低壓分布式光伏計量采集典型技術分析

吳照紅

摘要：在分布式光伏發(fā)電迅速發(fā)展的進程中，有必要探索一種更加有效的計量采集典型技術，推動集中式光伏發(fā)電集約高效利用，發(fā)揮出分布式光伏發(fā)電更大的優(yōu)勢。文章就低壓分布式光伏計量采集設備配置、典型技術實現(xiàn)途徑進行了論述與分析。

關鍵詞：低壓分布式光伏計量采集典型技術分析

引言：傳統(tǒng)的現(xiàn)場計量方式，開關跳合閘的電流經(jīng)常難以達到表計的電流規(guī)格，會造成無法遠程跳閘或合閘。且現(xiàn)場表計不具備下行接口及規(guī)約轉(zhuǎn)換的能力，國網(wǎng)營銷部下發(fā)的文件中指出及時控制和柔性調(diào)節(jié)。針對該種情況，探索低壓分布式光伏計量采集典型技術應用的可能性，實現(xiàn)“可觀、可測、可控”的要求，確保光伏電源整個配電網(wǎng)的安全運行。

一、低壓分布式光伏計量采集設備配置

1.采集終端

采集終端安裝在臺區(qū)變壓器低壓側(cè)，執(zhí)行采集主站下達的命令，采集臺區(qū)下用戶用能信息，主動上報異常信息。其規(guī)格選型如下所示：①I型集中器，電壓3×220/380V、電流1.5（6）A，適用于存量臺區(qū);通信方式：上行4G/5G、下行HPLC;②II型集中器，電壓220V，適用于光伏用戶較集中的臺區(qū)，通信方式：上行4G/5G、下行RS-485;③能源控制器，電壓3×220/380V、電流1.5（6）A，適用于新增臺區(qū)及存量改造，通信方式：上行4G/5G、下行HPLC。

2.電能表

電能表安裝在計量箱內(nèi)，具備電能計量、電壓監(jiān)測等功能，當配置電能質(zhì)量監(jiān)測模組時，可具備諧波監(jiān)測、閃變監(jiān)測功能。電能表接入方向應以實際用電性質(zhì)為準，用電（下網(wǎng)）為正，發(fā)電（上網(wǎng)）為負。規(guī)格選型如下所示：8kW以下電能表，按照三相/單相直接接入，電壓220V、電流：10（100）A;準確等級：B（1.0）級/A（2.0）級;8kW～30kW電能表，按照三相四線直接接入，電壓3×220/380V、電流10（100）A;30kW以上電能表，按照三相四線互感器接入，電壓3×220/380V、電流1.5（6）A;準確等級：C（0.5S）級。

3.電流互感器

電流互感器安裝在計量箱內(nèi)，與電能表配套使用。準確度等級應為0.5S級及以上，存在直流分量的發(fā)電計量點，應配置抗直流分量的互感器。其主要包括準確度皆為0.5S的普通型、抗直流分量型兩種類型，其中前者包括75-150A/5A、200-500A/5A、600-800A/5A的規(guī)格，后者包括150-200A/5A、300-500A/5A、600-800A/5A的規(guī)格。

4.光伏數(shù)據(jù)采集器

光伏數(shù)據(jù)采集器安裝在計量箱內(nèi)，光伏數(shù)據(jù)采集器提供標準接口，支持HPLC與終端進行通信;支持終端下發(fā)的讀取、設置、操作、代理等各種服務命令;對重要數(shù)據(jù)和參數(shù)設置、控制報文的傳輸應有安全防護措施。光伏數(shù)據(jù)采集器提供標準接口，支持RS485、RS232等通信方式與光伏逆變器進行通信;支持與光伏逆變器串口參數(shù)適配;支持與各個光伏逆變器廠家協(xié)議適配;對終端下發(fā)的讀取、設置、操作、代理等命令能夠?qū)崟r轉(zhuǎn)換成對應逆變器廠家的modbus協(xié)議;支持各個逆變器廠家協(xié)議解析，并能轉(zhuǎn)換成標準698協(xié)議回復終端。

