分布式光伏发电项目的电能计量及影响分析

分布式光伏发电项目的电能计量及影响分析

吕增东

（国网浙江桐庐县供电有限公司浙江杭州311500）

摘要：分布式光伏发电项目主要以因地制宜为建设原则，对太阳能资源进行有效利用，具有清洁高效的优势，但是分布式光伏发电项目会对电能计量产生诸多影响。基于此，本文就分布式光伏发电项目的电能计量及影响进行探究。首先就分布式光伏发电项目的概念进行分析，然后从电能计量方案和电能计量装置两方面完善该项目的计量方法，最后就分布式光伏发电项目的影响因素进行探讨。

关键词：分布式光伏发电；电能计量；数字式电能表

引言：分布式光伏发电与传统的发电模式具有根本的不同，能够实现灵活并网，并具有较强的环保效益。从分布式光伏发电项目的应用来看，用户可以自发自用，由于建设的周期相对较短，因此可以选择就近建设，既不会占据多余的资源，还能够为用户提供额外的电力。但是分布式光伏发电也会对电能计量产生很多影响，因此必须对电能计量及影响因素进行具体分析。

一、分布式光伏发电项目的系统形式

分布式光伏发电项目装机规模小、建设周期短，还能够在用户附近进行就近选址建设，不仅高效便捷，而且具有极强的环保效益，因此在社会上得到越来越广泛的应用，但是分布式光伏发电项目在建设过程中必须接入公共电网，以此对供电的质量提供保障。如下方表1所示，分布式光伏发电项目的系统主要由两种形式组成，一种是独立光伏发电系统，另一种是并网光伏发电系统，其中并网光伏发电系统的应用更加广泛。独立光伏发电系统和并网光伏发电系统的组成部分都包括光伏阵列、逆变器和监控系统。光伏列阵由单一组件串联或并联形成的组装系统，能够改善单一组件供电的局限性；逆变器分为独立逆变器和并网逆变器，能够将直流电转化为交流电；监控系统能够实时监控系统的运行状态，并及时发现系统存在的故障。分布式光伏发电项目有两部分电价，一部分是发电量补贴产生的电价，另一部分是上网电量补贴产生的电价。将分布式光伏发电项目接入公共电网时，不同的消纳模式会对应不同的接入方案，从而对电能计量产生影响，而如何准确计算电能收取电费，是当前分布式光伏发电项目亟待解决的问题。

二、分布式光伏发电项目的电能计量

（一）电能计量方案

分布式光伏发电项目秉承自发自用、剩电上网原则，因此在电能计量时会独立结算。在分布式光伏发电项目中，电能表有两种类型，一种是发电关口类型，另一种是上网关口类型，这两种电能表分别独立对发电量和上网电量进行计算，其中发点关口类型的电能表是新装表，而上网关口类型的电能表是关联表。在分布式光伏发电项目接入电网的电压为220V和380V的全额上网消纳模式下，电能计量方案中要设置两个点进行电能计量，但是所用的是同一只电能计量表；在分布式光伏发电项目接入电网的电压为10kV，并且该项目中包括升压变压器时，逆变器、变压器、线路都会对电能产生损耗，因此在电能计量的过程中应该对下网电量建立新用户进行单独结算；在分布式光伏发电项目为自发自用、剩电上网的消纳模式下，关口电能计量表需要专门配置，并将计费信息进行上传。

（二）电能计量装置

电能计量表在装置的过程中不仅要考虑电能计量的准确性，还要考虑电能信息、计费信息上传的及时性。在对分布式光伏发电项目的电能计量装置进行安装时，必须要注重以下三点要求：

第一，在分布式光伏发电项目的接入、并网电压为10kV时，关口计量点的电能表应该配备两套，这两套电能计量装置在型号、准确度和规格等方面必须完全一致；在分布式光伏发电项目的接入、并网电压为220V或380V时，关口计量点只需要配备单套的电能计量装置。

第二，无论接入电压、并网电压为10Kv还是220/380V，电能计量装置的配置过程都必须严格遵守《电能计量装置技术管理规程》的要求。根据《电能计量装置技术管理规程》中的内容，在分布式光伏发电项目的接入、并网电压为10kV时，关口计量点的计量装置不能低于二类装置；在分布式光伏发电项目的接入、并网电压为220V或380V时，关口计量点的计量装置不能低于三类装置。

第三，在分布式光伏发电项目的接入、并网电压为10kV时，关口计量点必须配置专门的电能量信息采集终端、计量互感器及回路。

三、分布式光伏发电项目的影响分析

（一）线性负载和非线性负载

电能计量是电网核算价格的依据，而电能计量是否精准会直接影响用户和电网企业的经济利益。现阶段分布式光伏系统的用户日益增加，并网容量也越来越大，因此必须对电能计量存在的影响进行探讨。按照负载的形式进行分类，分布式光伏发电系统可以分成两种类型，一种是线性负载，另一种是非线性负载。线性负载比非线性负载相对稳定，这是因为线性负载不会因为电流、电压的变化而变化，而非线性负载正好相反。非线性负载会为对系统产生谐波，正弦电压源在向分布式光伏发电系统提供谐波的同时，非线性负载会吸收并消耗电能，非线性负载中的谐波能量并不是全部的，而是由一部分基波电能转化而来的，因此在电能计算中如果以全波电能为计量对象，对线性负载用户和电网企业都是不公平的。

（二）电能计量表产生误差

电能计量表是电能计量的重要工具，现阶段电能计量表主要分为两种类型，一种是电子式电能表，另一种是数字式电能表，分布式光伏系统在电能计量中会对电能计量表的准确度产生影响。电子式电能表是电网中普遍使用的电能计量表，应用的主要原理是模拟式分割乘法器。在分布式光伏系统越来越普遍的应用情况下，电子式电能表逐渐显示出电能计量的弊端，那就是会受到谐波影响，产生较严重的计量误差。电子式电能表产生误差的主要原因在于频带较宽，因此会将基波功率和谐波功率置于同样的条件下进行计算，从而产生计量误差；数字式电能表是当前电网中的主流电能计量表，应用的原理是A/D转换数字乘法器，电能计量的准确度高于电子式电能表，能够实现多功能的电能计量。数字式电能计量表主要在固定的周期内采集电流和电压的样本信号，然后进行电能计量，但是谐波的产生会使固定周期内的样本信号无法同步于实际信号频率，因此会造成采样不准、计量误差的现象发生。

结论：综上所述，针对分布式光伏发电项目的电能计量及影响的探究是非常必要的。研究可得，分布式光伏发电项目输出功率较小，无噪音无污染，因此具有较强的环保效益，能够在一定程度上缓解用电问题，但是该项目会造成线性负载和非线性负载的现象发生，并造成电能计量表的误差，影响电网的整体规划、电能供应的质量和继电保护的有效性。希望本文可以为研究分布式光伏发电项目的电能计量及影响的相关人员提供参考。

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