高龍梅

【摘 要】隨著光伏系統(tǒng)并網(wǎng)容量的增大，光伏接入將對電能計量的準(zhǔn)確性和公平性造成較大影響，基于此，論文總結(jié)了分布式光伏發(fā)電項目電能計量應(yīng)滿足的要求，并提出了相應(yīng)的電能計量方案。

【Abstract】With the increase of interconnection capacity of photovoltaic system， solar access will have a greater impact on electric energy metering accuracy and fairness. Based on this， paper summarizes the requirements of distributed photovoltaic power generation projects electricity metering should meet， puts forward the scheme of electric energy metering for distributed photovoltaic power generation.

【關(guān)鍵詞】分布式光伏發(fā)電；電能計量；影響

【Keywords】distributed photovoltaic power generation； energy measurement； influence

【中圖分類號】TK519 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）07-0134-02

1 引言

分布式光伏發(fā)電有別于傳統(tǒng)的能源，擁有其他傳統(tǒng)能源所不具備的優(yōu)勢，能夠靈活并網(wǎng)，實現(xiàn)就近接入電網(wǎng)。首先從消納模式來看，用戶可以選擇“自發(fā)自用”、 “自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”、 “全額上網(wǎng)”等模式。其次其建設(shè)周期短，分布式光伏發(fā)電可以依屋頂而建，以農(nóng)村院落而建，不占用額外資源，還可以結(jié)合農(nóng)村的荒山、荒地，以及扶貧等。從接入方式看，消納模式為“自發(fā)自用”、 “自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的，選擇接入用戶側(cè)；對于消納模式為“全額上網(wǎng)”的，選擇接入公共電網(wǎng)。

分布式光伏發(fā)電的電價由兩部分組成，一是分布式光伏發(fā)電項目的發(fā)電量補貼；二是分布式光伏發(fā)電項目的上網(wǎng)電量補貼。上網(wǎng)電量與下網(wǎng)電量分開結(jié)算。下網(wǎng)電量的用電電價按照國家的相關(guān)電價政策法規(guī)執(zhí)行，上網(wǎng)電量的上網(wǎng)電價執(zhí)行當(dāng)?shù)貥?biāo)桿上網(wǎng)電價政策。

由于選擇不同的消納模式，對于接入容量，接入電壓，并網(wǎng)電壓，以及并網(wǎng)點的個數(shù)，就會制定不同的分布式光伏發(fā)電接入方案，而不同的計費方案、計量方案的制定，直接影響電量及電費的計量與計算。能否準(zhǔn)確地計量發(fā)、用電量，又是光伏發(fā)電客戶與電網(wǎng)企業(yè)最為關(guān)注的焦點。

根據(jù)《分布式光伏接入系統(tǒng)技術(shù)要求》，目前較為普遍的申請分布式發(fā)電項目的接入電壓有220V、380V、10kV三種。而目前本地區(qū)發(fā)電客戶申請容量最大的一般在3000kW左右。選擇不同的消納模式，接入容量，接入電壓，并網(wǎng)電壓，并網(wǎng)點的個數(shù)，以及發(fā)電客戶的未來投資建設(shè)項目規(guī)劃，科學(xué)、準(zhǔn)確、合理、經(jīng)濟地制定最優(yōu)的分布式光伏發(fā)電接入方案，從而準(zhǔn)確地計量發(fā)、用電量。下面將從電能計量點的設(shè)置以及電能計量規(guī)程制度對電能計量裝置的技術(shù)要求作闡述。

