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    公司新聞

    擁抱“碳中和”,智能電表助力分布式光伏大發展

    發布時間:2021-07-29 閱讀:49

    安科瑞 崔庭宇

    摘要:隨著近幾百年來化石能源的大量使用,全球二氧化碳的排放量迅速增長導致的溫室效應越來越嚴重,人們對環保問題愈發重視,低碳、環保、綠色、節能就成為工作生活的新要求。而太陽能作為利用率很高的新型綠色能源,是石能源理想的替代品,已經成為當前能源產業的主流趨勢。

     

    關鍵字:光伏產業、分布式光伏發電、智能電表、雙向計量、碳中和

     

    引言

    2020年9月,中國在第七十五屆聯合國大會上珍重宣布:“中國將提高國家自主貢獻力度,采取加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和?!奔吹?030年,我國單位國內生產總值二氧化碳排放量將比2005年下降百分之65以上,非化石能源占一次能源消費比重達到百分之25左右,風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。自此,國內光伏產業迎來了巨大的發展機遇。

     

    一、行業介紹

    在當前的“碳中和”大背景下,中國光伏產業正迎來此前從未有過的發展大機遇。特別是在“構建以新能源為主體的新型電力系統”提出后,以光伏為代表的新能源正成為能源行業向清潔低碳轉型的主力軍。

    回望過去,在十幾年光伏產業發展下,光伏發電行業已經成為了我國具有相當大競爭優勢的高新技術產業。無論是在產業規模、技術水平、生產制造,還是在企業實力上均有不同程度優勢。而展望未來,目前數據顯示,能源燃燒是我國主要的二氧化碳排放源,占總二氧化碳排放的百分之88左右,其中電力行業排放又約占能源行業排放的百分之41。在“碳中和”的大目標下,無疑能源消費結構要由依靠化石能源向依靠以光伏為代表的清潔新能源轉變,這就給光伏產業的蓬勃發展插上了新的翅膀。

     

    二、分布式光伏系統介紹

    2.1系統拓撲圖

     

    直接接入式拓撲圖(≤63A)

     

    外置互感器式拓撲圖(>63A)

    2.2方案應用

          如拓撲圖中所示,家用分布式光伏發電系統一般太陽能光伏板、光伏逆變器、智能電表、蓄電池等組件組成,在這個系統中,太陽能光伏板等光伏組件主要負責將太陽光轉化為電能,但它們發出的是家用電器無法直接使用的直流電,所以就需要光伏逆變器作為關鍵的轉換裝置將直流電轉換為正弦波交流電以供家電使用或者并入電網。蓄電池則主要用于儲存發電高峰時多余的發電量,并在夜晚無法發電時供用戶使用,以達到光伏發電系統效益的效果。

    而智能電表在整個系統中分為三部分,一部接在逆變器與家用負載之間,主要用于計量光伏系統總發電量,二部接在家用負載與國網表之間,主要用于計量上、下網電量,當光伏發出的電用戶不能全部消耗時,余下的電能輸給電網這時記錄為負功率或負電能;而當光伏發電不能滿足用戶需求從電網購電時則記錄為正功率或正電能,逆變器將會通過485通訊得到這些數據,而后根據這些數據自主調整發電效率或者對儲能蓄電池送電以達到防逆流的功能。三部電表采用直流表,安裝在逆變器與蓄電池之間,主要用于計量儲能模塊充放電數據。綜上所述,智能電表對于整個分布式光伏系統的儲能判斷、用電分析以及防逆流等功能具有重要意義。

     

    2.3發電使用模式介紹

            ●全額上網模式即光伏系統發電并不提供家庭負載用電,而是全部賣給國家電網;

            ●完全自發自用模式光伏系統發電由用戶自身完全消納;

            ●自發自用、余電上網模式即當光伏發出的電用戶不能全部消耗時,余下的電能賣給電網,而當光伏發電不能滿足用戶需求時,則需要購買電網的電。

    三種模式中自發自用、余電上網模式用戶不僅可以享受低廉的電價,還可以使光伏電站的發電量就近使用,減少對電網的影響,因此應用比較廣泛。這種模式下電能表需要做到計量實時發電量、上網電量、下網電量,即需要電表支持雙向計量以及通訊功能,可以為用戶提供售電用電數據。

    但也有部分國家并不允許私人光伏發電輸入到電網當中或者說不會對私人光伏發電設施對電網供電提供補貼,此時的用戶為盡量延長設備壽命往往會采用完全自發自用模式,即多用多發、少用少發。這種模式下智能電能則需要為逆變器提供實時雙向功率、電能來支持逆變器的儲能判斷功能和防止其向電網供電。

     

    三、智能電表介紹

     

    3.1單相電表

    電表型號

    功能說明

     

    接入方式:直接接入

    額定電壓:AC220V

    電流規格:DDSD1352:10(60)A,ADL200:10(80)A

    計量精度:1級

    功率刷新速度:200ms

    總電能計量(雙向)

    3個月歷史電能數據凍結存儲

    U、I 、P、Q、S、PF、F測量

    8位段式LCD顯示

    3按鍵可編程設置密碼、通訊地址、波特率、復費率和通訊協議。

    有功電能脈沖輸出

    4個時區、2個時段表、14個日時段、4個費率

    RS485接口:支持MODBUS-RTU、DL/T645-97 、DL/T645-07協議

    紅外通訊(DDSD1352支持)

     

     

    接入方式:外置互感器接入

    額定電壓:AC220V

    電流規格:80A、120A、200A

    計量精度:1級

    功率刷新速度:250ms

    總電能計量(雙向)

    U、I 、P、Q、S、PF、F測量

    液晶屏(字段 LCD)顯示

    2個時區、8個時段、4個費率

    RS485接口:支持MODBUS-RTU

    可選配4DI+2DO或者4DI+EP

     

    3.2三相電表

    電表型號

    功能說明

     

    接入方式:直接接入

    額定電壓:3x220/380V

    電流規格:3*10(80)A

    計量精度:0.5S級

    功率刷新速度:200ms

    有功、無功電能計量(雙向、分相)

    上48月、上90日歷史電能數據凍結存儲

    U、I 、P、Q、S、PF、F測量

    2~31次諧波電壓電流

    8位段式LCD顯示,背光顯示

    按鍵可編程設置密碼、通訊地址、波特率、復費率和通訊協議。

    有功電能脈沖輸出

    4個時區、2個時段表、14個日時段、4個費率

    RS485接口:支持MODBUS-RTU、DL/T645-97 、DL/T645-07協議,DTSD可選配兩路

    紅外通訊(DTSD1352支持)

    1DI1DO(DTSD1352支持)

     

     

    接入方式:外置互感器接入

    額定電壓:3*220/380V

    電流規格:80A、120A、200A

    計量精度:1級

    功率刷新速度:250ms

    總電能計量(雙向)

    U、I 、P、Q、S、PF、F測量

    2~31次諧波電壓電流

    液晶屏(字段 LCD)顯示

    按鍵可設置通訊參數、費率設置、開關量設置等參數

    2個時區、8個時段、4個費率

    RS485接口:支持MODBUS-RTU

    可選配4DI+2DO或者4DI+EP

     

    3.3直流電表

    電表型號

    功能說明

     

    產品型號:DJSF1352-RN

    額定電壓:DC 0~1000V

    分流器輸入:0~75mV

        霍爾傳感器輸入:0~20mA、4~20mA、0~5V、0~10V等

    計量精度:1級

    總電能計量(雙向)

    電壓電流功率測量

    8位斷碼式液晶屏顯示

    按鍵可設置通訊參數、開關量設置等參數

    支持復費率

    RS485接口:支持MODBUS-RTU、DL/T 645-2007

    可選配開關量輸入輸出或者兩路通訊

     

    四、智能電表作用

    舊式分布式光伏發電中都采用兩塊單向電表的計量方式,一只表計量用戶輸給電網的電能,用另一只表計量用戶使用電網中的電能。這種方式成本高、施工難度高、維護困難,不利于推廣。而功率和電能都是雙向計量的智能電表首先就解決了舊式分布式光伏發電中雙向計量的痛點,并且由于多功能智能電表的全電參量計量和通訊等附加功能的存在,還可以為分布式光伏產業提供多價值,包括儲能判斷、數據上傳、分析等。

     

    總結:在國家“碳中和”大目標的推動下,光伏產業迎來巨大的發展機遇,并將在新能源中占據主要位置,前景廣闊。而可靠的電力計量設備作為成為光伏系統中必不可缺的一環,承擔著儲能判斷、用電分析、平臺統一管理等多種功能,為光伏系統建設降低控制、維護難度提供了重要助力。

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