浅谈光伏发电并网的电能计量问题研究

浅谈光伏发电并网的电能计量问题研究

王金平

河北省电力建设第一工程公司河北石家庄050031

摘要：光伏发电并网在我国电力企业发展中发挥着举足轻重的作用，对于其中存在的问题，需要加强研究和投入，通过知识积累、技术创新来解决，确保光伏等新能源行业能够顺利并网发电，为光伏发电业务提供更好支持。

关键词：光伏发电；并网；电能计量；发电方式；电力系统

前言：

随着国家的大力支持和鼓励，越来越多的居民用户已经参与到分布式光伏建设中，这种新的发电用电方式被普及的同时，与其相匹配的电能计量方式的研究也要得到重视。只有准确地计量出相关的电能数据，我们才能对这种新的发电用电方式进行更深入的分析，也才能让好的新方式得到更快的推广。

1光伏发电及光伏发电并网系统

光伏发电是太阳能发电的其中一种方式，其功率可大可小、易于维护。光伏发电应用的是光生伏特效应原理，光生伏特效应是指半导体在受到光的照射时产生电动势的现象。太阳能发电中的光伏发电是应用光生伏特效应将太阳的辐射转换为电能。光伏发电并网指由光伏发电产生的直流电经过逆变器后，转换为符合市区用电要求的交流电之后，并入公共电网的一种发电方式。

2并网准则

对于以10（20）千伏电压等级接入电网或同时以10（20）千伏、380（220）伏两种电压等级接入电网的分布式新能源发电项目，由局本部提供并网服务：以380（220）伏电压等级接入电网的项目，由各区（市）局提供并网服务。分布式光伏发电项目接入电压等级，应根据项目所在地电网结构和光伏发电项目分布的实际情况确定，可参考原则第一，分布式光伏电能计量表应符合相关电能表技术规定，应具备双向计量、分时计量、电量冻结等功能、支持载波、RS485、无线多种通信方式、适合不同使用环境下数据采集需要。第二，220V计量点应配置S485单相电子式电能表或单相电子式载波电能表。第三，380V计量点和10kV计量点应配置葡萄三相电子式电能国标、三相电子式载波电能表式或三相电子式多功能电子表，表计应符合《三相电子式多功能电能表技术标准》。第四，分布式光伏发电项目接入电网时，需要在并网接入处和发电侧同时设置计量点。并网计量点应设置在分布式电源接入配电网的产权分界处，分布式光伏电源发电侧应尽量集中，各个集中发电点设置一个计量点。

3传统电能计量方法

3.1高供高计

高压供电，高压侧计量主要用于国家电压标准10kV及以上的高压供电系统，需经过高压电压互感器、高压电流互感器计量。其电表额定电压等级为三相三线三元件或者三相四线三元件。计算用电量需乘PT、CT倍率。10kV/315kVA受电变压器以上的大用户为高供高计。

3.2高供低计

高压供电，低压侧计量主要用于35kV、10kV以上的供电系统，需经过低压电流互感器计量，计算用电量需乘CT倍率10kV/500kVA及以下为高供低计。

4光伏发电并网的电能计量方法探究

由于在用电网络中负载不一定全部都由电阻构成。有一部分电能功率被称为无功功率，这部分电能被储存在电感和电容中，仅作交换用途而并没有被消耗。而用户实际消耗的电能则称为有功电能，这也是我们日常生活中电表所记录的电能。根据这个情况，我们应用ADC模数转化电路来采集电流、电压，并转换成数字信号，将这些信号传递到专用的芯片进行处理，以迅速计算出我们所需要的电能信息。但由于ADC采集电路时不可以采集到每一个时刻的信号，所以我们将ADC在一段时间内采集到的信号个数设为n，当n值很大而且采集的时间很短的时候，可以将采集到的信号近似地看作连续信号。将ADC在一段时间里等间隔连续采集的n个瞬时电压信号设为u，将n个瞬时电流信号设为i，将有效电压设为U，将有效电流设为I，则：运用相同的方法，我们可以计算出有效电流I。我们将瞬时功率设为p，将有功功率设为P，将视在功率设为S，将功率因数设为Fp，则：我们可以用有功功率P的正负值来判定功率方向，当P为正值时，功率方向为正，当P为负值时，功率方向则为负。又或者，我们首先设任意一个二端网络，将任意时刻值设为t，将瞬时功率设为p，将端口电压设为u，将端口电流设为i，则：设正弦稳态下端口电压为U，则。

5解决风力发电和光伏发电的具体方法

5.1提高孤岛效应的检测

风力发电和光伏发电并网，为保证自身供电的持续性，使自身处于独立状态，在电力企业电网在运行过程中出现故障或断电维修时，就会自动切离自身与主网，从而满足人们的供电需求。但是这种供电模式，不但降低供电质量，还严重威胁人们的生命安全。电力企业要想彻底杜绝类似问题的出现，就必须对电网运行监测进行严格监督，一旦问题出现，就要及时作出应急A案，保障电网的安全性、稳定性，提高人们的用电质量。另外，电力企业不要固步自封，要着力开发全新性、准确性更高、安全性更好、及时性更强的孤岛监测方式，加大对改善电网运行孤岛效应的研究，避免运行故障的发生。及时发生也可以进行及时的优化系统，准确排除，进而保证电网系统的正常供电。

5.2完善光伏发电系统

电力企业的整体电力系统引进光伏发电后，由于光伏发电自身的特点，改变了电力系统运行过程中原有的故障形式，导致电网现在多出现一些电气量故障，而这种故障具有多变性和复杂性，检测起来十分困难，严重破坏电力系统的自我保护系统，增加维修人员工作量，提高了工作难度系数。所以，电力企业在今后的发展中，要加强对此类问题的研究，运用更先进的技术进行保护系统，保证电力的持续发展。

结语

光伏发电系统与传统发电相比具有非常鲜明的特点，其给电网的优化控制、安全稳定运行带来了许多新问题，且本身还缺乏有效的实验手段，无法完成对光伏发电系统的并入配电网机理的有效认识。因此，应从含光伏发电系统配电网规划入手，对光伏发电并网所面临的问题进行合理的分析和研究，健全相关的技术标准，确保光伏发电系统安全稳定发电，有效发挥可再生能源的资源优势，实现光伏发电系统与大电网的协调运行发展。

参考文献

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