2 分布式光伏發(fā)電項目的電能計量

2.1電能計量方案

對于消納模式為“自發(fā)自用，剩余電量上網(wǎng)”的分布式光伏發(fā)電項目，該發(fā)電客戶需要有自己的用電客戶，按照發(fā)電量與上網(wǎng)電量分別計量獨立結(jié)算原則。電能表的類型分別為發(fā)電關(guān)口和上網(wǎng)關(guān)口，發(fā)電關(guān)口的電能表計量的是光伏發(fā)電的電量，是新裝的用于計量發(fā)電的電能表；上網(wǎng)關(guān)口的電能表計量的是發(fā)電客戶自己內(nèi)部用完后多余的上網(wǎng)的電量，上網(wǎng)電能表不是新裝表而是關(guān)聯(lián)用電客戶電能表并取其反向有功示數(shù)類型。

對于消納模式為“全額上網(wǎng)”的分布式光伏發(fā)電項目，接入點電壓為220V、380V的，按照發(fā)電量與上網(wǎng)電量分別計量獨立結(jié)算原則，分別設(shè)兩個計量點，但其發(fā)電關(guān)口和上網(wǎng)關(guān)口用的是同一只電能表計量。

對于消納模式為“全額上網(wǎng)”的分布式光伏發(fā)電項目，接入電壓、并網(wǎng)電壓為10kV，并且有升壓變壓器的分布式光伏發(fā)電項目，考慮到在夜間光伏不發(fā)電的情況，由于在并網(wǎng)運行中存在逆變器損耗、線路損耗、變壓器損耗等多種因素的損耗，分布式光伏發(fā)電項目還需要從網(wǎng)上汲取電量，也就是下網(wǎng)電量；按照發(fā)電量與上網(wǎng)電量、下網(wǎng)電量分別計量獨立結(jié)算原則，還需要新建立用電戶，結(jié)算下網(wǎng)電量。關(guān)口計量點原則上設(shè)置在產(chǎn)權(quán)分界點處，即分布式光伏發(fā)電項目與公共電網(wǎng)明顯斷開點處開關(guān)設(shè)備的電網(wǎng)側(cè)。對于消納模式為“自發(fā)自用，剩余電量上網(wǎng)”也就是用電戶的產(chǎn)權(quán)分界點，關(guān)口計量點需要配置專用關(guān)口計量電能表，并將計費信息上傳運行管理部門。

2.2 電能計量裝置

為確保計量的準(zhǔn)確性和相關(guān)信息的及時通信，用于分布式發(fā)電的電能計量裝置應(yīng)滿足以下要求：第一，接入電壓、并網(wǎng)電壓為10 kV 的分布式發(fā)電項目，關(guān)口計量點應(yīng)安裝型號、規(guī)格、準(zhǔn)確度相同的主副電能表各一套。接入電壓為220/380V 的只需要單套配置。第二，電能計量裝置的配置和技術(shù)要求應(yīng)符合《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求。接入電壓為10 kV的，關(guān)口計量裝置一般不低于Ⅱ類電能計量裝置；接入電壓為220/380V，關(guān)口計量裝置一般不低于Ⅲ類電能計量裝置。第三，接入電壓為10 kV的，必須有專用的計量互感器及回路。第四，接入電壓為10 kV的，必須配置專用的電能量信息采集終端。第五，電能計量裝置應(yīng)配置專用的整體式電能計量柜（箱）。第六，Ⅱ類電能計量裝置宜配置準(zhǔn)確度等級0.2S的電流互感器；準(zhǔn)確度等級0.2的電壓互感器； Ⅲ類電能計量裝置宜配置準(zhǔn)確度等級0.5的電壓互感器；準(zhǔn)確度等級0.5S的電流互感器。

3 電能計量的影響因素諧波

電網(wǎng)經(jīng)濟核算的依據(jù)是電能計量，電能計量的精準(zhǔn)程度關(guān)系到電網(wǎng)企業(yè)與發(fā)電客戶雙方的經(jīng)濟效益。伴隨著分布式光伏系統(tǒng)并網(wǎng)戶數(shù)的增多，并網(wǎng)容量的增大，光伏逆變器作為光伏發(fā)電的主要設(shè)備，把直流電能轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)同頻率、同相位的交流電，在光伏發(fā)電與電網(wǎng)的接口連接中，起著關(guān)鍵作用。電能表是否準(zhǔn)確、真實地反映非線性用戶的用電量還是一個正在探討的問題。因此分析研究光伏發(fā)電系統(tǒng)對電能計量的影響具有重要意義。

