一种分布式光伏电源接入不同电价区配电网的计量方法

珠海兴业新能源科技有限公司 ■ 谭奇特

0 引言

随着能源结构多元化发展，以光伏发电为代表的分布式电源因具有环境友好、建设周期短、投资成本低等优点，成为国家鼓励发展的新兴能源产业。分布式光伏电源常布置在工业或商业厂房屋顶，不额外占用土地资源，所发电量采用“以自发自用、就地消纳为主，多余电量上网为辅”的运营方式。对光伏开发商而言，收取用电企业的电费与接受国家补贴为其盈利方式；对提供屋顶资源的企业(以下简称“企业”)而言，享受光伏开发商提供的优惠电价，从而节约了电费支出。这是分布式光伏发电应用最普遍的一种模式。

1 分布式光伏电源接入配电网的典型方式

图1为分布式光伏电源接入企业配电网的典型方式示意图。如图1所示，以10 kV分布式光伏电源为例，考虑“自发自用，余量上网”的模式，光伏电源接入企业配电网进线与计量表的下端；系统中含有A、B、C 3块计量表，其中，A为企业生活用电计量表，计量厂区非生产用的电量，其电价为生活电价；B与C为双向计量表，B为10 kV并网光伏发电计量表，C为厂区总进线计量表。接入光伏电源之前，用电企业工业用电量计算方式为C表电量减去A表电量。

图1 分布式光伏电源接入企业配电网的典型方式示意图

接入分布式光伏电源后，对整个厂区的配电网而言，由原来的单电源供电变为双电源供电，且2个电源通过厂区配电网相互联通，互为补充。为便于后文分析，图1中的标识方向为电能表的正向，与图示方向相反的为反向，如“C正”表示C表从电网流向厂区的电量，“C反”表示C表从厂区流向电网的电量。当光伏发电量大于厂区用电量时，C反才会有电量读数。B表为光伏发电计量表，一般为正向，但在光伏停止运行的时间段(如晚间)，其自身的逆变器与变压器等会有少量用电消耗，故用B反表示光伏自身耗电量。

若不考虑不同电价的生活负载，则各电量计算方式为：

2 不同电价区配电网的情况

在实际情况中，很多企业采用“高供高计”的方式支付工业电价，但在生活负载中可享受低于工业电价的生活电价。当分布式光伏电源接入后，计量将变得复杂——因为企业必须知晓生活与工业负载各自的用电量中有多少是来自于电网和光伏电源。然而采用加装计量表并直接读取各部分电量的方式难以解决此问题，因此，需从计算方法上寻找突破，若能找到生活用电与工业用电的比例，亦不难计算出各部分的电量。但是，用电比例往往不固定，时刻在变化，若要准确计量出各部分电量，应设定一个动态的比例系数。根据电能发电与消耗同步的特性，此处设定一个动态比例系数K。

令K=生活用电量A/企业总用电量Q0，即：

则有：

所以，支付电费时：

电网支付光伏开发商的电费不变。

3 高压+低压多点并网计量方式

根据不同工程项目的特点，某些分布式光伏电源需要多点并网接入企业内部，如图2所示。

图2 分布式光伏电源多点接入企业配电网示意图

图2中增加了计量表D，D为低压并网光伏发电计量表，计量光伏低压系统的发电量，则：

若上网电量Q′4=C反不变，则有：

新的动态比例系数K′=生活用电量A/企业总用量Q′0，即：

所以，支付电费时：

电网支付光伏开发商的电费不变。

4 结语

本文介绍了一种采用动态比例系数计算光伏开发商与企业及电网结算电费的方式。对于电费的计算是基于工业电价与生活电价为单一费率的假设，但实际情况中，电价本身往往分尖、峰、平、谷等多个费率，故设计时要求选用市场上多费率计量表，按不同时段分段计量与核算，费率时段越多，结果越接近真实值。只需要光伏开发商、企业与电网将相应的表计读数分时段按上述公式计算，即能分别得出不同电价负载消耗了光伏及电网的各部分电量。此方法不需要额外增加更多的计量表，可相对合理地计算出分布式光伏电源接入不同电价区配电网企业的用电量，操作简单易行。此方法已在湖南岳阳远大可建17 MW光伏屋顶示范项目上成功应用，效果良好，有一定的推广意义。