装表接电在新能源电力系统中的关键技术与性能分析

国网山东省电力公司莱芜供电公司 贾晓荣 徐传志

在新能源电网建设与推广的背景下，电能表接电是电网安全稳定运行的一个重要环节。装表接电是保障电网安全、稳定、可靠的关键。为此，对装表接电系统中的一些关键问题进行了深入地研究，并对其进行了系统地研究。通过对电能表接电过程中的一些重要问题进行研究，并对其进行评估，为我国新能源电网的建设与运行提供理论依据与支撑。

1 装表接电的关键技术

1.1 装表接电的定义和原理

在新能源电力系统中，电能表接电必须充分考虑新能源的特性与需求。“装表接电”的定义包括装表与接电两方面内容。装表：将电能表装在用户的电网侧，对用电进行计量。接电：在保证供电安全的前提下，把用户电网与电网相连。装表接电的基本原理是以电能计量、电能传输为基础的。用电度表可以准确地测量用户用电功率，包括有功、无功等[1]。

同时，为了保证电力供应的可靠、安全，在装表接电时，应注意接电方式及接地设计。新能源电力系统的装表接电原则必须将新能源接入电网考虑在内。由于新能源的不稳定、间歇性等特点，装表接电需灵活调节与管理，保障新能源高效利用与稳定供电。另外，装表接电技术也涉及数据采集和远程监测等方面。采用智能表计及数据采集装置，实现了对用户用电状态的实时监测与数据采集。远程监测系统可实现对接电状态的监测与控制，从而保证电力供应的稳定可靠。

图1 电表接线图

1.2 新能源电力系统中的装表接电技术需求

在新能源发电领域，装表接电对新能源消纳及智能电网提出了更高的要求。下文是主要的技术要求。

一是高精度计量需求：新能源电网中包含了大量的能量，如风电和太阳能等，对其测量结果的准确性提出了更高的要求。装表接电是指对电力系统进行精确测量，以便对各种能量的使用进行精确的记录与统计。

可靠性和安全性要求：在新能源电网中，装表接电要保证电能质量。为了避免出现电源失效或突发事件，保证电网的稳定与安全，必须有良好的电路连接与防护。

灵活调整能力：考虑到新能源发电的不稳定特性，对电能计量接入新能源电网提出了更高的要求。比如，通过对新能源负荷的动态监测，及时地对电网中的电力负荷进行合理的调节，从而保证电网的稳定运行。

数据采集与远程监控需求：为了对客户用电状况进行实时的监视与管理，必须具有对电力系统进行数据采集与远程监控的功能。同时，为满足电力系统的运行与节能要求，需要对电力系统进行节能改造。

智能化和网络化应用：随着新能源发电系统向智能化、网络化方向发展，装表接电也必须与之匹配。在此基础上，提出了一种新型的电能计量装置。

1.3 装表接电的关键技术描述和分析

装表接电是电力系统的重要组成部分，其涉及电能计量、供电、用电等各个环节。以下是主要的技术说明，并对装表接电进行了分析。

电能计量技术：装表接电技术中，电能计量是一项重要的技术。传统的电能计量技术主要是利用电能表来测量电能，随着科技的进步，其应用范围也越来越广。智能电度表具有精度高、可远程读取、自动校验等特点，能够准确地对用户用电进行计量和数据采集。另外，基于物联网技术的无线电能计量、虚拟电能计量等新技术的出现，使电能计量更方便、更可靠。

接电装置技术：供电设备是供电的核心。其由电源开关、保险丝、联络开关等组成。为了保证电力系统的可靠供电，供电设备必须具有高可靠性、响应速度快、安全可靠等特性。随着智能电网建设的不断深入，供电设备逐渐向数字化、智能化方向发展。

用户接入技术：用户接入问题关系到用户用电需求，也关系到电网接入策略，是装表接电工作的重要一环。传统电力系统多采用电缆或导线进行用户接入，而随着新能源的开发与智能电网的兴起，用户接入方式也随之发生了变化。如新能源的接入，需要在保证系统稳定运行的同时，实现能量的双向输送和利用[2]。

2 装表接电的性能分析

2.1 性能评价指标介绍

在对供电线路进行供电可靠性的研究中，必须利用一系列的性能评定指数对供电线路的运行状况进行综合评定。以下是几种常见的评估性能的方法。

电能计量准确度：电力计量精度是衡量配电网供电质量的一个主要标准，其主要体现在电能计量装置的精度及误差的大小，一般用百分数表示，百分数越小，测量精度越高。电力计量精度的好坏，不仅影响着电费的计算，也影响着消费者的电费支出，所以在安装电表、售电的过程中，确保电能测量的准确性就显得尤为重要。

接电装置可靠性：供电设备的可靠性评价指标是失效率、维修周期等。失效率是指某一时刻供电设备失效的可能性，一般用单位时刻失效的数量来描述。“平均维修时间”是指从供电设备失效到供电设备重新运转所需要的平均时间，降低失效率和缩短平均维修周期，表明供电设备的可靠性更高，可有效缩短断电时间并改善供电的可靠度。

