光伏发电并网的电能计量问题研究

光伏发电并网的电能计量问题研究

郑向昭

永州市湘能农电服务有限公司双牌分公司 湖南省永州市 425200

摘要：通过分析光伏发电并网的现状，结合其独特的性质和电力计量点的设置原则，精心挑选出最佳的并网计量点，可以大大提高电网的效率，更加精准地计算电量，并且保证电力系统的安全可靠运行。

关键词：光伏；发电并网；计量问题；电能

引言

随着世界经济的一体化，工业发展变得更加重要。为了应对日益紧缺地能源，近年来，各国纷纷投入资金，寻求更多可再生的能源。核电、海洋潜水、风电、地热能等可再生能源，虽然在相关领域取得了一定的进步，但光伏发电，特别是分布式光伏发电，仍有待进一步深入的研究和发掘。因此，本文将重点介绍光伏发电的基础知识，电能的测算方法，以及它们在实际应用中的优势。

一、光伏发电并网概述

（一）光伏发电原理

利用光伏发电技术，可以将太阳辐射中的光子转换成电势能，这种电势能可以被特定的物质吸收，并且随着物质的运动而不断变化，最终形成一个稳定的电池，从而实现光伏发电的目的。太阳能电池板是光伏电力系统中不可或缺的组成部分，它的材质决定了能量的转换效率。一个完整的光伏发电系统包括太阳能电池板、控制器、蓄电池、直流配电箱和交流配电箱。太阳能光伏发电技术有两种主要类型：并联式和独立式。前者与公共电力系统相连，就像一个小型的发电站。后者则是在其内部建造电池组。通过使用光伏技术，可以将太阳辐射转换为高压直流电。这些直流电流可以被转换为和电网电压一致的正弦波。相比之下，单独的发电系统则需要使用额外的能源，这些能源可以被转换为可再生能源，然后被储存在蓄电池中。

（二）光伏发电并网系统

无论是哪种模式的并网系统，都必须满足严格的要求，其中最重要的是，必须遵循ABC三相逆时针旋转，并且频率必须保持在50 Hz以上，同时，还要确保电波畸变率处于一个合理且较小的范围之内。光伏发电技术具有发电系统容量小且分布广泛的特点，因此在实际应用中，除了满足上述要求外，还需要根据实际情况采取更多针对性的措施。光伏发电并网方式大致可分为两种：集中式和分散式。集中式光伏电并网系统具有容量大、空间充裕、阳光照射量足的特点，可以直接向电网供电，而且不需要负荷。相比之下，分散式光伏电并网系统更加灵活，可以在一定范围内安装太阳能电池板路灯，但是容量较小，占用的空间也更多，因此也需要一定的负荷。随着分散式发电技术的不断发展，它们的覆盖面越来越广，但也带来了一定的不利影响。因此，集中式发电技术将成为光伏电并网的主流趋势，以期达到更好的效果。

二、光伏发电系统并网带来的问题以及影响因素

（一）光伏发电系统并网引发的问题

光伏发电系统并网时可能会遇到孤岛效应。孤岛效应指的是：当光伏发电系统与公共电网连接时，由于电网可能存在未知故障导致系统断电。如果发生了这种情况，发电站将无法进行自我检查，并继续向系统提供电力。孤岛效应可能会严重破坏整个配电系统，甚至危及电力维修人员的安全。由于电压波动剧烈，孤岛区域的设备容易受到损害，从而导致开关故障或其他问题。因此，在孤岛地区，必须采取措施确保电力供应的稳定性和安全性。为了确保光伏电系统的正常运行，我们需要安装一个可靠的并网逆变器，能够及时检测孤岛效应，并通过科学方法有效地防止其造成的损失。另外，我们还需要注意继电保护设备的作用，因为光伏发电系统中有许多继电保护设备，如果出现孤岛效应或其他情况，我们应该采取科学的方法，让光伏电源的断开比接通电源的时间早，从而防止电弧的二次燃烧。

