分布式电源接入用户及用户侧微电网双向电能计量问题朱敏生

分布式电源接入用户及用户侧微电网双向电能计量问题朱敏生

朱敏生

广东电网有限责任公司清远连南供电局广东清远513300

摘要：随着分布式发电的快速增长，双向计量的需求越来越急迫，需要制订规范的双向计量标准，统一各类分布式电源的双向计量及补贴计量规范，促进分布式发电快速有序的发展。目前的计量模式、计量方法需要根据分布式发电的需求做出调整，智能电表的功能需要按照满足电网与用户双向互动的需求而不断丰富，通讯手段也需要不断扩展，在满足双向计量、独立计量和数据采集与监控功能基础上，为用户与电网之间的双向互动提供通道，充分发挥智能电表在未来智能电网中的作用。

关键词：分布式电源；接入用户；用户侧微电网；双向电能计量

现在微电网已经进入了每一个家庭，使用分布式电源接入，这种接入方式是非常方便的，现在有很多的用户都在使用，利用用户与电网之间的电能流动来对电能进行计量，并通过研究是电能的计量方式发生改变，完善双向计量方式。本文通过计量分布式发电网引起的电压暂降、谐波、短时中断和闪变等问题进行测试研究，对减少计量的误差，让计量更加准确，这种研究对未来的电能发展有着很大的影响，为电能智能化带来新的发展契机，因此要重视对分布式电源接入用户的微电网双向电能计量研究，这样的研究利国利民。

一、分布式发电及微电网双向计量需求

现在的分布式电网有两种计量方法，一种计量方法是上网电价法，这种方式主要针对的是全部上网的分售模式，这种模式就是分布式电源直接使用全部上网的方式输送电能，这种方式是直接将分布式电源与配电网相连，这样的方式简单快捷，适合广大用户使用，但都是这种电源是不经过电表的，电能的计量只是通过一块单独的电表进行计量，针对这种现象国家电网颁布规定，电网的使用必须经过国家的相关部门审核，只有通过审核才能对电网进行使用，否则使用这种分售模式的电网就是不符合法律规定的，这样就使电网的使用受到严格的限制。另一种就是净电表计量法，这种方法是通过自发自用的模式来使用分布式电源的，分布式电源并网与用户的电表相连接，这样在计量电能的使用情况时更加方便，所有用户的电能使用情况都可以在同一时刻观看，在计量时更加便利，节省了使用成本，这就是双向电能的电表。现在分布式电网都是采用自发自用这种用电模式，因为不管是在什么样的结算场合，只要这里有双向电能电表就可以对电能进行计量点能的计量准确方便，不需要用户，电力工人直接就可以查看，这就是自发自用模式种方式的好处，从国家电网的角度来说，这种方式给用户和电网企业都提供了电能的使用依据，但是这种计量方式是非常复杂的需要电能技术不断进步，可以独立的计量双向电能，因为这种计算是建立在电能代数和的基础上的，这就是分布式发电的电能统计，电能的计算能否精确与实际的用电量和计算方法有着很大的关系，因此监控就显得非常重要，在电网的周围一定要安装监控，特别是电表的四周，这样才能做到有据可循。

二、分布式电源的独立计量

分布式电源是采用补贴政策和分布式光伏发电为主，其中分布式光伏发电是利用自发自用和全部上网的方式，将这两种方式结合起来，售电模式给与补贴，这样使电能的使用更加合理。因此，电能的计量不只涉及到电能的实际计量，还要对国家的补贴电能进行计量，使电能的计量更加复杂。分布式电源的计量在实际生活中使用的是自发自用的售电模式，因此如果只计量用户和电网的电能是无法满足使用者的需求的，因此要对电网的电能使用进行独立计量，这样既可以满足用户的需求，也可以使计量更加准确。

1、分布式电源的独立计量模式。目前的补贴计量或者分布式电源的监测计量方法仍然按照传统规范，将分布式发电系统当作一个独立的发电厂，为每个分布式电源配置一个计量表，实现分布式发电的电能数据采集和补贴结算，一般安装的是单向计量表。

