光伏发电并网的电能计量问题研究

光伏发电并网的电能计量问题研究

温泉

内蒙古电力(集团)有限责任公司薛家湾供电分公司 内蒙古鄂尔多斯 010300

摘要：与传统发电方式相比较而言，光伏发电的优势非常显著，但在光伏发电并网过程中，电能计量问题的存在给电网的优化控制、稳定运行带来前所未有的挑战，只有对光伏发电并网面临的电能计量问题展开有效的分析和研究，采取正确的方式和手段解决上述问题，才能在某种程度上确保光伏发电系统的稳定发电，使其将可再生能源的优势充分体现出来，实现光伏发电系统与大电网的协调运行发展。

关键词：光伏发电；并网；电能计量问题

随着电力事业的飞速发展，其与人们的日常生活的联系越来越密切，而由于人口的持续增长，电力资源的损耗正在逐渐增长，资源短缺、匮乏等情况频频出现。因此，相关人员必须应用合适的方式对电力资源进行管理，而社会各界人士也应将关注重心放在这一方面。其中，光伏发电并网的电能计量问题是一项重要的影响因素，决定供电工程的能否安全开展，是我国经济发展中重要组成部分。只有解决光伏发电并网中电能计量存在的问题，并应用有效方式提升计量的准确性，才能从根本上确保电力资源得到有效的运用，为我国电力事业的发展增添动力。本文通过对光伏发电并网的电能计量问题展开深入探究，并结合实际情况提出行之有效的解决对策，希望能够希望能为我国电力工作者提供一定的帮助，并对我国的电力事业产生积极的影响。

一、光伏发电并网的电能计量概述

（一）光伏发电及光伏发电并网系统

作为太阳能发电的一种具体体现，光伏发电具备众多优势，首先是功率可以随时调整，其次是后期维护工作非常简单。光伏发电是在光生伏特效应原理的基础提出的，即在光的照射下，半导体材料会产生电动势。在太阳能发电中，光伏发电则是指在光生伏特效应的帮助下，将太阳能转化为电能。而光伏发电并网系统则是指以转换为符合市区用电要求的交流电为目标，应用逆变器处理由太阳能转化而来直流电，使其转变为交流电，再将其并入公共网络，这是一种新型的供电方式[1]。

（二）电能计量的含义及其重要性

电能计量是电网经营的根本，即利用互感器、二次回路联合电能表等装置，对电网运营中所消耗的电能数量进行计算，为电力生产、销售提供一定的参考依据，电网运营商也能够依据计量结果制定科学合理的电能生产计划，确保用电安全。此外，电力企业的正常运作也离不开电能计量，作为国家电力事业的关键技术，电能计量与人们的生活和国民经济的发展密切相关。只有借助于有效的措施不断提升电能计量的准确性、可靠性，才能将电力消费控制在合理范围内，进一步提升电能的利用效率。

二、光伏发电并网的电能计量问题研究

（一）电能计量装置出现故障和误差

在电能计量过程中，电能计量装置是一种非常重要的工具，能够对发电量、供电量、线损电量等数据进行测量和记录。就目前情况来看，当电能计量装置出现故障时，具体表现有多种，如表不转、表跳字、显示模糊等，导致上述情况出现的根本原因有：线路板电子元件出现松动，存在过负荷和绝缘击穿等问题，而电能表的轴承受到磨损也会导致上述情况的出现[2]。此外，电能表选型不合理、使用不当则会导致电能计量装置出现误差，如在检测复合电流时却安装宽负载电能表，还有在电能表使用过程中并没有遵照相应规定，如为三项三线制电能表匹配三项四线制计量。

（二）谐波影响电能计量的精确度

谐波指的是指区别于交流电网中有效分量单一频率，且与其存在差异的频率。谐波的存在会导致电能计量装置出现测量精准性不足问题的出现，电磁式、电子式、数字式计量装置都会受到影响。对于电磁式电能计量装置而言，其频率响应范围非常狭窄，在制作过程中所依据标准是昭工频正弦波，而在谐波环境中，会对其电力系统的波形造成直接影响，进而使其计量精准度无法保持在规定范围内。对于电子式电能计量装置而言，虽然其频率响应范围较宽，然而在谐波环境中，谐波功率和基波功率的差异性不明显，这便是影响计量进度的根本原因所在。对于数字式电能计量装置而言，一般在某一周期会对电压和电流信号进行采样，而在谐波的影响下，会导致采样周期与实际信号频率不同步的情况出现，进而使其测量结果出现极大的误差。

