分布式光伏電源聯網計量方式及線損核算

馬素燕

(國網山東省電力公司莘縣供電公司,山東 聊城 252400)

分布式光伏電源在實際應用當中，除了能夠改變原有化石能源應用下的發電生產存在的諸多環境問題，在實現聯網之后，分布式光伏電源系統還能夠與實際的用電需求相結合，一般居民用電當中，分布式光伏電源可以通過大面積分散搭建的方式，與公共電網進行連接，從而實現聯網供電，提高電能質量、解決用電傳輸問題。對于公共電網聯網來說，需要針對光伏發電形式重新進行電能計量和線損核算。

1 分布式光伏電源的公共電網聯網方式

傳統應用下的公共電網結構建設方式為放射狀結構，通過核心輸變電站向用電單位進行輸配電工作，從而實現全面的電力覆蓋。而在分布式光伏電源的聯網當中，由于光伏陣列的分布式特征，使得面向居民的配電系統需要轉變成為多電源的電力結構，這種結構當中，電網自身的潮流變化、短路大小以及分布特性，都會發生一定程度的改變，因此會出現傳統電網調壓方案與當前光伏電源調壓需求不一致的現象。分布式光伏電源的電網建設當中，為了保證公共電網供電的穩定性，聯網結構下的光伏電源需要設定專門的繼電保護方案，繼電保護需要能夠根據太陽能有關的波動性，對線路內部的運行規律、線路故障進行處理，從而避免因重合閘、瞬時舞動以及孤島運行等問題。對于電網和用電來說，應當對電能計量方式和線損核算方式做出相應的調整。

2 分布式光伏電源聯網下的電能計量方法

（1）電能計量方案的主要思路。分布式光伏電源聯網下的電能計量方案，需要以實際的光伏電源聯網后的居民用戶實際用電結構為基準，重新進行方案調整。一般來說，分布式光伏電源在聯網之后，總共由三個部分組成供電環節，其中包含位于分布式電源位置的電能表、位于居民用電用戶的電能表以及位于傳統公共電網中的臺區電能表，三個電能表代表了供電過程中的三個環節。在這種環境當中，居民用戶事實上也充當了分布式光伏的發電來源，從而為傳統公共電網減輕了輸配電負擔。因此目前有基于分布式光伏電源聯網下的發電能量補貼計劃，并設定了全額上網、余額上網兩種不同的計量方式。其中前者的計量是將光伏電源與公共電網直接并網，并通過發電、用電兩個端口的電能表進行計量；而余額上網則是通過光伏電源居民用戶的負荷情況，進行剩余電能的量表計量。

（2）全額上網中的電能計量方法。在全額上網的用戶用電環境之中，臺區內部用戶需要使用的供電電源共有兩個，分別為臺區電源以及光伏電源，這兩個電源也就成為供電環節當中的主要用電負荷。在整個供電環節當中，當光伏電源在進行電能生產并形成負荷之后，一旦整體電能負荷高于臺區中用戶的用電需求后，光伏電源所產生的多余電量就會發生回流，并在臺區電能表當中得到反映，并提供到線路系統之中。實際上這部分電能并沒有在用戶用電當中完成消耗，因此在進行電能計量時，需要將這部分回流的電能減去，從而完成電能的計量計算方案。筆者在進行總結時，將供電的整體能量換算為臺區電能表抄表能量數據，加上光伏電源抄表能量數據，最后減去臺區電能表計量得到的反向能量獲得。而在進行售電能量的計費計量時，全額上網的計量方式則主要以臺區中用戶電能表計量能量總量為計量標準完成計量計算。

（3）余額上網中的電能計量方法。余額上網的用電方式與全額上網不同，用戶在余額上網當中，光伏電源電能表不再進行線損率計算，而僅僅作為光伏電源發電能量總數據統計的方式，同時通過負荷統計裝置，對其進行負荷統計。此時，用戶自身所產生的用電負荷，實際上會產生一定的用電電能損耗，但是在計量方式上，這部分電能無法通過電能表完成統計計算。因此在實際的供電環境當中，一旦出現光伏電源的用戶應用電能低于光伏電源的發電總能量之后，多余的發電總能量也會以回流方式形成反向電能量，并被光伏電能表記錄。同時這部分電能會經由臺區配網，沿路經由臺區電能表向其他用電用戶提供，因此臺區電表同樣會記錄一次電能數據，因此在開展關于余額上網的供電能量總電量計算時，應當結合具體的電表電量記錄方式，完成供電總電能以及售電電能的計算。其中，供電總能量的計算需要將臺區電能表抄表電能量數據加上光伏電源用電用戶的電能表抄表數據，再減去臺區電能表所產生的反向電能量數據獲得；而售電能量的計算則通過光伏電源用戶用電的電能表抄表電能數據與臺區電能表抄表中的反向電能量相加獲得。用戶所進行的余額上網在進行電能計量方面，應當以現代信息技術為基礎，搭建信息采集系統，從而形成供電計量方式的計算和維護，并重新進行計量方式設計，用以區別全額上網的計量方法。

