裝表接電在新能源電力系統中的關鍵技術與性能分析

國網山東省電力公司萊蕪供電公司 賈曉榮 徐傳志

在新能源電網建設與推廣的背景下，電能表接電是電網安全穩定運行的一個重要環節。裝表接電是保障電網安全、穩定、可靠的關鍵。為此，對裝表接電系統中的一些關鍵問題進行了深入地研究，并對其進行了系統地研究。通過對電能表接電過程中的一些重要問題進行研究，并對其進行評估，為我國新能源電網的建設與運行提供理論依據與支撐。

1 裝表接電的關鍵技術

1.1 裝表接電的定義和原理

在新能源電力系統中，電能表接電必須充分考慮新能源的特性與需求。“裝表接電”的定義包括裝表與接電兩方面內容。裝表：將電能表裝在用戶的電網側，對用電進行計量。接電：在保證供電安全的前提下，把用戶電網與電網相連。裝表接電的基本原理是以電能計量、電能傳輸為基礎的。用電度表可以準確地測量用戶用電功率，包括有功、無功等[1]。

同時，為了保證電力供應的可靠、安全，在裝表接電時，應注意接電方式及接地設計。新能源電力系統的裝表接電原則必須將新能源接入電網考慮在內。由于新能源的不穩定、間歇性等特點，裝表接電需靈活調節與管理，保障新能源高效利用與穩定供電。另外，裝表接電技術也涉及數據采集和遠程監測等方面。采用智能表計及數據采集裝置，實現了對用戶用電狀態的實時監測與數據采集。遠程監測系統可實現對接電狀態的監測與控制，從而保證電力供應的穩定可靠。

圖1 電表接線圖

1.2 新能源電力系統中的裝表接電技術需求

在新能源發電領域，裝表接電對新能源消納及智能電網提出了更高的要求。下文是主要的技術要求。

一是高精度計量需求：新能源電網中包含了大量的能量，如風電和太陽能等，對其測量結果的準確性提出了更高的要求。裝表接電是指對電力系統進行精確測量，以便對各種能量的使用進行精確的記錄與統計。

可靠性和安全性要求：在新能源電網中，裝表接電要保證電能質量。為了避免出現電源失效或突發事件，保證電網的穩定與安全，必須有良好的電路連接與防護。

靈活調整能力：考慮到新能源發電的不穩定特性，對電能計量接入新能源電網提出了更高的要求。比如，通過對新能源負荷的動態監測，及時地對電網中的電力負荷進行合理的調節，從而保證電網的穩定運行。

數據采集與遠程監控需求：為了對客戶用電狀況進行實時的監視與管理，必須具有對電力系統進行數據采集與遠程監控的功能。同時，為滿足電力系統的運行與節能要求，需要對電力系統進行節能改造。

智能化和網絡化應用：隨著新能源發電系統向智能化、網絡化方向發展，裝表接電也必須與之匹配。在此基礎上，提出了一種新型的電能計量裝置。

1.3 裝表接電的關鍵技術描述和分析

裝表接電是電力系統的重要組成部分，其涉及電能計量、供電、用電等各個環節。以下是主要的技術說明，并對裝表接電進行了分析。

電能計量技術：裝表接電技術中，電能計量是一項重要的技術。傳統的電能計量技術主要是利用電能表來測量電能，隨著科技的進步，其應用范圍也越來越廣。智能電度表具有精度高、可遠程讀取、自動校驗等特點，能夠準確地對用戶用電進行計量和數據采集。另外，基于物聯網技術的無線電能計量、虛擬電能計量等新技術的出現，使電能計量更方便、更可靠。

接電裝置技術：供電設備是供電的核心。其由電源開關、保險絲、聯絡開關等組成。為了保證電力系統的可靠供電，供電設備必須具有高可靠性、響應速度快、安全可靠等特性。隨著智能電網建設的不斷深入，供電設備逐漸向數字化、智能化方向發展。

用戶接入技術：用戶接入問題關系到用戶用電需求，也關系到電網接入策略，是裝表接電工作的重要一環。傳統電力系統多采用電纜或導線進行用戶接入，而隨著新能源的開發與智能電網的興起，用戶接入方式也隨之發生了變化。如新能源的接入，需要在保證系統穩定運行的同時，實現能量的雙向輸送和利用[2]。

2 裝表接電的性能分析

2.1 性能評價指標介紹

在對供電線路進行供電可靠性的研究中，必須利用一系列的性能評定指數對供電線路的運行狀況進行綜合評定。以下是幾種常見的評估性能的方法。

電能計量準確度：電力計量精度是衡量配電網供電質量的一個主要標準，其主要體現在電能計量裝置的精度及誤差的大小，一般用百分數表示，百分數越小，測量精度越高。電力計量精度的好壞，不僅影響著電費的計算，也影響著消費者的電費支出，所以在安裝電表、售電的過程中，確保電能測量的準確性就顯得尤為重要。

接電裝置可靠性：供電設備的可靠性評價指標是失效率、維修周期等。失效率是指某一時刻供電設備失效的可能性，一般用單位時刻失效的數量來描述。“平均維修時間”是指從供電設備失效到供電設備重新運轉所需要的平均時間，降低失效率和縮短平均維修周期，表明供電設備的可靠性更高，可有效縮短斷電時間并改善供電的可靠度。

