談分布式電源入網(wǎng)電能計量方案設(shè)計與實(shí)施

作者/郭超，國網(wǎng)山東省電力公司樂陵市供電公司

談分布式電源入網(wǎng)電能計量方案設(shè)計與實(shí)施

作者/郭超，國網(wǎng)山東省電力公司樂陵市供電公司

社會的發(fā)展離不開電能，隨著社會對生活用電和工業(yè)用電需求量的增加，分布式電源技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)。分布式電源的類型比較多，以資源為分類標(biāo)準(zhǔn)，可將其分為可再生資源類分布式電源和不可再生類分布式電源。本文對分布式電源的具體類型進(jìn)行分析，并提出分布式電源入網(wǎng)電能計量方案設(shè)計與實(shí)施的策略。

分布式電源入網(wǎng)；電能計量；方案設(shè)計與實(shí)施

分布式電源是電力行業(yè)興起的一種新技術(shù)，由于分布式電源的容量不大，所以其能夠被直接接入配電網(wǎng)中。這種技術(shù)相對比較靈活，且能保持各電源之間的獨(dú)立性。相應(yīng)的，其電能計量的設(shè)計也有所不同，具體的計量方式與一般的電源技術(shù)存在差異。

1.分布式電源的種類

■1.1 可再生資源分布式電源

比較常見的可再生資源主要有風(fēng)力資源和太陽能，兩者都可用于發(fā)電。風(fēng)力資源存在的范圍非常廣泛，是一種清潔度很高，十分環(huán)保的資源。在提倡可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)今社會，風(fēng)力是一種備受青睞的資源，將其用于發(fā)電，能夠在很大程度上節(jié)約能源。由于風(fēng)力發(fā)電需要較高的成本，所以其還沒有被廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)，但風(fēng)力發(fā)電類分布式電源是未來的發(fā)展趨勢。

太陽能是一種不會對環(huán)境造成污染的新能源，我國目前使用頻率最高的就是太陽能發(fā)電。通過太陽能電池板等裝置，吸收太陽能，并將其轉(zhuǎn)化為電能儲存在太陽能電池中，用于發(fā)電。利用太陽能發(fā)電能夠降低運(yùn)輸成本，還能避免在運(yùn)輸過程中損耗電能，因此其能被廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)的發(fā)電環(huán)節(jié)。

■1.2 不可再生資源分布式電源

不可再生資源類分布式電源主要有三種：

第一，燃料電池，通過化學(xué)反應(yīng)，將燃料本身的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。燃料電池在發(fā)電過程中，排放的CO2相對較少，且發(fā)電效率很高，所以其能得到廣泛的應(yīng)用。

第二，新型燃?xì)廨啓C(jī)。采用天然氣、汽油等作為原料，利用燃?xì)廨啓C(jī)來發(fā)電。通常情況下，用于發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)功率不會超過100W，這種供電裝置的體積小，不會對環(huán)境造成污染，操作和維護(hù)簡單，主要為生活區(qū)和商圈供電。

第三，蓄電池。傳統(tǒng)的蓄電池生產(chǎn)成本高，使用壽命短，還會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，且廢舊電池的處理難度較大。在對蓄電池進(jìn)行優(yōu)化后，目前市面上廣泛采用的是鋰電池，用于儲存電能。在分布式電源裝置出現(xiàn)故障，或者不能正常供電時，就可通過鋰電池來提供電能。

2.分布式電源入網(wǎng)電能計量方案設(shè)計與實(shí)施

■2.1 分布式電源的運(yùn)行方式

通常情況下，分布式電源的運(yùn)行方式有以下幾種：第一，分布式電源以獨(dú)立運(yùn)行的方式，為用戶提供所需的電能；

第二，將分布式電源接入電網(wǎng)中，在其中一種分布式電源不能正常供電時，可切換電源來維持正常供電；

第三，將分布式電源與電網(wǎng)并聯(lián)起來，這種方式以自身用電為主，當(dāng)供電量不足時，可從電網(wǎng)內(nèi)補(bǔ)足所需的電能；第四，通過將分布式電源與電網(wǎng)并聯(lián)的方式，向電網(wǎng)輸出相應(yīng)的電能，從而達(dá)到供電的目的。

