分布式光伏并網(wǎng)計量點設置與計量方式的探討

(華能浙江清潔能源分公司， 杭州 310014)

0 引 言

近年來，在應對全球氣候變暖的大背景下，大力發(fā)展可再生能源以替代化石能源已成為眾多國家能源轉(zhuǎn)型的大勢所趨，節(jié)能環(huán)保的發(fā)電方式越來越受到各國的青睞。在目前眾多備選的可再生能源類型中，太陽能無疑是未來世界最理想的能源之一，在各國中長期能源戰(zhàn)略中占有重要地位。

目前應用最為廣泛的屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，是建在城市建筑物屋頂?shù)墓夥l(fā)電項目。

分布式光伏具有因地制宜、分散布局、就地消納的特點，是未來光伏發(fā)展的重要方向，市場潛力巨大。近年來鼓勵發(fā)展清潔能源，分布式光伏的裝機容量逐年提高，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的方式不同，采用的計量方式也不同，文中對分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)計量點配置進行探討。

1 分布式光伏并網(wǎng)方式

1.1 分布式光伏發(fā)電結(jié)構(gòu)特點

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件、組串式逆變器、交流匯流箱、箱式變壓器、交流配電柜等，另外還配備二次保護裝置、供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測裝置以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。

分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)方式分為兩種，第一種為“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式，第二種為“全額上網(wǎng)”模式。第一種并網(wǎng)方式通過10 kV或者380 V電壓等級接入屋頂企業(yè)配電房(如圖1所示)；第二種并網(wǎng)方式通過10 kV電壓等級接入公共電網(wǎng)(如圖2所示)。

圖1 “自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”并網(wǎng)模式

圖2 “全額上網(wǎng)”并網(wǎng)模式

1.2 “自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”供用電方式

“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的并網(wǎng)模式為接入屋頂?shù)蛪号潆姺磕妇€。

在光伏接入前，電能的流向是單一的，即電網(wǎng)流向用戶負荷，計量點為用戶與電網(wǎng)之間的電度表，有功計量方式為電度表正向有功(系統(tǒng)電源側(cè)→用戶負荷側(cè))。

在光伏接入后，電能的流向不再單一，在光伏發(fā)電時，若用戶處于生產(chǎn)狀態(tài)且用電負荷大于光伏發(fā)電功率，此時對于用戶的用電既有公共電網(wǎng)的供電S1，又有光伏發(fā)電的供電S2(如圖3所示)。

圖3

在光伏發(fā)電時，若用戶處于生產(chǎn)狀態(tài)且用電負荷小于光伏發(fā)電功率，此時用戶的用電為光伏發(fā)電的供電S3，而一部分光伏發(fā)電量S4接入電網(wǎng)(如圖4所示)。

圖4

在光伏發(fā)電時，若用戶處于不生產(chǎn)狀態(tài)，此時光伏發(fā)電量直接接入電網(wǎng)。

在光伏不發(fā)電或者發(fā)電量較低不足以供給光伏系統(tǒng)設備用電時，光伏通過屋頂企業(yè)用戶的母線為光伏系統(tǒng)設備供電。

1.3 “全額上網(wǎng)”供用電方式

“全額上網(wǎng)”并網(wǎng)模式通過10 kV電壓等級接入公共電網(wǎng)。

當光伏發(fā)電時，光伏發(fā)電量接入公共電網(wǎng)；當光伏不發(fā)電或者發(fā)電量較低不足以供給光伏系統(tǒng)設備用電時，由公共電網(wǎng)為光伏系統(tǒng)設備供電。

2 計量設置及計量方式

2.1 “自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”計量設置及計量方式

“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”存在四種不同的供用電情況，因此，對于此類并網(wǎng)模式須設置至少兩個計量點。此類并網(wǎng)模式主要為屋頂企業(yè)用戶進行供電，為進行降低企業(yè)用戶所承擔的線路損耗，光伏側(cè)計量點K1設置在光伏與屋頂企業(yè)用戶母線的接入側(cè)，安裝雙向表計；在企業(yè)用戶與公共電網(wǎng)側(cè)設置計量點K2，安裝雙向表計(如圖5所示)。

圖5

光伏側(cè)計量點K1的正向有功為光伏發(fā)電側(cè)→用戶負荷側(cè)，反向有功為用戶負荷側(cè)→光伏發(fā)電側(cè)；用戶側(cè)計量點K2的正向有功為公共電網(wǎng)側(cè)→用戶負荷側(cè)，反向有功為用戶負荷側(cè)→公共電網(wǎng)側(cè)。

在進行結(jié)算時，K1點抄錄量正向有功W1，反向有功W2；K2點抄錄量正向有功W3，反向有功W4。其中W1為光伏發(fā)電量，W2為光伏系統(tǒng)外購電量，W3為公共電網(wǎng)供給用戶及光伏系統(tǒng)電量，W4為用戶及光伏系統(tǒng)進入公共電網(wǎng)電量。

因此，光伏發(fā)電量即為W1；由于用戶不存在發(fā)電向公共電網(wǎng)反送電的情況，W4為光伏發(fā)電進入公共電網(wǎng)電量，即為余電上網(wǎng)電量；光伏系統(tǒng)外購電量即為W2；用戶及光伏系統(tǒng)用公共電網(wǎng)電量為W3，用戶用公共電網(wǎng)電量為W3-W2；用戶用光伏發(fā)電量為W1-W4。

在進行電費結(jié)算時，W1可作為新能源補貼的電量依據(jù)，W4可作為光伏發(fā)電單位與供電單位結(jié)算發(fā)電量依據(jù)，W3可作為供電單位與用戶結(jié)算的電量依據(jù)，W2可作為用戶與光伏發(fā)電單位外購電結(jié)算的電量依據(jù)，W3-W2可作為用戶與光伏發(fā)電單位的用電量結(jié)算依據(jù)。

2.2 “全額上網(wǎng)”計量設置及計量方式

“全額上網(wǎng)”存在兩種不同的供用電情況，因此，對于此類并網(wǎng)模式須在光伏接入公共電網(wǎng)側(cè)設置至少一個計量點K3(如圖6所示)。

圖6

在進行結(jié)算時，K3點抄錄量正向有功W5，反向有功W6。

W6即為光伏發(fā)電上網(wǎng)電量，W5為光伏發(fā)電系統(tǒng)外購電量。

在進行電費結(jié)算時，W6可作為光伏發(fā)電單位與供電單位結(jié)算發(fā)電量依據(jù)及新能源補貼的電量依據(jù)，W5可作為光伏發(fā)電單位外購電量依據(jù)。

3 結(jié)束語

為響應國家對清潔能源的發(fā)展鼓勵，分布式光伏不斷增加，對于分布式光伏的計量配置及計量方式進行了探討，其中對于計量點安裝雙向表計對保障電力企業(yè)與用戶的合法經(jīng)濟利益顯得尤為重要。

規(guī)范合理的分布式光伏的計量配置及計量方式對規(guī)范電力市場及國家清潔能源發(fā)展有著重要的意義。