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摘要:光伏电站的并网方式及所处的网架结构不同,对电网造成不同程度影响。本文对光伏电站对中低压线损的影响进行了阐述,根据其各自特点提出不同对策,为光伏产业的发展及利用提供技术参考和借鉴,有很强的实用价值。
关键词:光伏电站;中低压线损;网架结构
0 引言
光伏用户消纳方式包括“全部自用”、“全额上网”和“自发自用余电上网”三种,根据不同消纳方式,并网计费模式不同,如图1所示。
“自发自用余电上网”用户设置两块表计,一块计量表计,下行电量作为消费电费结算依据,上行电量作为销售电费结算依据,一块考核表统计发电量作为发电补贴计费依据;“全部自用”用户设置两块表计,一块计量表计,只计下行电量作为电费结算依据,上行电量不统计,一块考核表统计发电量作为发电补贴计费依据;“全额上网”用户设置一块表计,只计发电量作为电费结算及发电补贴计费依据。
1 三种消纳方式的光伏电站对中低压线损的影响
1.1 全部自用的光伏电站对中低压线损的影响
“全部自用”类光伏用户数量较少,据中低压线损计算口径,对于消纳方式为“全部自用”的用户,不论用户用电性质,均不参与线损计算。
“全部自用”的光伏用户,发电量能自行消纳,对中低压线损无影响;剩余发电量返送至中压线路供其他用户使用,但返送电量未统计计算,造成参与线路线损计算的供电量较实际使用量偏小、线路线损率偏低或负损。
1.2 全额上网的光伏电站对中低压线损的影响
“全额上网”的用户分为专线、专变及低压三种方式并网。
1.2.1专线并网
专线并网直接并入变电站10kV母线,计量点在变电站侧,减少了远程输送电量及变损,有利于降低中压线损。
1.2.2专变并网
專变并网直接并入10kV线路,计量方式包括高供高计和高供低计。计量方式的区别,决定了变损计入中压线路还是用户承担,对于高供高计,相应变压器损耗会计入用户侧,不会影响到线路线损;对于高供低计,返送电量时,变压器损耗计入线路损耗,造成线路线损率偏大。
当前网内变压器配置多为降压变,逆功率时将作为升压变用,但变压器设计需考虑功率损耗,初级线圈除传递到次级功率外,还提供铜损、铁损、涡流等损耗,次级要增加线圈来抵消电压损耗,且一、二次线圈的耐压、耐流水平、线圈规格有不同标准,颠倒使用会增加变压器损耗和降低可靠性。
1.2.3低压并网
低压并网直接并入公用配电变台区400V线路,计量点在并网线路附近。发电量在本台区可全部消纳,减少了远程输送电量及变损,有利于降低本台区线损;发电量在本台区不能全部消纳时,部分电量通过配电变返送至中压线路,减少远程输送电量及变损,有利于降低本台区线损,但变压器上反损耗计入线路损耗,造成线路线损率偏大。
380V和220V“全额上网”光伏电站系统中单方向数据采集,即发电量,但光伏电站不发电时逆变器要用系统电量,该电量未采集收费,计入线损,每个逆变器用电量较小,对线损率影响较小,但逆变器体量较大,用电时间较长,导致损失电量逐年攀升,导致光伏电站存在其他用电现象。
1.3自发自用余电上网的光伏电站对中低压线损的影响
“自发自用余电上网”用户较多,分为专变及低压两种方式并网,对中低压线损的影响基本上与“全额上网”的用户相同,仅逆变器用电量已计入用户用电量内,无逆变器的用电损耗。
2 光伏电站对10kV线路损耗影响
2.1 10kV线路模型及线损公式
线路线损率=(线路供电量-线路用电量)/线路供电量×100%。其中:
线路供电量=P0正+P1反+P2反+P3反
线路用电量=P0反+P1正+P2正
2.2 光伏电站对10kV线路损耗影响分析
线路供电量=P0正+P1反+P2反+P3反-P0反
线路用电量=+P1正+P2正+P3正
经分析,线路供电量减少P0反,导致线路线损率降低;而且P0反越大,线损率越低;线路用电量少了P3正(P3正为专变光伏用电量,基本上是一恒定值),导致线路线损增大,线损率增大,而且P0反越小,线损率越大。即线路反送电量较大时,10kV线路损耗减小;当线路反送电量极小或不反送时,10kV线路损耗增大。