5.防/反孤島保護裝置

防/反孤島保護裝置具備快速監(jiān)測孤島并立即斷開與分布式光伏電源連接的能力，防孤島保護動作時間不大于2秒，其包括防孤島裝置、反孤島裝置兩種類型，前者適用于容量為8kW以上的用戶，后者適用于接入總?cè)萘砍^臺區(qū)變壓器額定容量25%臺區(qū)[1]。

二、低壓分布式光伏計量采集典型技術實現(xiàn)途徑

1.0～30kW自發(fā)自用/余電上網(wǎng)典型設計

在供、用電設施產(chǎn)權(quán)分界點處設置1只電能表，計量光伏用戶上網(wǎng)電量和下網(wǎng)電量;在光伏用戶發(fā)電側(cè)設置1只電能表，計量光伏設備發(fā)電量。在電能表的后端安裝1只智能斷路器，接受電能表命令實施并、離網(wǎng)控制;在用戶用電點設置1只遠程費控、開關外置的電能表，用于計量用戶用電量

2.采集通信組網(wǎng)方案設計

現(xiàn)場非光伏電表組網(wǎng)方式為能源控制器+II型采集器+電表方式，光伏用戶采用II型集中器+電表方式，光伏逆變器本地通信為RS232等方式。

3.光伏數(shù)據(jù)采集器協(xié)議制定

采集主站通過采集終端向光伏數(shù)據(jù)采集器下發(fā)控制命令，由光伏數(shù)據(jù)采集器控制逆變器的有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電壓等輸出大小。

4.安裝計量箱

計量裝置的安裝需嚴格遵循Q/GDW 10347-2016《計量裝置通用設計規(guī)范》、Q/GDW 11008-2013《低壓計量箱技術規(guī)范要求》;電能表應安裝在計量箱內(nèi)，同一供電地點有多只電能表，可采用多表位計量箱，應考慮預留表位;計量箱導線線徑應符合DL/T 448-2016《電能計量裝置技術管理規(guī)程》要求，最大電流為100A的電能表，計量箱內(nèi)導線橫截面至少25mm2。經(jīng)互感器接入的電能表，計量箱內(nèi)導線橫截面至少4mm2。表后斷路器的額定電流應不低于電能表最大電流，并與實際用電負荷或發(fā)電電流大小相匹配[2]。

5.各區(qū)域采集器布置

變壓器側(cè)。變壓器側(cè)選擇支持特征電流識別、光伏數(shù)據(jù)采集控制的能源控制器;普通用戶側(cè)。選擇支持特征電流拓撲的II型采集器，II型采集器上行支持HPLC通信，下行通過RS485于用戶電表通信;光伏用戶側(cè)。選擇光伏數(shù)據(jù)采集器，從用戶側(cè)AC220V取電，上行支持HPLC通信，下行通過RS232于現(xiàn)場逆變器進行通信。

6.計量采集

日常監(jiān)測中，在分布式光伏發(fā)電時段，按照15min頻率，定時采集分布式光伏用戶電能表內(nèi)數(shù)據(jù)。此外需按照業(yè)務需要，對重點用戶、重點時段高頻監(jiān)測電壓、電流、有功功率、無功功率數(shù)據(jù)，實現(xiàn)1min級數(shù)據(jù)采集[3]。

結(jié)語：綜述，探索低壓分布式光伏計量采集典型技術，需明確低壓分布式光伏計量采集設備配置，其后再探索具體技術的實現(xiàn)方式，這需綜合考慮低壓分布式光伏發(fā)電區(qū)域的實際情況，按照實際需求來探索具體技術的應用方式，以此來發(fā)揮出其最大價值。

參考文獻：

[1]張沖標.小容量分布式光伏電站信息采集系統(tǒng)[J].農(nóng)村電工，2020，（10）：2.

[2]張林浩，馬紅明，李傳等.基于關口計量采集系統(tǒng)的光伏發(fā)電T接上網(wǎng)電量差錯分析[J]. 河北電力技術，2019，（1）：4.

[3]范玉林.分布式光伏發(fā)電對電能采集及線損的影響[J].電子制作，2019，（16）：3.