用户接入可靠性：客户访问可靠度是指客户供电的稳定。常见的衡量标准有电源可用性，电压稳定度，频率稳定度。电源可用度是指在一定时期内，为客户提供电能所占的份额，也就是电能供给的可靠度。电压稳定度是指电力系统的电压稳定度，频率稳定度是电力系统稳定工作的基础。

2.2 装表接电系统的可靠性分析

装表接电系统可靠性分析是评价其长期稳定可靠供电的一个重要方面。本研究主要集中在以下几个方面。首先进行故障分析，通过对故障进行分类与统计，找出系统潜在的失效点与薄弱环节，进而分析其产生的原因与影响，从而为制定相应的预防与应急措施提供了依据，提高了系统的可靠性与稳定性。

其次，对可靠性参数进行评价，常用的可靠性参数有平均失效时间、平均维修时间、失效率等。在此基础上，对装表接电系统进行可靠性评价，并对其进行对比分析。分析结果对系统的维护与改进具有重要的指导意义。

最后提出了提高装表接电系统可靠性的措施。其中包括优化设备选型与布局、选用高可靠性元器件、增加冗余及备用等。此外，建立健全的维修与维修制度、加强人员技术培训、规范运行管理等措施，也是提高系统可靠性的重要途径。通过对装表接电系统可靠性分析，找出可能存在的故障点，提高系统的可靠性与稳定性，为用户提供更可靠的供电保障。可靠性分析不仅能使人们更好地了解系统的性能，而且能对系统进行优化与改进。

2.3 装表接电系统的效率分析

装表接电系统进行能效研究旨在评价其在能量变换与输送时，对能量的高效利用程度。本项目主要研究如下内容。一是能量转化效率，也就是把能量（比如电力）转化成能量（比如能量）到输出能量（比如热、机械能）的效率。其一般是通过对投入和产出的比率，来测量在转化中的能耗损失。通过对能量转化效率的研究，可帮助人们更好地理解整个系统的能量使用状况，从而为进一步提升能量使用的有效性提供依据。

二是为能量转换的效能，也就是在转换时所产生的损失。在电能输送中，由于电阻和电磁损耗等原因，都会造成电能损失。通过对能量转换效率的评价，可以找出可能存在的能耗损失，从而达到降低能耗、提升电能转换效率的目的。

三是为总体效能，也就是综合能量转化与传递的效能。配电网的总体效能是衡量配电网综合效能的一个关键因素，其好坏不但依赖于能量的转化与传递，而且依赖于其结构与运行模式。通过对能量转化与能量传递的全面研究，对整个体系的能量使用效能进行评价，从而对整个体系进行优化与改善。

在对装表接电系统进行效能评价时，可以综合运用各种方法与指数对其进行评价。其主要手段有试验测试、数值仿真等。通过对设备运行状态的实时检测与监控，获得了运行状态的真实参数，并对其进行了分析与评价。通过对装表接电系统进行建模，仿真分析其在各种工况下的工作特性，并对其进行优化。

2.4 装表接电系统的经济性分析

装表接电系统经济性分析是通过对系统建设与运行费用的分析，来判断其经济性与经济性。本研究主要集中在以下几个方面。首先是系统的建设费用，包括设备的购置、安装、调试，等等。系统的建设费用与系统的规模、设备质量、市场情况有关。在此基础上，本文提出了一种新的评价方法，即建立一种新的、可操作的、可供选择的投资项目[3]。

其次为系统的运行费用，主要包括能源的购置，设备的维修以及人工的管理。能源采购成本是电力系统运营的重要组成部分，涉及能源价格、能源供给模式、能源消费等诸多方面。设备维修费用涉及设备的质量和使用寿命，还应考虑到设备的定期维修、更换零部件、应急维护等费用。人工管理费用是指系统运行与维护所需的人员工资、培训及行政管理费用等。通过对系统运行费用的分析，可以对系统运行成本进行估算，并对其进行成本效益分析。

最后分析了装表接电系统所能产生的经济效益。这包括节约能源费用，减少排放以及其他相关的经济利益。通过对系统运行前和运行后的经济性进行比较，可对系统的经济效益进行评价，从而判断系统能否达到预期的经济效益。对装表接电系统进行经济性分析时，可运用多种方法、指标对其进行评价。

常用的方法有回收期法、净现值法、内部报酬率法、灵敏度分析法。以上方法有助于人们综合考虑建设、运营成本和效益，从而更好地作出经济决策。在此基础上，对装表接电系统进行经济性分析，从而对系统的投资回报率、收入期限及风险进行评估。对装表接电系统进行经济性分析，可为装表接电系统的设计、运营管理及决策提供支撑与指导，保证装表接电系统的经济性与可持续发展。

3 结语

本文以新能源电网的装表接电为研究对象，从装表接电的概念及工作机理出发，对新能源电网装表接电的要求进行了深入研究，并对其中的关键问题进行了详细的阐述与分析。在系统的特性分析中，引入了系统的性能评定标准，并从可靠性、经济性等方面对其进行了评定。项目研究成果将为新能源电网电能表接电技术的进一步发展，以及完善奠定理论与应用基础，对保证电网安全稳定可靠的工作有着重大的现实意义。本项目的研究成果将为我国新型能源电网的发展提供新的思路与方法。