分布式光伏接入对配电网网络损耗的影响分析.docx

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分布式光伏接入对配电网网络损耗的影响分析

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何后裕何华琴李小双

摘要：为了明确分布式光伏并网对配电网网络损耗的影响，并给出合理的分布式光伏并网规划方案，首先总结了配电网网损的计算方法，并通过真实配电网作为算例，利用DIgSILENT仿真软件建立了包含光照和温度变化模型的光伏发电系统仿真模型。利用基于分布式光伏发电特性的仿真步长多样化连续潮流计算算法，仿真分析分布式光伏并网系统在不同接入位置和不同接入容量两种情况下系统的网络损耗变化趋势，最终得到了分布式光伏接入后配电网网络损耗的变化规律。该仿真分析结果可为配电网分布式光伏项目的规划建设提供科学的参考依据。

关键词：分布式光伏；配电网；网络损耗；仿真分析

：TN911?34：A：1004?373X（2014）06?0158?05

0引言

随着低碳经济发展，我国分布式光伏发电迎来了快速发展阶段。近年来，国家充分重视分布式光伏技术应用，出台的一系列法规、政策极大地推动了分布式光伏发电的发展。由于分布式光伏发电系统受天气情况的影响比较大，其功率输出具有随机性、波动性和间歇性等特点。因此，当大规模分布式光伏发电系统并网后，会给配电网运行带来各种各样的影响。分布式光伏的并网将很大程度地影响配电网潮流大小、方向，线路上的潮流分布情况决定了系统网络损耗的大小[1]。分布式光伏并网给配电网带来的影响主要取决于电力系统的运行工况以及分布式光伏发电系统的并网及运行方案。

目前，国内外关于分布式光伏并网对配电网网络损耗影响方面的文献较少，文献[2?3]从改变分布式电源接入容量和接入位置的角度出发，讨论并研究了分布式电源并网对配电网网络损耗的影响；文献[4?5]在文献[2?3]的基础上，研究了DG的不同运行方式对系统网络损耗的影响。文献[6]从DG在不同接入位置的情况下，对系统的线路保护和重合闸的影响，并给出了相关研究结论。文献[7]研究认为若DG在负荷中心处并网，将会对系统电压分布有很大的影响，影响的大小取决于分布式电源的并网容量和并网位置。文献[8]研究了配电网网络损耗产生的物理分布机理。

国内外的相关研究中，专门针对分布式光伏并网对配电网网损的影响的研究比较少，因此，本文将根据分布式光伏并网的运行特点，利用DIgSILENT仿真软件对含分布式光伏并网的典型配电系统进行仿真分析，利用实际光伏项目的仿真结果，全面总结了接入分布式光伏后配电网网损的变化规律。

1分布式光伏发电并网系统介绍

分布式光伏并网发电系统是通过把太阳能转化为电能，并通过光伏逆变器等电力电子装置将直流电变换为交流电后接入电网。为了提高分布式光伏发电系统并网运行的可靠性和安全性，光伏发电系统还需要最大功率跟踪环节和并网控制环节，以保证光伏阵列始终以较高的效率进行电能变换。光伏电池阵列、电力电子并网装置、最大功率控制等几部分构成了一个完整的光伏并网发电系统。并网光伏系统的结构如图1所示。

2含分布式光伏接入的配电网网损计算

根据配电网线路上潮流流动的情况，与有功传输量相比，无功的传输量很小，因而网络损耗主要由有功功率的潮流决定。在分布式光伏系统并网前，配电网的潮流从电源到用户单向流动，但分布式光伏系统并网后，配电线路的潮流分布和电压分布都将发生变化，以1段输电线路为例，负荷模型采用恒功率模型[9]，如图2所示。

分布式光伏系统在节点[i]处并网之前，第[k]段线路的网络损耗为：

分布式光伏在节点[i]处并网之后，分布式光伏的净注入功率为：

则第[k]段线路的网络损耗为：

式（3）中，[Sik]为接入分布式光伏电源后节点[i]的注入功率；[Ppv]和[Qpv]分别为分布式光伏电源的有功和无功；[Pik]和[Qik]分别为节点[i]的负荷的有功和无功；[Ui]为节点[i]的电压。

则分布式光伏系统接入前后配电网的网络损耗分别为[Ploss]和[Ploss′]，计算式如下：

3分布式光伏接入对配电网网络损耗的影响

传统的配电网属单端电源辐射状网络，潮流从电源到用户单向流动。分布式光伏系统的并网，会将传统的辐射状配电网结构变为多电源结构，潮流的大小和方向都将发生一定改变，潮流不一定单向地从变电站母线流向各负荷，有可能会出现回流和复杂的电压变化[7]，进而带来配电网网络损耗方面的变化。具体来说，分布式光伏接入配电网，使得负荷分布和潮流变化呈现以下三种情况：

（1）当分布式光伏发电系统的输出功率小于所有节点处的负荷需求时，分布式光伏系统的并网将不会改变配电网的潮流方向。

（2）至少有一个节点处的负荷需求小于该节点处分布式光伏系统的输出功率，但系统的负荷总量大于该系统中分布式光伏发电的总输出功率。此时分布式光伏发电系统的并网有可能会使线路产生逆向潮流，从而增加某些线路的网络损耗，但整个系