输配电网损与分布式电源接入的相关影响因素分析

赵 硕

（国网老河口市供电公司，湖北 老河口 441800）

0 引 言

近些年，能源成为全球各国重点关注的话题，尤其是电能源的研发与应用，通过不断应用先进技术来满足供配电需求。如何产生电能源再将其利用，是一个值得深思的问题。现有的发电手段有风力发电、水力发电以及太阳能发电，在日常生活中随处可见。我国大部分地区也都是采用上述方式发电，极少数地区还有核发电、柴油发电等。这些方式极其消耗能源，加上都属于不可再生能源，因此不提倡大规模使用。太阳能、风能、水能虽然是可再生能源，但对地区要求严格，加上会受到环境因素的影响，很难持续而稳定地供电，不适合在人口密集的地区使用。因此，研发和寻找新能源是世界各国的共同目标。在没有找到新能源之前，需积极研发更简单、更节约、更有效的新能源进行有效代替[1]。分布式电源（DG）具备能耗低、负荷高、优化供电质量等优势，还可以一定程度上提高供配电的安全程度，目前已应用于智能化配电网。然而，由于分布式电源负荷较高的特点，在配电网中大量应用会造成网损现象，且影响传统供配电模式构成。例如，线路潮流、继电保护以及电压稳定性等问题都会受到分布式电源的影响[2]。因此，在智能化配电网方案中融入分布式电源模式虽然是大势所趋，但是要针对分布式电源接入模式与输配电网损之间的影响关系进行深入分析，提出相应的防治措施，提升分布式电源的应用效率，助力供电企业的可持续发展[3]。

1 分布式电源模式的对比分析

通过分析常见的分布式电源技术了解到，燃料电池技术具备建设周期短、易维护、环境污染低以及能量转化率高等优势。然而，这种模式造价高昂，且在技术研发层面缺乏完善的程度。太阳能光伏电池技术在发展速度与发展前景方面具有良好优势，但在使用中会产生一定的铅污染，不符合可持续发展战略方针。风力发电模式虽然具备洁净、环保等优势，且属于可再生能源，但目前仅在部分国外发达国家得到广泛应用，而我国风力发电技术的占比较低[4]。微型燃气轮机发电技术不仅在维修与排放等方面具备优势，而且其低燃料消耗等应用优势也符合我国的能源发展目标。常见的分布式电源模式如表1所示。

表1 常见的分布式电源模式对比分析

2 分布式电源接入输配电网的影响因素

2.1 接入模型构建

在输配网中采用分布式电源模式，将会改变原有供电结构，使其原有的辐射网络转变为多电源供电体系。当在输配线路末端接入分布式电源时，会使馈线潮流方向转变为单向，且在应用过程中还会出现逆流现象。这种“双向”的运行模式会随着接入位置的改变而产生变化，并且导致馈线沿线潮流的减少与增加。

2.2 影响因素分析

为准确分析分布式电源对输配网损造成的影响，可以设定多种不同形式的输配电模型进行测试。例如，将第一种设置为分布式电源首端接入输配电网，将第二种设置为分布式电源末端接入输配电网，这样在两个模型负荷运行模式相同的情况下，通过分析配电网中的三相负荷情况，结合输配电网中形成的有功与无功功率，可以准确计算输配电网中的电能损耗情况[5]。此外，在超长输配电线路的运行过程中，保证线路中各处的电压值相同，且针对分布式电源接入首端与末端进行计算分析，能够看出存在的明显变化。

针对分布式电源接入输配电网中形成的有功与无功补偿进行计算分析能够得出，当整体电源容量增加时，输配电网中的有功损耗会降低，反之会产生相反效应。例如，当相对负荷容量为0.5时，功率因素为0.8，这时调整输配电线路中的接入位置，会降低输电线中有功损耗的减少量。此外，当输配电线路容量较大时也会产生相应的网损，而接入位置的不同则会影响最终的网损程度[6]。因此，为保证对输配电网损的合理控制，可以在分布式电源的容量较小时采用在首端接入馈线的保护措施，且在分布式电源的容量较大时采用在末端接入馈线的保护措施，以此控制输配电线路的整体网损情况。

保证输配电网中分布式电源的接入位置与总体容量相同，这时可以针对分布式电源自身滞后因数分析输配电网损的影响。通过对比分析可知，滞后因数运行方式对输配电网损的减少效果良好，且这种运行模式会产生一定的感性负荷，进而导致功率因数从超前转变为滞后，因此也会影响到输配网中产生的有功与无功补偿系数，通过降低线路中的无功补偿因数，能够实现降低输配电网损的目的。可见，分布式电源会由于滞后模式对网损情况起到一定的减缓作用，以此实现输配电线路降低能耗的目的[7]。

