jié)點5接入，然后對光伏電源接入容量的不同進行仿真分析，仿真結(jié)果如圖1所示。

圖1 線損變化

觀察圖1可得，光伏電源的接入會降低配電網(wǎng)的線損。上級電網(wǎng)所需電力逐漸減少，光伏電源分布較近，傳輸距離較短，因此電能損耗較小，降低了配電網(wǎng)的整體線損。當分布式電源容量超過配電網(wǎng)負荷時，所產(chǎn)生的電能不能全部就地消耗。向上一級電網(wǎng)反向輸電，減少配電網(wǎng)的線損。

圖2為線損變化，隨著電源節(jié)點位置的增加，線損呈現(xiàn)增加-減小-再增加的趨勢，在節(jié)點6處達到最低值。

圖2 線損變化

設(shè)置各節(jié)點的負荷情況如圖3所示，接下來進行分布式電源接入不同位置的仿真計算，計算結(jié)果如圖4所示。

圖3 各節(jié)點負荷情況

圖4 線損變化

從圖4可以看出，配電網(wǎng)在節(jié)點5接入時線損下降最大?？梢姺植际焦夥娫唇尤胛恢迷娇拷摵擅芗瘏^(qū)，降低整個配電網(wǎng)站場區(qū)線損的效果越好。

4 結(jié)論

光伏發(fā)電接入會降低配電網(wǎng)場區(qū)的線損，并且接入位置越靠近負荷密集區(qū)，降低整個配電網(wǎng)站場區(qū)線損的效果越好。