（二）分布式光伏发电并网影响

随着分布式光伏发电技术的发展，它们已经从单一的放射状结构转变为多电源结构，这种新型发电方式不仅可以有效地改善公共电网的电力供应，而且还可以显著提高电网的静电特性、继电保护和电能质量。第一，分布式并网的出现极大地改变了电网的整体规划，它不仅极大地提高了负荷预测的准确性，而且还彻底颠覆了传统的负荷增长模式，从而极大地推动了电力系统的可持续发展。第二，分布式光伏电的接入会对电能的质量产生重大影响，因为它会改变电能的大小和容量，而且馈线上的电压也会受到接入位置的影响。随着技术的发展，光伏发电系统可以通过逆变器接入电网，但是，由于这类电力电子器件长期暴露在野外，可能会造成谐波污染。第三，分布式光伏发电系统的出现改变了电能计量的方式，使得原有的单向电能计量方式不再适用于当今的发展模式，因此，需要采取更加灵活的技术手段来实现光伏发电的可持续发展。

三、分布式光伏电并网计量点配置研究

（一）计量点的设置原则

为了确保电力用户和电力公司的利益最大化，正确地安排分布式光伏发电站的计量点至关重要。因此，光伏发电站必须在电网中安排一个合理的计量点，这个计量点必须是方便操作的，并且可以准确地测量电能的大小，以便工作人员可以准确地记录电力用户的消费情况，并且可以准确地进行电价补偿。根据各地的电力需求，我们需要合理确定电价水平，并考虑到各个电源供应商的电力贡献。此外，为了更好地管控电网的贸易，我们建议在电网并网时，设立一个贸易审核点，以便更加准确地进行电力交易。通常，关键的测量点应该被安排在产权边缘。但是，如果由于特殊情况，这些边缘没有足够的测量点，那么我们可以寻求更加便捷的测量方式，以便更好地控制电力的流动。此外，对于那些不符合测量标准的测量点，产权所有人应该负责维护和修复。随着分布式光伏电并网的普及，采取统购运营的模式，计量点的设定也将更加统一，从而实现电价的有效补偿，并且有助于准确地计算电费。

（二）规范分布式光伏发电并网技术

为了满足电力消费者的日益增长地电力需求，提高配电网的可靠性，我们必须积极探索分布式光伏电源与配电网的融合，开展深入的实战演练，不断深化对这一领域的研究，从而促进其可持续发展。随着科学技术的飞速发展，分布式光伏发电已经成为一种重要的发电方式，然而，要想让这种发电方式发挥最大的效用，就必须对其进行系统的评估，从而提高设备的效率，最大限度地降低它给主动配电网带来的负面影响。为了更好地推广智能电表的应用，我们应该在所有计量点安装相应的智能电表，以便实时准确地监测电量数据。为了确保低压光伏发电能够安全可靠地输送给电力用户，我们应该定期检查已经使用的低压光伏电系统，特别是对电表前后的接线路段进行检查，以确保用电合法合规。为了更好地管理电力信息采集，我们应该对光伏电出口电能表进行优化和改革，并规范电线的安装、表箱和封签等硬件设备，以防止出现输电问题。为了确保逆变器输出线的可靠性，必须在其中加入特定的载波信号，并在电量计量表中安装载波信号识别器。如果电力用户未经允许而擅自接线，载波器将发出警报，从而使计量表停止工作，同时电能信息采集系统终端也会发出报警信息。

结束语

随着分布式光伏电并网技术的发展，它为电力用户带来了许多便利，但也带来了一系列挑战。要想有效解决这些问题，就必须从合理选择和设置电力计量点等方面入手，科学考虑计量方式，并将分布式电网技术规范化。为了促进分布式光伏电的普及和应用，电网公司和政府应当制定一系列支持政策，以确保其可持续发展。

参考文献

[1]胡明磊.光伏发电并网的电能计量问题研究[J].技术与市场,2017,24(04):99+101.

[2]程禹智.光伏发电并网的电能计量问题研究[J].中国高新技术企业,2016(28):144-145.

[3]李杨,徐志艳.光伏发电并网及电能计量问题探究[J].科技风,2012(22):61+71.