低压分布式光伏计量采集典型技术分析

吴照红

摘要：在分布式光伏发电迅速发展的进程中，有必要探索一种更加有效的计量采集典型技术，推动集中式光伏发电集约高效利用，发挥出分布式光伏发电更大的优势。文章就低压分布式光伏计量采集设备配置、典型技术实现途径进行了论述与分析。

关键词：低压分布式光伏计量采集典型技术分析

引言：传统的现场计量方式，开关跳合闸的电流经常难以达到表计的电流规格，会造成无法远程跳闸或合闸。且现场表计不具备下行接口及规约转换的能力，国网营销部下发的文件中指出及时控制和柔性调节。针对该种情况，探索低压分布式光伏计量采集典型技术应用的可能性，实现“可观、可测、可控”的要求，确保光伏电源整个配电网的安全运行。

一、低压分布式光伏计量采集设备配置

1.采集终端

采集终端安装在台区变压器低压侧，执行采集主站下达的命令，采集台区下用户用能信息，主动上报异常信息。其规格选型如下所示：①I型集中器，电压3×220/380V、电流1.5（6）A，适用于存量台区;通信方式：上行4G/5G、下行HPLC;②II型集中器，电压220V，适用于光伏用户较集中的台区，通信方式：上行4G/5G、下行RS-485;③能源控制器，电压3×220/380V、电流1.5（6）A，适用于新增台區及存量改造，通信方式：上行4G/5G、下行HPLC。

2.电能表

电能表安装在计量箱内，具备电能计量、电压监测等功能，当配置电能质量监测模组时，可具备谐波监测、闪变监测功能。电能表接入方向应以实际用电性质为准，用电（下网）为正，发电（上网）为负。规格选型如下所示：8kW以下电能表，按照三相/单相直接接入，电压220V、电流：10（100）A;准确等级：B（1.0）级/A（2.0）级;8kW～30kW电能表，按照三相四线直接接入，电压3×220/380V、电流10（100）A;30kW以上电能表，按照三相四线互感器接入，电压3×220/380V、电流1.5（6）A;准确等级：C（0.5S）级。

3.电流互感器

电流互感器安装在计量箱内，与电能表配套使用。准确度等级应为0.5S级及以上，存在直流分量的发电计量点，应配置抗直流分量的互感器。其主要包括准确度皆为0.5S的普通型、抗直流分量型两种类型，其中前者包括75-150A/5A、200-500A/5A、600-800A/5A的规格，后者包括150-200A/5A、300-500A/5A、600-800A/5A的规格。

4.光伏数据采集器

光伏数据采集器安装在计量箱内，光伏数据采集器提供标准接口，支持HPLC与终端进行通信;支持终端下发的读取、设置、操作、代理等各种服务命令;对重要数据和参数设置、控制报文的传输应有安全防护措施。光伏数据采集器提供标准接口，支持RS485、RS232等通信方式与光伏逆变器进行通信;支持与光伏逆变器串口参数适配;支持与各个光伏逆变器厂家协议适配;对终端下发的读取、设置、操作、代理等命令能够实时转换成对应逆变器厂家的modbus协议;支持各个逆变器厂家协议解析，并能转换成标准698协议回复终端。

5.防/反孤岛保护装置

防/反孤岛保护装置具备快速监测孤岛并立即断开与分布式光伏电源连接的能力，防孤岛保护动作时间不大于2秒，其包括防孤岛装置、反孤岛装置两种类型，前者适用于容量为8kW以上的用户，后者适用于接入总容量超过台区变压器额定容量25%台区[1]。

二、低压分布式光伏计量采集典型技术实现途径

1.0～30kW自发自用/余电上网典型设计

在供、用电设施产权分界点处设置1只电能表，计量光伏用户上网电量和下网电量;在光伏用户发电侧设置1只电能表，计量光伏设备发电量。在电能表的后端安装1只智能断路器，接受电能表命令实施并、离网控制;在用户用电点设置1只远程费控、开关外置的电能表，用于计量用户用电量

2.采集通信组网方案设计

现场非光伏电表组网方式为能源控制器+II型采集器+电表方式，光伏用户采用II型集中器+电表方式，光伏逆变器本地通信为RS232等方式。

3.光伏数据采集器协议制定

采集主站通过采集终端向光伏数据采集器下发控制命令，由光伏数据采集器控制逆变器的有功功率、无功功率、功率因数、电压等输出大小。

4.安装计量箱

计量装置的安装需严格遵循Q/GDW 10347-2016《计量装置通用设计规范》、Q/GDW 11008-2013《低压计量箱技术规范要求》;电能表应安装在计量箱内，同一供电地点有多只电能表，可采用多表位计量箱，应考虑预留表位;计量箱导线线径应符合DL/T 448-2016《电能计量装置技术管理规程》要求，最大电流为100A的电能表，计量箱内导线横截面至少25mm2。经互感器接入的电能表，计量箱内导线横截面至少4mm2。表后断路器的额定电流应不低于电能表最大电流，并与实际用电负荷或发电电流大小相匹配[2]。

5.各区域采集器布置

变压器侧。变压器侧选择支持特征电流识别、光伏数据采集控制的能源控制器;普通用户侧。选择支持特征电流拓扑的II型采集器，II型采集器上行支持HPLC通信，下行通过RS485于用户电表通信;光伏用户侧。选择光伏数据采集器，从用户侧AC220V取电，上行支持HPLC通信，下行通过RS232于现场逆变器进行通信。

6.计量采集

日常监测中，在分布式光伏发电时段，按照15min频率，定时采集分布式光伏用户电能表内数据。此外需按照业务需要，对重点用户、重点时段高频监测电压、电流、有功功率、无功功率数据，实现1min级数据采集[3]。

结语：综述，探索低压分布式光伏计量采集典型技术，需明确低压分布式光伏计量采集设备配置，其后再探索具体技术的实现方式，这需综合考虑低压分布式光伏发电区域的实际情况，按照实际需求来探索具体技术的应用方式，以此来发挥出其最大价值。

参考文献：

[1]张冲标.小容量分布式光伏电站信息采集系统[J].农村电工，2020，（10）：2.

[2]张林浩，马红明，李传等.基于关口计量采集系统的光伏发电T接上网电量差错分析[J]. 河北电力技术，2019，（1）：4.

[3]范玉林.分布式光伏发电对电能采集及线损的影响[J].电子制作，2019，（16）：3.