■2.2 分布式電源入網(wǎng)電能計量點(diǎn)的設(shè)置

在對分布式電源入網(wǎng)電能進(jìn)行計量時，需要設(shè)置相應(yīng)的計量點(diǎn)。根據(jù)分布式電源四種運(yùn)行模式中電能的流動方向，將其分為兩大類，一類是從電網(wǎng)吸收電能，另一類是從電網(wǎng)釋放電能。如果是從電網(wǎng)吸收電能，則應(yīng)該將入網(wǎng)電能計量點(diǎn)設(shè)置在入網(wǎng)產(chǎn)權(quán)的分界點(diǎn)，也就是用戶計量點(diǎn)。如果是從電網(wǎng)釋放電能，則應(yīng)該在入網(wǎng)的每條線路上，都設(shè)置一個電能計量點(diǎn)。

■2.3 分布式電源入網(wǎng)電能計量方法

分布式電源入網(wǎng)電能的計量方法主要有以下幾種：

第一，形狀系數(shù)法。形狀系數(shù)法是以平均電流法為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，在電流通過線路后會出現(xiàn)一定的損耗，形狀系數(shù)法主要是對損耗值進(jìn)行計算，然后匯總得出總的消耗量，從而準(zhǔn)確的計算出分布式電源在入網(wǎng)后，實(shí)際的電能損耗。雖然這種計算方法能大幅度提升計算結(jié)果的精確度，但計算過程中需要用到參數(shù)K，此項(xiàng)參數(shù)會對計算過程造成影響。如果分布式電源在入網(wǎng)時不能很好的接入，使得配電網(wǎng)的等級差，那么就不適合采用這種方法。

第二，等值電阻法。這種計算方法是建立在一定假設(shè)條件之上的，首先要在配電網(wǎng)中假設(shè)一個等值電阻，這個電阻存在于配電網(wǎng)的一端，這樣就可以形成一個等值關(guān)系，即總電流在通過配電網(wǎng)后，損失的電能與整條線路的電能損耗相等。等值電阻法的優(yōu)點(diǎn)是計算簡單，缺點(diǎn)在于其要在假設(shè)條件下才能成立，這樣就會影響計算的精準(zhǔn)度。

第三，電壓損失法。與等值電阻法類似，電壓損失法也需要有假設(shè)條件，即分布式電源入網(wǎng)的全部接入點(diǎn)，都在配電網(wǎng)的終端位置。通過這個假設(shè)條件，就能計算出配電網(wǎng)的線路中電能的損耗值，且這個損耗值是最為接近的。同樣，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是計算簡單，缺點(diǎn)是要受到假設(shè)條件的限制，計算結(jié)果的精準(zhǔn)度無法保障。

第四，均方根電流法。用這種方法計算分布式電源的入網(wǎng)電能損耗時，要適當(dāng)進(jìn)行均方根處理，而其處理對象則是所有通過線路后的電流損耗。均方根電流法操作起來沒有難度，但是比較麻煩。在計算過程中會用到各種數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)要通過實(shí)際測量才能獲取，且測量的過程會消耗大量的時間，測量程序比較復(fù)雜。如果測量值不準(zhǔn)確，就會導(dǎo)致計算結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，均方根電流法最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是重視數(shù)據(jù)測量。此外，線損部分的計算比較難把握，只能將各個節(jié)點(diǎn)的電流相加或相減，才能得到其比較可靠的計算結(jié)果。因此，均方根電流法的計算結(jié)果，在某些情況下也可能存在不準(zhǔn)確的情況。

3.結(jié)束語

綜上所述，目前我國比較常用的等值電阻法、形狀系數(shù)法、電壓損失法、均方根電流法等，雖然操作起來比較簡單，但計量結(jié)果卻不一定準(zhǔn)確。隨著分布式電源入網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，其入網(wǎng)電能計量的精準(zhǔn)度也應(yīng)該有所提高，需要注重計量方式的合理選擇，才能更好的保障計量可靠性。因此，分布式電源入網(wǎng)電能計量需要朝著雙向計量的方向發(fā)展，以提升計量的精準(zhǔn)度。

＊ [1]要培剛,張濤.分布式電源對計量的影響[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品,2016,(14):182.

＊ [2]申展,胡輝勇,雷金勇等.分布式電源接入用戶及用戶側(cè)微電網(wǎng)雙向電能計量問題[J].南方電網(wǎng)技術(shù),2015,9(4):14—21.

＊ [3]張春強(qiáng),劉經(jīng)昊,易丁等.分布式電源并網(wǎng)負(fù)載特性對電能計量的影響研究[J].電測與儀表,2016,53(8):75—80.

＊ [4]閆書芳,張曉東,朱國富等.分布式電源發(fā)電量計量技術(shù)探討[J].電測與儀表,2014,(z1):78—82.