李鹏

【摘要】为了提高电能计量的准确性、经济性以及可靠性，本论文结合新能源发电并网的特点对电能计量的影响作出详细的阐述与分析，同时提出了新能源并网方式下电能计量的接入方案，为电力系统电能计量提供依据，防止电能的损失，通过实际的计量结果来看，本论文提出的解决方案能够有效解决新能源并网方式下的电能计量问题。

【关键词】新能源并网；分布式能源；电能计量

1.引言

随着智能电网的不断发展，使得新能源发电并网逐渐成为可能，而计量是智能电网发电并网中必不可少的一个环节，对于分布式电源的电能计量，由于用户和负荷的不确定性而变得更为复杂，负荷点同样也是电源点。因此，如何区分两种性质的电能是新能源发电并网形势下计量方式应该考虑的问题。本文结合新能源发电并网的特点，从计量的准确性、公平性、有效性，客观的分析了新能源发电并网形势下计量存在的问题，以及解决问题的主要措施。

2.新能源发电对计量的影响

2.1 高次谐波对电能计量的影响

产生电源高次谐波的可能性比较多，常见的有发电机引起的高次谐波、变压器产生的高次谐波、系统接地故障引起的高次谐波。所谓的发电机引起的高次谐波是由于发电机三相绕组制作不对称、铁芯材质不均匀以及其他原因引起的，由于近年来制作工艺的不断改善，电源引起的高次谐波得到改善。变压器产生的高次谐波是因为铁芯饱和以及磁化曲线的非线性，这样导致磁化电流呈现尖顶波形，产生大量的奇次谐波，并且谐波大小与磁通回路的结构、铁芯的饱和程度有关，两者成正比关系，变压器中谐波分量所占比例较高的谐波分量有2次谐波、3次谐波、5次谐波。2次谐波主要在变压器投运时出现，所占比例超过50%-60%，正常运行时其2次谐波分量不超过15%，5次谐波是由于变压器的过励磁产生。故障引起的高次谐波主要是在系统发生接地、相间等故障时产生的，是一个暂态的高次谐波。高次谐波对电能计量的主要影响体现在准确性上，谐波含量的多少，直接影响着电能的计量是否准确，当谐波含量满足计量相关要求时，则误差影响较少，当谐波含量超过规定时，无论是常规的电磁感应计量表，还是全电子式计量表，都会受到很大程度的干扰，即计量误差随着谐波含量成正比关系。

2.2 频率偏移对电能计量的影响

基于电磁感应的电能表是按电流全是基波来考虑的，所以在电压、电流幅值的不变的情况下，频率的改变会导致感应线圈阻抗的变化，使工作电压的磁通发生改变，同时转盘阻抗的变化将会导致电流磁通的变化，或者其他原因导致的磁通变化，这些因素都会影响电能表的测量精度，尤其是在在谐波的影响下，高次谐波与基波发生叠加，波形发生畸变，使得电压或者电流的频率发生改变。从电路原理以及电能表的工作原理可知，只有相同频率的电压电流才能产生平均功率，电能表也同样需要同频率的电压电流产生转矩，而畸变后的非周期性量导致转矩与平均功率成正比从而产生误差。

2.3 电源间歇对电能计量的影响

根据实际运行情况来看，风力发电、太阳能发电等新能源发电具有不稳定性，受外界因素的影响比较大，随着季节和时间的变化而改变，当风力或太阳光照射强烈时，风机组或太阳能电池板会在高负荷的情况下运行，产生的大量的电能输送到电网，如果风力过小或者阴雨天、晚上无光照时，风力机组停机或者电池板无法输出电能量，或者较少的电能量，因此，新能源电能量具有间歇性，因此，在计量时要考虑这种间歇性电源对计量的影响。在负荷超出一定范围时，要考虑计量表的精度能否达到要求。

2.4 分布式电源双向性对电能计量的影响

新能源发电是智能电网发展必然的产物，使得原来的负荷端可以变为电源端，当自己的用电量大于发电量时，从系统中获取电能，此时可以认为是用电负荷端，当自己的用电量小于发电量时，产生电能剩余，将多余的电力发送给电力系统，此时认为是电源点，因此，這种潮流方向的双向性导致二次计量同样能够实现双向计量。

3.新能源并网方式下影响计量问题的处理措施

3.1 采用智能计量表计

随着智能电网的不断发展，计量方式以及表计也得到了飞速的发展，智能电表已在智能化白变电站中广泛使用，所谓的智能电表是一种智能组件，包含一个或者多个智能电子设备，其采集回路可以是光数字采集，也可以是传统的感应式模拟量采集，两种采集方式各有优缺点，他们的相同之处在于其内部的软件、数据处理、程序算法等特性基本相同，同样具有能够计算高次谐波的能力，能够正确计量系统故障中整个动态过程的电能计量，能够实现电能量的双向采集以及处理功能。

3.2 采用软件算法实现自动计量

在满足电力系统计量标准的要求的前提下，我们采用专门设计的计量表进行计量，即采用特定软件算法的计量表，在安装时采用不同极性的电流绕组，两只表的电流相差180°，将两组数据分别采集到计量表，这样可以得到不同性质电能的计量，利用程序和算法实现电能的计量，基本的算法公式为：

Fee=（K2*W2- K1*W1 ）*T （公式一）

式中：Fee：为电费交互值；

K1：为用户电价；

K2：为电网电价；

W1：反向功率；

W2：正向功率；

T：计量时间。

如果Fee为正值，那么由用户向系统缴费，如果Fee为负值，那么系统向用户缴费，采用这种计量方式时，不受运行方式的影响，计量回路简单，计算结果也相对准，但缺点是需要多提供一组电流绕组，增加了二次电流回路，还有一点就是不能计量变电站内部的耗电量。为了能能够准确的计量变电站内部耗电，我们可以将上式改为：

Fee1=【K2*W2- K1*W1-k2*W3】*T （公式二）

Fee2=【K2*W2- K1*W1-k1*W3】*T （公式三）

用户作为负荷端时采用公式二，用户作为电源端时采用公式三。

式中：Fee：为电费交互值；（K1*W3- K2*（W2-W1）

K1：为用户电价；K2：为电网电价；W1：线路发送的电能；W2：主变发送的电能；W3：所用变吸收的电能；T：计量时间。

如果Fee为正值，那么由用户向系统缴费，如果Fee为负值，那么系统向用户缴费。

4.结束语

本论文通过对电力谐波、频率以及新能源发电的间歇性、双向性等特点进行分析与研究，从而得出在新能源发电并网方式下对计量的主要影响，如果克服这些影响将是我们今后计量专业的主要工作，因此，本论文具有以下特点：

（1）具有实践性。本文提出的各种问题以及对计量的影响因素切合实际。

（2）具有指导性。本文提出的观点在电力系统运行中具有普遍性，因此可以作为处理电力系统计量问题的依据。

参考文献

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