基于分布式光伏发电系统接入计量方案

基于分布式光伏发电系统接入计量方案

陈晓婷成瑞芬

国网山西省电力公司太原供电公司山西太原030012

摘要：分布式光伏发电指在用户所在场地或附近建设、运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网且在配电网系统平衡调节为特征的光伏发电设施。合理给出分布式光伏发电系统接入计量计费方案，对上下网电量、发电量的准确计算和计量装置的安全稳定运行有着非常重要的影响。

关键词：分布式光伏发电；计量方案

一、分布式光伏发电运营模式和并网方式

（一）分布式光伏发电的运营模式

1.统购统销模式

统购统销模式是指第三方拥有光伏发电的经营权，通过对光伏发电的建设，将所发的全部电量输送到公共电网中，同时，供电企业要对发电量进行负责。此种模式的发电，电源在经过低压母线或变电站时，就可以实现上网功能，并将电量输送给用户。目前，统购统销模式已运用到我国的很多地区。

2.合同能源管理模式

合同能源管理模式是指由第三方投资，发电量优先满足用户的需求，不足电量要按照当地电价，由相关企业向用户提供。此模式具体的运行方案为，电量要经过低压电网然后再输送给用户。在这个过程中，投资机构都是通过出售电量来获得经济利润，给光伏发电模式带来了较大的挑战。

3.自发自用模式

主要是指用户通过建设光伏电站以满足自己对电量的需求，多余的电量用于上网，不足电量由发电企业提供。分布式电源和用户位于同一地点，且是同一法人。目前，由用户自己投资的项目主要靠政府补贴和节省电费收回投资成本。

4.混合模式

混合模式基本是以上3种模式中任意2种或3种模式的组合，投资公司建设的大型光伏示范工程一般采用混合模式。例如中新天津生态城是国家和政府支持的新能源示范工程，生态城投资公司自己建设且为自己供电的分布式光伏发电设施按“自发自用”模式运营；在其他单位场所建设并为该单位供电的分布式光伏发电设施，按合同能源管理模式经营；利用公共场地建设的光电设施，采用统购统销模式。

（二）分布式光伏发电并网方式

1.接入公共电网。对这种方案来说，比较适用于统购统销模式的光伏发电工作中。其中，电网线路以及配电箱作为电网的公共连接点，并将产权分界点以及并网点设置在同一点位。在这种并网方案中，具有多点接入以及单点接入这两种情况，不仅计量较为简单，而且非常便于我们对其进行调度以及维护。

2.接入用户电网。对于这种方案来说，其更适合应用在自发自用模式以及合同能源管理模式中，且同样将线路以及配电箱作为电网接入点，而产权分界点同并网点则不会设置在同一电位处。

将分布式光伏发电项目接入电网时，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、分布式光伏发电的电能计量

（一）分布式光伏发电的电能计量特点

1.负荷波动范围较宽。对于分布式光伏发电来说，受到不同环境、季节、地域的影响比较大；2.电能质量应得到监控。监控客户的发电运行模式是否达到标准，这样可以在一定程度上保证电能的质量；3.客户既是受电端又是发电端，因此应当保证双向的计量，并且能够保证计量的公平性与精确性。

（二）分布式光伏发电对电能计量的需求

1.功能需求

首先，单三相电能表应当具备双向计量功能，进而能够满足客户端负荷潮流双向流动在分布式能源计量技术下的需要。其次，还应该具备能够记录不同类型事件的功能，保证能够在失压的情况下满足对异常状态进行检测的需要。最后，还应该具备多种通信方式共享并存的功能，满足在不同的环境下的数据采集的需要。

2.性能需求

一方面是宽负载、高准度的计量。在分布式能源计量的情况下，会在一定程度上加宽负荷波动的范围，特别是对于太阳能发电来说，尤其要注意环境、地域的影响。因此，在设计智能电表装置时应当注重电能表的高宽负载的性能。另一方面是双向式公平计量，在一般情况下，客户会拥有用电模式和发电模式这两种模式，这就要求必须要保证电能表的双向计量的精确性、公平性。

3.节能环保与装置可靠性的要求

在分布式能源计量技术中对电能计量装置的可靠性要求比较高，具体来说，就是要保证电能计量装置使用时间和使用性能，必须要定时的检查装置，在传统设备的基础上创新改造新型的装置。除此之外，电能计量装置还满足节能环保的要求，充分保障计量的效果。

4.通信方式对计量误差影响的相关要求

分布式能源计量技术可以有效的提高电能表的数据传输数量，但是，我们也应该清楚的认识到数据传输对电能计量的数据准确度的影响。因此，我们应当充分的考虑到通信方式对电能表的影响，减少计量误差。

（三）分布式光伏发电的电能计量方案

分布式光伏发电在电力系统应用中需要安装电能信息采集计量装置，该装置的主要作用是有效准确的统计分布式光伏发电系统的发电量，并计量电力用户的实际用电量。根据分布式光伏发电的模式来设置电能计量点，可以把分布式光伏发电的模式再分为两类：从电网吸收电能和释放电能。前一种，应该将分布式光伏发电电能计量点设置在入网产权分界点处，即为用户计量点；后一种，原则上应该在入网的每一条线路都设置一个计量点。

分布式光伏发电项目秉承自发自用、余电上网原则，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，发电关口的电能表计量的是光伏发电的电量，是新装的用于计量发电的电能表；上网关口的电能表计量的是发电客户自己内部用完后多余的上网的电量，上网电能表不是新装表而是关联用电客户电能表并取其反向有功示数类型。

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的全额上网消纳模式下，并且有升压变压器的分布式光伏发电项目，考虑到在夜间光伏不发电的情况，由于逆变器、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。关口计量点原则上设置在产权分界点处，即分布式光伏发电项目与公共电网明显断开点处开关设备的电网侧。对在分布式光伏发电项目为自发自用、余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。

（四）分布式光伏发电的电能计量装置

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，必须要注重以下几点要求：

1.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。

2.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。

3.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。

4.电能计量装置应配置专用的整体式电能计量柜(箱)。

5.二类电能计量装置宜配置准确度等级0.2S的电流互感器；准确度等级0.2的电压互感器；三类电能计量装置宜配置准确度等级0.5的电压互感器；准确度等级0.5S的电流互感器。

三、结束语

目前的计量模式、方法需要根据分布式发电的需求做出调整，智能电表的功能需要按照满足电网与用户双向互动的需求而不断丰富，通讯手段也需要不断扩展，在满足双向计量、独立计量和数据采集与监控功能基础上，为用户与电网之间的双向互动提供通道，充分发挥智能电表在未来智能电网中的作用。

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