2、分布式电源与储能的一体化计量模式。目前，分布式光伏的计量基本上是在逆变器并网点设置单向计量表，采用成熟的交流计量模式进行计量。在没有储能系统的场景下，这个方式可以有效运行。但是为了充分消纳光伏发电，提高供电可靠性，光伏等分布式发电系统大多配置了储能系统。由于光伏等可再生能源发电和储能系统都是直流供电，为了消除逆变器损耗，可以将储能和光伏等分布式发电系统在直流侧并联耦合，通过光储一体化逆变器进行集中并网，提高供电效率。这种模式下的分布式发电独立计量则需要单独考虑，因为储能系统在电价低谷时段、光伏发电不足或者没有发电时可以从电网购电进行充电，在用电高峰时可以放电满足负荷需求或者向电网售电。而这一部分电能不是光伏系统实际产生的，不能按照光伏发电方式进行计量。因此，采用在逆变器并网点设置单向的计量表进行计量将存在计量误差问题。由于目前还没有针对储能系统的补贴政策，可能会出现骗取分布式光伏发电补贴的情况。针对这些问题，可以采用两种方案给予解决，一种是计量点不变，仍然采用逆变器并网点的交流计量，但是设置双向计量表，通过计量光储一体化发电系统发电和购电的代数和进行结算，不会多计量光伏的实际发电量。

三、分布式电源接入用户双向电能计量技术

1、量程和精度。虽然近年来在国家的大力倡导下，我国的分布式电源发电技术快速发展，在解决城市高峰用电紧张，降低电网建设投资成本方面发挥重要作用。然而在实际运行过程中，双向计量在分布式电源计量中依然存在不少问题。电能计量的进度受到电压、电流互感器、功率以及计量方式等方面的影响。太阳能光伏发电系统发电量具有较大的随机性和波动性，输出功率范围波动很大，需要计量量程比较宽的计量表才能满足精度要求。实际运行过程中，电流和电压互感器是非线性运行，电子电流表在低额度范围计量精度比较低，互感器在25-100%的额定符合范围内精度比较高。所以，为了确保计量准确，选择过载超过4倍以上的电能表，才能满足电能表计量宽度要求。

2、电能质量影响到电能计量表的计量准确性。由于太阳能光伏发电系统的发电量随机性比较强，无法进行有效的预测，所以太阳能光伏发电质量比较差。在发电过程中电流受到谐波影响，电压波动比较大，电能质量不稳定。太阳能光伏发电系统并入电网中，可能造成谐波污染，风力发电系统接入电网可能造成电压不稳定等问题，逆变器和整流器运行过程中，可能导致微电网出现谐波谐振，进一步加剧谐波污染问题。谐波可能造成电流互感器非线性饱和、涡流、磁滞等线形，从而影响到整个电网的发电质量。

3、双向计量的准确算法。由于光伏发电系统在接入电能计量表的时候存在技术上的难题，所以导致计量不准确。然而随着分布式电源的快速发展，分布式电源的规模越来越大，分布式电源双向计量问题越来越突出，受到学术界的关注，开始对其进行研究。吴振军等人总结分布式电源计量方法的存在的缺陷，提出了固定采样频率条件下的计量方式，光伏发电系统频率出现偏移的时候可以消除非同步采样造成的误差，从而提高分布式电源的计量准确度。

总之，分布式发电由于其自身的优势，未来的发展前景广阔，而且用户也会逐渐增加。不过目前分布式电源接入方面还存在很多的问题，尤其是在电能准确计量和计量模式方面，需要根据分布式发电的需求不断的进行技术更新和模式调整。同时还要规范分布式电源双向计量的标准，完善智能电表的设计，使其能够满足电网和用户的双向电能互动。从而提高分布式电源计量的准确性，简化操作，推动我国分布式发电的快速发展。

参考文献

[1]吴小东，郝朝.双向互动智能用电体系的构建及智能电表的开发[J].上海电力学院学报，2017（03）.

[2]岳丽娟，曾成.双向计量型智能电表系统的设计[J].自动化仪表，2016（04）.

[3]李春芳.分布式电源接入用户及用户侧微电网双向电能计量问题[J].南方电网技术，2015（4）：14~21.