低壓客戶三合一光伏表箱的研制

何遠新 張祖榮 范振榮

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

近年來，分布式光伏發電發展迅速，報裝光伏發電并網的低壓客戶越來越多。據統計，目前江門市新會區光伏發電并網的客戶報裝已達400多戶。按照現行光伏發電使用和并網方式，客戶主要采用自發自用、余電上網模式。因此，采用光伏發電的低壓客戶，需安裝一個發電電能表、一個上網電能表和一個集抄采集器，方可滿足光伏發電并網運行和使用的要求。

1 項目背景

目前，江門市光伏發電并網所需使用的兩個電能表和一個集抄采集器分別安裝在三個獨立的表箱內，這種安裝方式存在以下問題：（1）三個設備之間的接線需要在表箱外，接線比較復雜，容易發生接線錯誤，造成計量錯誤；且必須到安裝現場才能安裝，現場安裝調試花費時間長。（2）發電電能表和上網電能表之間的接線在表箱外，給客戶竊電提供了機會，存在客戶通過轉接線竊取光伏發電電量的風險。（3）需要三個獨立的安裝表箱，表箱耗材多，占用安裝空間，安裝麻煩且影響美觀。（4）若兩個電能表安裝相隔比較遠的話，集抄采集器需采集的線路長，不利于集抄運維。

2 項目技術方案及實施

2.1 項目技術方案

針對上述問題，為了分布式光伏發電更加安全、科學、合理地并網使用，本文基于居民小區中集中電能表箱的安裝啟發，提出了研制一種新型的三合一光伏表箱。具體的項目方案就是通過合理規范的布局設計，將發電電能表、并網電能表和集抄采集器安裝在一個表箱內，在表箱內統一做好電能表之間及采集器與電能表之間的接線，到現場安裝時只要完成電網進線、光伏發電進線及客戶負荷出線的安裝即可。

2.2 項目具體實施

2.2.1 三合一光伏表箱的制作

一般而言，電能表箱所采用的材料有兩種，分別為不銹鋼和透明聚碳酸酯（PC）材料。不銹鋼材料使用壽命長，不易變形，防撞和防摔性能好，但其造價高，不符合經濟效益；且不銹鋼箱體不透明，不利于運維人員觀察電能表的接線情況，安裝時需接地線。而PC材料造價較低，整個箱體透明、輕便，利于安裝，且可以觀察箱體內接線，安裝時不需接地線。綜合比較兩種材料的優缺點，同時考慮廣東電網有限責任公司目前所使用的大部分表箱也是采用PC材料的，因此光伏表箱也使用PC材料。

2.2.2 裝置結構與原理

新型三合一光伏表箱內集合了兩個電能表和一個采集器，有電網進線、負荷出線及發電進線三組外接的線路，若三個表位并列，全部進出線都采用下接方式，這樣比較整齊美觀，但這樣的話表箱的橫向尺寸會比較大，現場安裝時會受空間限制。因此，對表位排列不僅要考慮布線還需考慮表箱的尺寸問題。如圖1所示，電網進線由左側進線，光伏發電進線及負荷出線由下側進線，可以在保證表箱尺寸合理的基礎上，達到內部裝置布置結構合理，容易接線，安裝方便且不影響美觀的目的。

圖1 三合一光伏發電表箱內部設備和線纜布置圖

電能表（三相電能表）之間及采集器與電能表之間的二次接線原理如圖2所示，單相電能表接線亦同理。

圖2 二次接線原理圖

3 項目效益分析

3.1 項目優點

（1）有效降低了光伏發電并網的成本。新型三合一光伏發電表箱集合了原先需要三個表箱的設備才能實現的功能，表箱成本明顯下降了，實現了經濟效益；新表箱的發電表與上網表的接線在出廠前就接好，現場只需接電網進線、發電進線及負荷出線即可，減少了現場接線量。

（2）表箱設計合理簡單，利于安裝與調試。電能表之間及采集器與電能表之間的接線已經在表箱內統一接好，到現場并網安裝時，只需要將電網進線、光伏發電進線及客戶負荷出線接在表箱內預留的接口上，就可以完成光伏發電并網安裝調試的全部工作，節省了安裝調試的時間和人力，也避免了現場接線的錯誤。

（3）提高了安全系數。新型三合一光伏發電表箱將發電電能表和上網電能表集中在箱內，可有效杜絕客戶竊電或竊發電補貼行為，提高了防竊電效果，為提高臺區線損合格率提供了較大的技術保障。

（4）有利于運行維護。集抄采集器和兩個電能表同在一個表箱內，減少了采集器和電能表之間的通信距離，降低了通信故障率，提高了集抄運維效率，節約了維護成本。

3.2 項目推廣及效益分析

（1）該新型三合一光伏發電表箱已經在江門市新會區開始應用，并得到了較好的反饋。新型三合一光伏發電表箱融合了原先三個表箱才能實現的功能，為分布式光伏發電點節省了投入成本，并且縮短了各裝置之間互連的線纜距離，避免了長距離的線纜敷設工程。同時，運維人員也只需維護好一個表箱，大量減少了運維工作，節省了運行成本。

（2）該新型三合一裝置為分布式光伏項目節約了設備安裝調試時間成本。由于電能表之間及采集器和電能表之間的接線是提前統一安裝好的，現場安裝調試時，不需要像原來一樣在三個表箱之間安裝調試，降低了調試難度，促進了分布式光伏發電并網運行。

4 結語

綜上所述，低壓客戶三合一光伏表箱主要是利用將兩個電能表、一個采集器安裝在一個表箱內，三個設備之間接線可以提前在表箱內完成的原理，將表箱接線簡單化，接線不需再經過表箱外。該新型表箱有效節省了安裝調試經濟成本、時間成本，運行維護方便，且可以有效杜絕客戶竊取發電量情況的發生。該新型表箱主要適用于采用自發自用、余電上網方式的低壓客戶，具有普遍性，易于推廣。