3 分布式光伏電源聯網的線損核算方式

分布式光伏電源聯網后的線損核算計量方法主要依據具體的用電情況進行環境分析。根據分布式光伏電源并網的實際應用規律，將應用環境分為以下幾個方面，并依據具體環境，設定相應的線損核算策略。

（1）光伏自發自用的線損核算。光伏電源并網過程中，用戶所進行的電能使用，使用總量與發電總量相對等。在這種情況之下，光伏電源發電并未產生多余電量，因此臺區內部的供電環境中，供電總量和售電總量并未發生數據變化，因此分布式電源實際上并未能夠產生對于所處臺區內的纜線線損問題。臺區線損仍然采用傳統線損計量方式，通過計算臺區發電總量下的總表抄表數據與臺區內部用電用戶的用電量綜合作比，所得結果為線路正常供電情況，剩余的百分比則為實際線損數值。

（2）光伏含有剩余電量的線損核算。在臺區內部，用戶安裝了分布式光伏電源進行電量的獲取，光伏電源的發電總量提供給用戶進行用電上網后，電量多余的部分經由臺區電網向其他用戶提供，并由其他用戶進行消納，此時需要重新調整線損的核算計量方式。在發生有剩余電量的情況之下，臺區內電網需要對多余的電量進行接納并重新進行分配，因此此時臺區電網的潮流方向實際上發生了根本性的改變，潮流電量除了流向傳統電網用戶之外，還會流向就近的已安裝分布式光伏電源的用戶，從而使臺區內的供電環境和供電結構發生了根本變化。在進行電能計量時，除了需要對臺區電網電能表抄表數據進行統計之外，還需要對分布式光伏電源的電能表數據進行統計和計算，而傳統計量方法和售電計費方法主要以燃煤標桿電價進行電費計量，并由電網公司進行統一收取，因此傳統電能計量并未考慮實際的光伏電源聯網環境。在此結合光伏聯網特點，提出了線損核算方案。線損核算過程中，需要將臺區電能表抄表的總用電數據加上光伏用戶的上網電量數據，比上剩余電量在配網后的用戶電能表正向有功電量抄表數據，從而獲得線損比例。當用戶正向有功電量數據低于剩余電能標準時，臺區內的綜合線損相對較小，而當用戶正向有功電量數據超過剩余電能標準時，表明臺區內出現了負線損。

（3）光伏剩余電量不完全消納。在臺區內部，分布式光伏電源的電量超出了用戶的用電需求，但是在臺區分配時，電量無法在臺區完成消納，同時還會留有部分上網電量，需要經由其他臺區進行消納，此時臺區電能表會呈現出反向有功電量。在這種環境之下，臺區內部的電流潮流方向會轉變為分布式光伏電源的用戶潮流，并通過分流面向其他用戶實現電量供給，滿足其負荷需求。在這一供給過程中，臺區配變系統會由于反向有功電量而啟動方向升壓，從而使剩余電量可以進入到公共電網當中，公共電網內的剩余電量可以為某臺區用戶負荷需求高時段提供供電，從而實現電量的應用。在具體的線損核算當中，除了應該進行臺區電能表的抄表數據與分布式光伏電源用戶的電能表數據統計之外，二者之和還應當減去其他臺區所留有的上網電量，再求取其與正向有功電量的比值，從而獲取這一情況下的臺區線損情況。

4 結語

綜上所述，分布式光伏電源的安裝和使用隨著技術的發展逐漸普遍，在與公共電網進行并網運行后，兩個方面的供電方案相互結合，導致電量的計量方式和線損核算方式也應當進行調整。相關技術人員在進行數據核算時，除了需要進行精準、細心的抄表數據對比分析之外，還應當對光伏電源的電量使用情況做出判斷，從而形成線損核算方案。