（三）个人原因导致计量数据出现误差

现如今，在一些不发达地区，电力计量工作依然由人工负责。在安装、维护电能计量装置时，一些工作人员由于个人原因，如安装技术欠缺、未遵循相应的规范等，或者是个人工作态度不积极、无法集中注意力等，均会致使电能计量装置出现故障，导致计量数据与实际数据存在较大误差。同时，部分工作人员的思想依然较为传统和落后，无法跟随时代的发展学习新装置和新技术的应用方式，所以在更换装置时常常会做出许多错误操作，致使装置无法正常运行，出现各种难以解决的故障此外，一些工作人员在对电量数据进行采集时，并没有将重心放在装置的运行状况上，导致小故障得不到及时解决，进而造成更多不利影响。

三、光伏发电并网的电能计量问题的解决方案

（一）加强对计量设备选择、安装的管理

为了降低由安装不当而引发的计量故障问题，在具体操作中，要对设备安装位置的正确与否进行检验，进而提升电能计量的准确性。如果电能计量装置安装错误，则电流互感器的功率会相较于之前有所降低，进而导致自身电阻和电流互感器的自负载也会持续下降。因此，在安装过程中首先要将关注重心集中在设备位置的选择上；其次，电能计量设备和电源开关不能同步进行，这样能够有效避免表前分电情况的出现；最后要加强电能计量装置的抽检工作，对检验方式和流程进行规范和完善，严格查明故障出现的原因，将追溯处置工作落实到位。

（二）根据相关规范标准解决谐波问题

在解决谐波问题时，主要有应用的方法有两种：第一，更换能够体现基波功率的电能计量表装置，即应用高阶低通滤波器对高次滤波进行过滤，进而确定机构的有效功率，在感应式和电子式电能计量表中，滤波工具分别为交流滤波器、低通滤波器，操作非常简单，而且计量方式也较为科学合理；第二，对风谐波和基波的潮流方向进行区分，得出谐波功率和基波功率的具体数值。例如，结合使用宽频带功率与工频基波电能表，既能够对基波潮流方向进行测量，又能够对谐波的潮流方向进行测量，并同步计算这两种波的功率。然而，在实际运用中，这种方法的操作难度较大，会耗费高额的成本，无法实现大范围推广。

（三）对计量人员开展系统培训

对相关的工作人员展开针对性培训，要求他们能够熟练运用各种计量设备，并具备足够的安全意识，并主动学习基本的应用技能。在现代化计量过程中，要将电能计量人员的作用充分体现出来，通过系统性的培训使其意识更加敏感。在培训前，计量人员结合培训教材展开预习，进而全方位了解电能计量活动的定义内容和注意事项。此外，还可以借助于信息技术手段录制学习视频，组织实操培训活动，在为计量人员普及基础知识的同时，提升其操作动手能力。通过有效的培训能够提升计量人员的专业技术水平，促使其对自己的工作进行反思，并从中吸取教训，将各种计量设备合理运用起来，降低故障发生的概率和可能性[3]。

结语：近几年来，在国家的大力支持和鼓励的背景下，光伏发电得到前所未有的发展，然而在这种发电方式被普及的同时，我们也要将重心放在与之相匹配电能计量方式的研究上。只有借助于科学有效的方式检测相关的电能数据，才能对光伏发电展开深层次探讨和分析，使其得到大范围推广和利用。光伏发电并网不仅能够创造更多电能，让传统供电的不足之处得到弥补和完善，而且这种发电方式的绿色环保性能优越，有助于国家可持续发展目标的实现。

参考文献：

[1] 庹贞江.风力发电和光伏发电并网问题的研究[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2021(4):2.

[2] 王宇.光伏发电并网关键技术及对策研究[J].电气时代, 2023(2):2.

[3] 李杨,徐志艳.光伏发电并网及电能计量问题探究[J].科技风, 2012(22):2.