在输配电线路中分布式电源接入模式的功率因数与特定容量相同的前提下，随着分布式电源接入位置与电源侧越来越近，其对线路中节点电流的影响效果会越来越小，同时在与馈线位置越来越近时会造成输配电线路电压的持续增长，并且会导致输配电网损情况产生明显变化。因此，在试验中采取分布式电源接入馈线2/3处的模式，也就是保证与输配电末端的距离较近。这时产生的输配电网损程度较小，而采用分布式电源接入馈线1/3处的模式时，由于分布式电源接入位置与输配电首端的距离较近，届时整条输配电线路的网损程度较大。因此，分布式电源有功输出的增加会促使输电线路有功损耗的增加，反之会起到相反效果。

2.3 对配网规划的影响

通过综合分析分布式电源接入模式能够得出，它对于输配电网的规划工作具有一定的影响。首先，对负荷预测的影响。当分布式电源在输配电网的负荷侧接入时，可以为部分负荷提供电能，且整体负荷的峰值会随着分布式电源接入位置而产生变化。这时将负荷增长量作为负荷预测的基础数据时，将无法呈现整体输配电网的实际负荷。其次，分布式电源对线路规划目标造成的影响。在传统的输配电网络中，需要综合考虑运维成本与线路构造成本。当应用分布式电源模式时，还需要分析输配电网的容量接纳程度，并且将分布式电源的波动情况作为核心控制目标，以此降低线路负荷波动造成的输配电网损[8]。最后，分布式电源模式还会影响线路的规划策略。当输配电网中大量接入分布式电源后，输配电网对供电企业的依赖程度降低，且分布式电源模式导致的无功平衡、电能质量以及继电保护等变化将无法得到很好的控制。

3 分布式电源接入输配网的规划策略

3.1 科学开展分布式电源在输配网中的双层规划方案

鉴于分布式电源接入模式对输配电网造成的影响，供电企业要围绕实际供电需求，对分布式电源方案进行调整优化。例如，采用双层规划方案可以有效弥补分布式电源模式的波动性，通过将燃料机轮、蓄电池等装置融入输配电网，不仅可以分担分布式电源模式的运行压力，而且在环保与成本等方面能够起到更好的应用效果。双层规划方案具体如下：先将第一层定义为广义电源模式，即针对成本与时间进行综合分析，根据费用最低原则选择最合适的分布式电源接入位置，结合分布式电源的优势与劣势添加其他装置，以更好地控制配电容量；再将第二层定义为以整体供电费用最低化为目标，明确配电网方案与分布式电源配置模式，通过优化分布式电源的应用时间，以降低供电企业的整体成本损耗。

3.2 重构分布式电源与输配网之间的运行关系

在确定分布式电源应用方案的基础上，供电企业还要重塑分布式电源与输配电网之间的关系，尤其要在电网侧采用改变网络拓扑的策略，通过改变供电线路调整变压器的运行模式。这样不仅可以优化变压器的运行效率，还能够科学降低输配电网损。此外，在没有分布式电源接入的供电系统中，配电网的线损情况比较明显。在分布式电源接入后，输配电网在考虑经济成本的同时，需要控制分布式电源的供电距离。以供电稳定性与可靠程度为基础，针对分布式电源的应用程度进行合理约束，并且在不同供配电网中采用差异化的分布式电源补偿方案，保证最优潮流、最低成本以及网络拓扑等目的的同时实现。输配电网重构与分布式电源优化运行关系如图1所示。

图1 输配电网重构与分布式电源优化运行关系

3.3 强化分布式电源与变压器之间的经济运行模式

在对输配电网进行经济调度时，需要从两个方面入手。一方面，针对分布式电源的应用时间进行调整，如削峰填谷与调整负荷，以保证输配电网中的网损情况在多数情况下保持均衡态势，同时有效降低线路中的有功与无功损耗。另一方面，在空间层面上对变压器与线路之间的关系进行科学调控，如改变变压器在输配电网中的位置或者对变压器之间的线路容量进行调整，能够对线路负荷进行重新分配，进而起到控制输配电网损的目的。此外，由于分布式电源模式在安装过程中具有灵活优势，可以在实际应用中通过调整分布式电源接入位置，根据输配电网的能耗情况找出最佳的接入位置，有利于削峰填谷工作的顺利进行。

4 结 论

随着供电企业的不断发展，为满足工业领域与人们的用电需求，需要不断针对供配电技术与模式进行优化革新。采用分布式电源接入模式，能够以小规模形式在负荷周围进行灵活供电，不仅能够解决线路中电压不稳定的问题，还可以控制线路中的电流骤增现象。但是，分布式电源接入模式始终处于调度模式，这样在对线路调控过程中会损耗一定的电能。因此，为避免输配电网损问题，要探析分布式电源与输配电网之间的关系。文章以此为切入点，分析接入位置、负荷容量以及运行方式对输配电网损造成的影响。为降低影响效果，要从输配电网规划入手，科学开展分布式电源在输配网中的双层规划方案、重构分布式电源与输配网之间的运行关系、强化分布式电源与变压器之间的经济运行模式，全面优化分布式电源的接入模式，保障供电企业的经济效益。