2.3 10kV线路负损原因分析
主要出现在轻载且有分布式光伏反送的线路上,造成负损是因线路计量表计倍率误差造成,10kV公共线路CT变比普通为400/5、500/5、600/5;计量表计倍率为8000、10000、12000;计量表计精确至0.01位,误差电量最大为80、100、120度,反送电量低于最大误差电量时,当日无法精确计算,造成线损率增大,尤其是轻载线路,当日电量越低,线损率越大;当电量数据积累到一定程度时当日数据上报,用电量大于供电量,线路损耗成为负损。
3 光伏电站对公用配电变台区损耗影响
3.1 公用配电变台区模型及线损公式
台区线损率=(台区供电量-台区用电量)/台区供电量×100%。其中:
台区供电量=P0正+P2反+P3反
台区用电量=P0反+P1正+P2正
3.2、光伏电站对10kV线路损耗影响分析
台区供电量=P0正+P2反+P3反-P0反
台区用电量=P1正+P2正+P3正
经分析,台区供电量减少P0反,导致台区线损率降低;而且P0反越大,线损率越低;台区用电量少P3正(P3正为全额上网光伏用电量,基本上是一恒定值),导致台区线损增大,线损率增大,而且P0反越小,线损率越大。
光伏电站可导致配电变台区损耗减小。当配电变台区反送电量越大,配电变台区损耗率越小;当配电变台区反送电量极小或不反送时,配电变台区损耗增大,但增大部分极小,不大于光伏所发电量由远程输送所产生的损耗,故配电变台区损耗率降低了。
5 结论
根据光伏电站的并网方式及所处的网架结构,制定不同对策以减少光伏并网对电网的影响,结论如下:
1)全部自用光发电站的反向电量能够导致损率偏低或负损,所以应对其进行统计,纳入计算以还原线损的真实数据;
2)高供低计变压器上返电量的变损能够导致线路损耗增大,计算中应增加理论变损;
3)全额上网光伏电站只有发电数据采集,没有用电数据导致线损增大,应完善系统,增加用电量采集并进行电费结算;
4)线损计算公式与实际情况不符造成计算线损不正常,应修改系统计算公式,还原数据真实性。
参考文献
[1] 杜强. 光伏电站并网对配电网线损率影响的研究重点探寻. 智能建筑与智慧城市. 2020
[2] 程成.光伏电站并网对配电网线损率影响的研究.山东工业技术.2018
关键词:光伏电站;中低压线损;网架结构
0 引言
光伏用户消纳方式包括“全部自用”、“全额上网”和“自发自用余电上网”三种,根据不同消纳方式,并网计费模式不同,如图1所示。
“自发自用余电上网”用户设置两块表计,一块计量表计,下行电量作为消费电费结算依据,上行电量作为销售电费结算依据,一块考核表统计发电量作为发电补贴计费依据;“全部自用”用户设置两块表计,一块计量表计,只计下行电量作为电费结算依据,上行电量不统计,一块考核表统计发电量作为发电补贴计费依据;“全额上网”用户设置一块表计,只计发电量作为电费结算及发电补贴计费依据。
1 三种消纳方式的光伏电站对中低压线损的影响
1.1 全部自用的光伏电站对中低压线损的影响
“全部自用”类光伏用户数量较少,据中低压线损计算口径,对于消纳方式为“全部自用”的用户,不论用户用电性质,均不参与线损计算。
“全部自用”的光伏用户,发电量能自行消纳,对中低压线损无影响;剩余发电量返送至中压线路供其他用户使用,但返送电量未统计计算,造成参与线路线损计算的供电量较实际使用量偏小、线路线损率偏低或负损。
1.2 全额上网的光伏电站对中低压线损的影响
“全额上网”的用户分为专线、专变及低压三种方式并网。
1.2.1专线并网
专线并网直接并入变电站10kV母线,计量点在变电站侧,减少了远程输送电量及变损,有利于降低中压线损。
1.2.2专变并网
專变并网直接并入10kV线路,计量方式包括高供高计和高供低计。计量方式的区别,决定了变损计入中压线路还是用户承担,对于高供高计,相应变压器损耗会计入用户侧,不会影响到线路线损;对于高供低计,返送电量时,变压器损耗计入线路损耗,造成线路线损率偏大。
当前网内变压器配置多为降压变,逆功率时将作为升压变用,但变压器设计需考虑功率损耗,初级线圈除传递到次级功率外,还提供铜损、铁损、涡流等损耗,次级要增加线圈来抵消电压损耗,且一、二次线圈的耐压、耐流水平、线圈规格有不同标准,颠倒使用会增加变压器损耗和降低可靠性。