用戶接入可靠性：客戶訪問可靠度是指客戶供電的穩定。常見的衡量標準有電源可用性，電壓穩定度，頻率穩定度。電源可用度是指在一定時期內，為客戶提供電能所占的份額，也就是電能供給的可靠度。電壓穩定度是指電力系統的電壓穩定度，頻率穩定度是電力系統穩定工作的基礎。

2.2 裝表接電系統的可靠性分析

裝表接電系統可靠性分析是評價其長期穩定可靠供電的一個重要方面。本研究主要集中在以下幾個方面。首先進行故障分析，通過對故障進行分類與統計，找出系統潛在的失效點與薄弱環節，進而分析其產生的原因與影響，從而為制定相應的預防與應急措施提供了依據，提高了系統的可靠性與穩定性。

其次，對可靠性參數進行評價，常用的可靠性參數有平均失效時間、平均維修時間、失效率等。在此基礎上，對裝表接電系統進行可靠性評價，并對其進行對比分析。分析結果對系統的維護與改進具有重要的指導意義。

最后提出了提高裝表接電系統可靠性的措施。其中包括優化設備選型與布局、選用高可靠性元器件、增加冗余及備用等。此外，建立健全的維修與維修制度、加強人員技術培訓、規范運行管理等措施，也是提高系統可靠性的重要途徑。通過對裝表接電系統可靠性分析，找出可能存在的故障點，提高系統的可靠性與穩定性，為用戶提供更可靠的供電保障。可靠性分析不僅能使人們更好地了解系統的性能，而且能對系統進行優化與改進。

2.3 裝表接電系統的效率分析

裝表接電系統進行能效研究旨在評價其在能量變換與輸送時，對能量的高效利用程度。本項目主要研究如下內容。一是能量轉化效率，也就是把能量（比如電力）轉化成能量（比如能量）到輸出能量（比如熱、機械能）的效率。其一般是通過對投入和產出的比率，來測量在轉化中的能耗損失。通過對能量轉化效率的研究，可幫助人們更好地理解整個系統的能量使用狀況，從而為進一步提升能量使用的有效性提供依據。

二是為能量轉換的效能，也就是在轉換時所產生的損失。在電能輸送中，由于電阻和電磁損耗等原因，都會造成電能損失。通過對能量轉換效率的評價，可以找出可能存在的能耗損失，從而達到降低能耗、提升電能轉換效率的目的。

三是為總體效能，也就是綜合能量轉化與傳遞的效能。配電網的總體效能是衡量配電網綜合效能的一個關鍵因素，其好壞不但依賴于能量的轉化與傳遞，而且依賴于其結構與運行模式。通過對能量轉化與能量傳遞的全面研究，對整個體系的能量使用效能進行評價，從而對整個體系進行優化與改善。

在對裝表接電系統進行效能評價時，可以綜合運用各種方法與指數對其進行評價。其主要手段有試驗測試、數值仿真等。通過對設備運行狀態的實時檢測與監控，獲得了運行狀態的真實參數，并對其進行了分析與評價。通過對裝表接電系統進行建模，仿真分析其在各種工況下的工作特性，并對其進行優化。

2.4 裝表接電系統的經濟性分析

裝表接電系統經濟性分析是通過對系統建設與運行費用的分析，來判斷其經濟性與經濟性。本研究主要集中在以下幾個方面。首先是系統的建設費用，包括設備的購置、安裝、調試，等等。系統的建設費用與系統的規模、設備質量、市場情況有關。在此基礎上，本文提出了一種新的評價方法，即建立一種新的、可操作的、可供選擇的投資項目[3]。

其次為系統的運行費用，主要包括能源的購置，設備的維修以及人工的管理。能源采購成本是電力系統運營的重要組成部分，涉及能源價格、能源供給模式、能源消費等諸多方面。設備維修費用涉及設備的質量和使用壽命，還應考慮到設備的定期維修、更換零部件、應急維護等費用。人工管理費用是指系統運行與維護所需的人員工資、培訓及行政管理費用等。通過對系統運行費用的分析，可以對系統運行成本進行估算，并對其進行成本效益分析。

最后分析了裝表接電系統所能產生的經濟效益。這包括節約能源費用，減少排放以及其他相關的經濟利益。通過對系統運行前和運行后的經濟性進行比較，可對系統的經濟效益進行評價，從而判斷系統能否達到預期的經濟效益。對裝表接電系統進行經濟性分析時，可運用多種方法、指標對其進行評價。

常用的方法有回收期法、凈現值法、內部報酬率法、靈敏度分析法。以上方法有助于人們綜合考慮建設、運營成本和效益，從而更好地作出經濟決策。在此基礎上，對裝表接電系統進行經濟性分析，從而對系統的投資回報率、收入期限及風險進行評估。對裝表接電系統進行經濟性分析，可為裝表接電系統的設計、運營管理及決策提供支撐與指導，保證裝表接電系統的經濟性與可持續發展。

3 結語

本文以新能源電網的裝表接電為研究對象，從裝表接電的概念及工作機理出發，對新能源電網裝表接電的要求進行了深入研究，并對其中的關鍵問題進行了詳細的闡述與分析。在系統的特性分析中，引入了系統的性能評定標準，并從可靠性、經濟性等方面對其進行了評定。項目研究成果將為新能源電網電能表接電技術的進一步發展，以及完善奠定理論與應用基礎，對保證電網安全穩定可靠的工作有著重大的現實意義。本項目的研究成果將為我國新型能源電網的發展提供新的思路與方法。