分布式光伏发电对电能采集及线损的影响韩腾达

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月6期   作者:韩腾达
[导读] 分布式光伏发电的广泛应用可以实现自发自用的发电站。
        摘要:分布式光伏发电的广泛应用可以实现自发自用的发电站。但是,实际在应用时依然存在很多问题。确保分布式光伏发电的电能采集和线损得到有效保障,是目前需解决的问题。这就需要通过制定最优的电能计量方案、设计合理的计量点,为电能表的准确计量提供有效保障。
        关键词:分布式光伏发电;电能采集;线损;影响
1分布式光伏发电并网要求
1.1接入方式
不同于低压电网以及大电网的是,分布式光伏发电在并网中需要将首要要求放在安全性上。要避免大电流和高电压影响与破坏到分布式电源。此时一般会用到变压器处理过多的电流和电压。要确保并网后系统能够稳定输送电能。假设并网电压有着明显差异,要做好光伏发电系统容量控制工作。低压电网变压器负责总负荷25%左右。此外,并网短路电流不可以超过整个系统1/10的额定电流。参照国内某山区条件,分布式电源的装机容量和电压等级为:在容量≥5kW时电压220V;在容量为8~400kW时等级为380V;在容量为400~6000kW时等级为10kV;在容量≥6000kW时等级在10kV以上。并网环节假设高低电压的条件都能够满足接入要求,通常会优先选择低电压,减少并网负面影响和作用。
1.2电能质量以及其他要求
我国对光伏发电的研究目前正处于发展阶段,国内光伏发电的质量存在很大的不同。并网前需要重视评估工作。光伏发电电能评估指标包括很多,如变流器型号、并网方式、电源容量等都是考虑的对象。PV—system并网后电能可以为周围地区提供充足电能。在谐波、电压波动、闪变、电压偏差中都要满足国家—要求。
此外,还要做好PVsystem功率控制和电压控制。低压电网与电流通常十分稳定。功率变化遵循规律性特征。在进入并网环节后,为了保障系统质量、工作效益就需要确保PVsystem能够有效调节电压和功率。例如,国内某山区的电力用户、低压电网用电情况决定了要确保10kV与35kV等级PVsystem可以有效调节功率与电压,要确保数值在可控范围、工作上限。我国对此有明确的线性标准。并网后公共连接点电压的偏差一定要满足GB/T—12325—2008《电能质量供电电压偏差》给出的规定。假设并网接入点电压为35kV左右,那么接入点电压变动需要控制在3.5kV甚至更低。假设并网电压为20kV左右,则电压变动需要控制在1.4kV或是更低。假设并网电压为20kV以下,则电压变动要低于1.2kV。
2分布式光伏发电电能计量
2.1计量方案
现阶段,电能消纳方式可以用于光伏发电的主要有如下3种,全部上网、自用剩余部分上网以及全部自用。目前,我国已经有很多地区的居民采用的是全部上网的方法。对于居民光伏发电的结算方式和计量方式,相比较传统的方式,差别非常大。首先,光伏发电的计量方式主要是独立计算,根据国家的统一规定设置价格,出售或是收购居民光伏发电。光伏发电需要安装两类电能表,分别为并网计量表和关口计量表。其中关口计量表的作用为计算用户与公共电网间的电能量;而并网计量表的作用是对发电能量和电价补贴进行统计。
2.2计量接入方式
目前,我国已经在很多地区应用了双电表的计量方式,就是通过计量分开的方法,区分光伏发电和居民用电。
2.3电能计量装置
为了确保计量信息的及时性和准确性,必须要对如下三方面加强重视。首先,接入电压、并网电压为10kV的分布式发电项目,关口计量点必须要安装相同的电能表,确保准确性一致。接入电压只需要单套配置。其次,电能计量技术和装置一定要满足国家规定的相关要求。接入电压为10kV,就需要有专门的计量回路和传感器,还需要安装专门的电能量信息采集终端。配置专用的整体式电能计量箱。最后,Ⅱ类的电能计量装置,想要确保满足准确度的要求,就需要安装0.25等级的电流互感器、0.2的电压互感器。