1.2.3低压并网
低压并网直接并入公用配电变台区400V线路,计量点在并网线路附近。发电量在本台区可全部消纳,减少了远程输送电量及变损,有利于降低本台区线损;发电量在本台区不能全部消纳时,部分电量通过配电变返送至中压线路,减少远程输送电量及变损,有利于降低本台区线损,但变压器上反损耗计入线路损耗,造成线路线损率偏大。
380V和220V“全额上网”光伏电站系统中单方向数据采集,即发电量,但光伏电站不发电时逆变器要用系统电量,该电量未采集收费,计入线损,每个逆变器用电量较小,对线损率影响较小,但逆变器体量较大,用电时间较长,导致损失电量逐年攀升,导致光伏电站存在其他用电现象。
1.3自发自用余电上网的光伏电站对中低压线损的影响
“自发自用余电上网”用户较多,分为专变及低压两种方式并网,对中低压线损的影响基本上与“全额上网”的用户相同,仅逆变器用电量已计入用户用电量内,无逆变器的用电损耗。
2 光伏电站对10kV线路损耗影响
2.1 10kV线路模型及线损公式
线路线损率=(线路供电量-线路用电量)/线路供电量×100%。其中:
线路供电量=P0正+P1反+P2反+P3反
线路用电量=P0反+P1正+P2正
2.2 光伏电站对10kV线路损耗影响分析
线路供电量=P0正+P1反+P2反+P3反-P0反
线路用电量=+P1正+P2正+P3正
经分析,线路供电量减少P0反,导致线路线损率降低;而且P0反越大,线损率越低;线路用电量少了P3正(P3正为专变光伏用电量,基本上是一恒定值),导致线路线损增大,线损率增大,而且P0反越小,线损率越大。即线路反送电量较大时,10kV线路损耗减小;当线路反送电量极小或不反送时,10kV线路损耗增大。
2.3 10kV线路负损原因分析
主要出现在轻载且有分布式光伏反送的线路上,造成负损是因线路计量表计倍率误差造成,10kV公共线路CT变比普通为400/5、500/5、600/5;计量表计倍率为8000、10000、12000;计量表计精确至0.01位,误差电量最大为80、100、120度,反送电量低于最大误差电量时,当日无法精确计算,造成线损率增大,尤其是轻载线路,当日电量越低,线损率越大;当电量数据积累到一定程度时当日数据上报,用电量大于供电量,线路损耗成为负损。
3 光伏电站对公用配电变台区损耗影响
3.1 公用配电变台区模型及线损公式
台区线损率=(台区供电量-台区用电量)/台区供电量×100%。其中:
台区供电量=P0正+P2反+P3反
台区用电量=P0反+P1正+P2正
3.2、光伏电站对10kV线路损耗影响分析
台区供电量=P0正+P2反+P3反-P0反
台区用电量=P1正+P2正+P3正
经分析,台区供电量减少P0反,导致台区线损率降低;而且P0反越大,线损率越低;台区用电量少P3正(P3正为全额上网光伏用电量,基本上是一恒定值),导致台区线损增大,线损率增大,而且P0反越小,线损率越大。
光伏电站可导致配电变台区损耗减小。当配电变台区反送电量越大,配电变台区损耗率越小;当配电变台区反送电量极小或不反送时,配电变台区损耗增大,但增大部分极小,不大于光伏所发电量由远程输送所产生的损耗,故配电变台区损耗率降低了。
5 结论
根据光伏电站的并网方式及所处的网架结构,制定不同对策以减少光伏并网对电网的影响,结论如下:
1)全部自用光发电站的反向电量能够导致损率偏低或负损,所以应对其进行统计,纳入计算以还原线损的真实数据;
2)高供低计变压器上返电量的变损能够导致线路损耗增大,计算中应增加理论变损;
3)全额上网光伏电站只有发电数据采集,没有用电数据导致线损增大,应完善系统,增加用电量采集并进行电费结算;
4)线损计算公式与实际情况不符造成计算线损不正常,应修改系统计算公式,还原数据真实性。
参考文献
[1] 杜强. 光伏电站并网对配电网线损率影响的研究重点探寻. 智能建筑与智慧城市. 2020
[2] 程成.光伏电站并网对配电网线损率影响的研究.山东工业技术.2018