3.1 線性負載和非線性負載

由于負載的形式不同，按其特性可分為非線性負載和線性負載兩種。非線性負載會隨電壓或電流變化而變化。線性負載參數(shù)不會隨電壓或電流變化而變化。正弦電壓源不向系統(tǒng)提供諧波電能。作為系統(tǒng)的諧波來源者非線性負載，它吸收消耗電能，這就表明非線性負載產(chǎn)生的諧波能量是由基波電能中的一部分轉(zhuǎn)換而來的，而且向系統(tǒng)反送諧波電能[1]。如果計量全波電能，對電網(wǎng)企業(yè)和線性負載用戶是非常不利的。

3.2 電能表因諧波產(chǎn)生的誤差分析

3.2.1 對電子式電能表的影響及誤差分析

目前，電子式電能表在電網(wǎng)中已普遍使用，而我國的電子式電能表主要采用模擬式分割乘法器來實現(xiàn)電能的測量。隨著電力系統(tǒng)諧波含量的不斷增加，電子式電能表在諧波下的計量弊端就出現(xiàn)了，并不可避免地出現(xiàn)誤差。

誤差分析的結(jié)果： 由于電子式電能表頻帶較寬，對基波電能和諧波電能都能較準(zhǔn)確計量，把諧波功率和基波功率同等對待，增大了計量誤差。

3.2.2 對數(shù)字式電能表的影響及誤差分析

目前主流電能表為智能電能表，使用數(shù)字乘法器，采用了A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字乘法器，將電壓和電流進行數(shù)字化相乘，可以達到很高的測量準(zhǔn)確度。更容易進行多功能計量工作，通常在一定周期內(nèi)對電壓、電流信號進行采樣處理，當(dāng)系統(tǒng)頻率波動時，采樣周期很難達到與實際的信號頻率同步，在高次諧波時將導(dǎo)致對尖峰信號采樣不準(zhǔn)，就會出現(xiàn)頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)，造成電能計量誤差。

3.3 改善諧波對電能計量影響的措施

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器是非線性負載的一種，它會給電力系統(tǒng)帶來大量的諧波，而諧波又直接會帶來電能計量的誤差，直接給電網(wǎng)公司和發(fā)用電客戶帶來經(jīng)濟損失[2]。

第一，先測頻后采樣，減小采樣誤差。首先通過測量信號波形相繼過零點間的時間寬度來計算頻率，然后再根據(jù)所得到的頻率確定采樣周期并進行采樣與諧波分析。第二，對存在諧波功率情況下的計量。為了減小并網(wǎng)點電壓電流的諧波含量，可采用對基波電能和諧波電能分別計量的諧波電能表，同時加大對產(chǎn)生諧波用戶的懲罰力度，更有利于諧波的治理，降低對電網(wǎng)公司和發(fā)用電客戶的影響程度，提高分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)上、下網(wǎng)電量的計量準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

分布式光伏發(fā)電項目如雨后春筍般崛起，計量點準(zhǔn)確合理的設(shè)置、最優(yōu)電能計量方案的制定，可以為電能表的準(zhǔn)確計量提供保障，因此研究如何科學(xué)、合理、公平公正、準(zhǔn)確計量，并積極找出影響電能計量的因素，采取相應(yīng)措施，對于確保電網(wǎng)企業(yè)與客戶的利益最大化具有重要意義。

【參考文獻】

【1】許儀勛.諧波對電能計量的影響與對策[D].上海：上海交通大學(xué)，2008.

【2】杜立堃.光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后的系統(tǒng)問題綜述[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（19）：147-148.