3光伏发电电能采集
电力用户的电能量信息的采集主要是通过信息系统得以实现,该系统主要的任务有电能量信息自动采集、用户双向互动、需求管理、线损统计分析和计量在线监测。
3.1数据采集
光伏发电用户的档案都是建立在营销系统中,之后整个流程由营销系统发起,对采集系统连接之后对调式流程进行采集和触发,根据采集到的数据对任务进行分配,为后续的工作奠定坚实的基础。
3.2采集数据项
分布式电源管理功能模块可以对正反向电能量进行过采集,也可以对功率因素、电压以及有功功率及时进行收集,对分布式电源的实际运行状态进行实时监控检测。此外,该模块还能分析各项电能指标,包括发电总量、日均量,进而建立更加完善的数据模式,使分布式电源的管理水平得到提升。
4光伏发电对台区线损的影响
4.1电源档案错误的影响
在制定供电方案时,没有根据分布式电源的接线方式对计量方向开展维护,使营销业务系统的计量方向与实际的计量方向存在差别。因为采集系统是根据营销业务系统的数据进行计算,这就会导致无法统计分布式电源的发电能力,导致负线损的出现。
4.2发电未采集和窃电的影响
随着光伏发电的发展,窃电问题越来越严峻。由于不采集全额上网反向电能量,用户可以通过光伏设备增加开关及部分电线,中间接线至家中窃电。因为在不发电时,就不会采集上网表计反向电能量,也就是不计量用电。此外,在发电时,窃电不会对全额上网造成影响,故具有比较强的隐蔽性,但是存在非常大的安全隐患,需要加强重视。
4.3电源容量的影响
为了使光伏电源容量只影响到线损,首先就必须要确保网络结构的状态保持稳定。这样就能在分析线损影响时,不需要考虑网络架构带来的影响。在分布式光伏电源接入情况下,光伏发电电源量达到最高值的时候,需要将其并入电网,采集实验数据,最后得出的结论为如下两点。第一,在接入电网时会产生并网容量,这对电网的线损有一定程度的减少。但是,当该容量值超过临界线时,就会起到相反的效果。最终结论就是当分布式光伏电源容量超出电网承载负荷时,线损会大大增加。第二,如果线损率不变,则分布式光伏电源的容量值达到了最佳值。但是,该时期的电源容量会受到外界因素的影响,尤其是电网承载负荷以及网架结构。即距离越远,电源最佳容量值越大。通过实验结果可以看出,光伏电源的容量值最佳状态为电网负荷值的31%左右。
4.4电源位置的影响
如果光伏电源容量没有出现较大的变化,始终保持在20mW并且在不同的节点分布式光伏电网的间距是相等的,就需要对电站联络线产生的线损影响因素进行考虑,使计算难度大大降低。在本次条件下,分析光伏电源位置对线损的影响,最终得出的结果如表1所示。
表1接线位置线损率情况

从表1可知,电网线损率最高的是2号节点,最低的是5号节点。当2号节点接入到3号节点之后,虽然距离最佳节点距离较近,但是总负荷量的变化幅度不高,相对较小,但线损率的变化却十分明显,由此可见,光伏电源最佳接入位置容易受到多种因素的影响。
结束语
随着科学技术的进步,分布式光伏发电越来越受到人们的关注,是非常有发展前景的一种能源综合利用方式,实现了“自发自用、余电上网”。但是,如果光伏电源大规模的接入电网,一定会对电网的正常运行产生较大的影响。例如,光伏发电用户发出的数据采集、上网电能计量以及电能并网都是目前急需解决的问题。
参考文献
[1]范玉林.分布式光伏发电对电能采集及线损的影响[J].电子制作,2019(16):83-84+78.
[2]屈克庆,葛海锋,孔玮.分布式光伏发电系统对配电网电压的影响分析[J].上海电力学院学报,2019,35(03):201-204.
[3]陈皓菲.含分布式能源的校园配电网规划研究[D].东南大学,2019.
[4]高玲玲,刘明明.居民分布式光伏发电对电能采集及线损的影响[J].农村电工,2019,27(02):36.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: