珠海興業(yè)新能源科技有限公司 ■ 譚奇特

0 引言

隨著能源結構多元化發(fā)展，以光伏發(fā)電為代表的分布式電源因具有環(huán)境友好、建設周期短、投資成本低等優(yōu)點，成為國家鼓勵發(fā)展的新興能源產(chǎn)業(yè)。分布式光伏電源常布置在工業(yè)或商業(yè)廠房屋頂，不額外占用土地資源，所發(fā)電量采用“以自發(fā)自用、就地消納為主，多余電量上網(wǎng)為輔”的運營方式。對光伏開發(fā)商而言，收取用電企業(yè)的電費與接受國家補貼為其盈利方式；對提供屋頂資源的企業(yè)(以下簡稱“企業(yè)”)而言，享受光伏開發(fā)商提供的優(yōu)惠電價，從而節(jié)約了電費支出。這是分布式光伏發(fā)電應用最普遍的一種模式。

1 分布式光伏電源接入配電網(wǎng)的典型方式

圖1為分布式光伏電源接入企業(yè)配電網(wǎng)的典型方式示意圖。如圖1所示，以10 kV分布式光伏電源為例，考慮“自發(fā)自用，余量上網(wǎng)”的模式，光伏電源接入企業(yè)配電網(wǎng)進線與計量表的下端；系統(tǒng)中含有A、B、C 3塊計量表，其中，A為企業(yè)生活用電計量表，計量廠區(qū)非生產(chǎn)用的電量，其電價為生活電價；B與C為雙向計量表，B為10 kV并網(wǎng)光伏發(fā)電計量表，C為廠區(qū)總進線計量表。接入光伏電源之前，用電企業(yè)工業(yè)用電量計算方式為C表電量減去A表電量。

圖1 分布式光伏電源接入企業(yè)配電網(wǎng)的典型方式示意圖

接入分布式光伏電源后，對整個廠區(qū)的配電網(wǎng)而言，由原來的單電源供電變?yōu)殡p電源供電，且2個電源通過廠區(qū)配電網(wǎng)相互聯(lián)通，互為補充。為便于后文分析，圖1中的標識方向為電能表的正向，與圖示方向相反的為反向，如“C正”表示C表從電網(wǎng)流向廠區(qū)的電量，“C反”表示C表從廠區(qū)流向電網(wǎng)的電量。當光伏發(fā)電量大于廠區(qū)用電量時，C反才會有電量讀數(shù)。B表為光伏發(fā)電計量表，一般為正向，但在光伏停止運行的時間段(如晚間)，其自身的逆變器與變壓器等會有少量用電消耗，故用B反表示光伏自身耗電量。

若不考慮不同電價的生活負載，則各電量計算方式為：

2 不同電價區(qū)配電網(wǎng)的情況

在實際情況中，很多企業(yè)采用“高供高計”的方式支付工業(yè)電價，但在生活負載中可享受低于工業(yè)電價的生活電價。當分布式光伏電源接入后，計量將變得復雜——因為企業(yè)必須知曉生活與工業(yè)負載各自的用電量中有多少是來自于電網(wǎng)和光伏電源。然而采用加裝計量表并直接讀取各部分電量的方式難以解決此問題，因此，需從計算方法上尋找突破，若能找到生活用電與工業(yè)用電的比例，亦不難計算出各部分的電量。但是，用電比例往往不固定，時刻在變化，若要準確計量出各部分電量，應設定一個動態(tài)的比例系數(shù)。根據(jù)電能發(fā)電與消耗同步的特性，此處設定一個動態(tài)比例系數(shù)K。

令K=生活用電量A/企業(yè)總用電量Q0，即：

則有：

所以，支付電費時：

電網(wǎng)支付光伏開發(fā)商的電費不變。

3 高壓+低壓多點并網(wǎng)計量方式

根據(jù)不同工程項目的特點，某些分布式光伏電源需要多點并網(wǎng)接入企業(yè)內(nèi)部，如圖2所示。

圖2 分布式光伏電源多點接入企業(yè)配電網(wǎng)示意圖

圖2中增加了計量表D，D為低壓并網(wǎng)光伏發(fā)電計量表，計量光伏低壓系統(tǒng)的發(fā)電量，則：

若上網(wǎng)電量Q′4=C反不變，則有：

新的動態(tài)比例系數(shù)K′=生活用電量A/企業(yè)總用量Q′0，即：

所以，支付電費時：

電網(wǎng)支付光伏開發(fā)商的電費不變。

4 結語

本文介紹了一種采用動態(tài)比例系數(shù)計算光伏開發(fā)商與企業(yè)及電網(wǎng)結算電費的方式。對于電費的計算是基于工業(yè)電價與生活電價為單一費率的假設，但實際情況中，電價本身往往分尖、峰、平、谷等多個費率，故設計時要求選用市場上多費率計量表，按不同時段分段計量與核算，費率時段越多，結果越接近真實值。只需要光伏開發(fā)商、企業(yè)與電網(wǎng)將相應的表計讀數(shù)分時段按上述公式計算，即能分別得出不同電價負載消耗了光伏及電網(wǎng)的各部分電量。此方法不需要額外增加更多的計量表，可相對合理地計算出分布式光伏電源接入不同電價區(qū)配電網(wǎng)企業(yè)的用電量，操作簡單易行。此方法已在湖南岳陽遠大可建17 MW光伏屋頂示范項目上成功應用，效果良好，有一定的推廣意義。