分布式光伏建设的建议及直流用电计量系统的介绍

安科瑞虞佳豪

概述

光伏发电系统主要由光伏组件、控制器、逆变器、蓄电池及其他配件组成。根据是否依赖公共电网，分为离网跟并网两种，其中离网系统是独立运行的、不需要依赖电网。离网光伏系统配备了有储能作用的蓄电池，可保证系统功率稳定，能在光伏系统夜间不发电或阴雨天发电不足等情况下供给负载用电。

关于建设分布式屋顶光伏发电项目都有什么建议？

屋顶的类型与承载力

常见的屋顶类型分混凝土和彩钢瓦两种（也有瓦房屋顶，但不常见，暂不考虑），未来设计中将采用不同的技术方案。

分布式光伏电站选址考虑的问题（图表）

由于采用不同的基础形式和安装方式，屋顶所承受的恒荷载和活荷载的计算方法也是不一样的。  

另外，混凝土屋顶需要考虑原有的防水措施，彩钢瓦要考虑瓦型、朝向等因素。

屋顶的年限

混凝土屋顶的使用年限较长，一般情况下能保证光伏电站25年的运营期；而彩钢瓦的使用年限一般在15年左右，这样就需要考虑一笔电站转移费用了。

接入方式和电压等级

接入方式分单点接入和多点接入；电压等级一般分380V、10kV和35kV。
  对于不同接入方式、电压等级，电网局的管理规定是不一样的，如：

电网局接收接入申请受理到告知业主接入系统方案确认单的时间为：单点并网项目20个工作日、多点并网项目30 个工作日。

以380 V接入的项目，接入系统方案等同于接入电网意见函；以35 kV、10 kV接入的项目，则要分别获得接入系统方案确认单、接入电网意见函，根据接入电网意见函开展项目备案和工程设计等工作，并在接入系统工程施工前，要将接入系统工程设计相关资料提交客户服务中心，根据其答复意见开展工程建设等后续工作。  

屋顶的可利用面积

屋顶的可利用面积直接决定了项目规模的大小，而规模效应直接影响项目的投资、运行成本和收益。

如果建筑物的所有者在自己的屋顶建设项目，采用现有工人代维的方式，不设单独的运维人员；项目所发电量直接被使用，收益不需要分享。这种情况，规模小点是可以接受的。

如果电力局开展投资项目，就必须要综合考虑项目的投资规模效益、后期运维、收益分享模式等因素，进行项目收益测算。

考虑可利用面积时，要充分考虑女儿墙、屋顶构筑物和设备的遮挡。我曾见过女儿墙约1.5m的屋顶，周边都是广告牌的屋顶，布满中央空调和太阳能热水器的屋顶。年份越久的屋顶，可利用面积的比例越少。一般1万m2的可利用面积，彩钢瓦我会按800kW考虑，混凝土按600kW考虑。

光伏发电系统的工作原理均为光伏组件将光能转换成直流电，直流电在逆变器的作用下转变为交流电，实现用电、上网功能。因此可以对光能转换出的直流电进行电压电流的测量及电能计量。

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光伏系统结构

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光伏系统直流计量方案

针对电表不同的安装方式，有3款直流计量方案，分别是嵌入式安装直流电表PZ72L-DE、壁挂式安装直流电表DJSF1352、导轨式安装直流电表DJSF1352-RN。该三款仪表均可测量光伏直流系统中的电压、电流、功率、正向与反向电能。既可用于本地显示，又能与工控设备、计算机连接，组成测控系统。
仪表具有RS-485通讯接口，采用Modbus-RTU协议；根据不同要求，通过面板按键，对变比、报警、通讯、开关量输出进行设置与控制。

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直流计量电表产品介绍

3.1 PZ72L-DE

功能参数

●测量功能：能测量直流电压U、电流I、功率P。

●计量功能：能计量当前组合电能，正向电能，反向电能。

●分时功能：两套时段表，一年可以分为4个时区，每套时段表可设12个日时段，4个费率(F1、F2、F3、F4即尖峰平谷)，时段间隔为15分钟，时段可跨零点设置 。（仅LCD液晶表具有）

●历史数据统计功能：能统计上12月的历史电能（各费率电能）。(仅LCD液晶表具有）

●开关量输入输出功能：PZ72有二路开关量输出，二路开关量输入，PZ96有二路开关量输出，四路开关量输入，开关量输出为继电器输出，可以实现“遥控”和报警输出。开关量输入不仅能够采集和显示本地的开关状态信息，同时可以通过仪表的RS485实现远程传输功能，即“遥信”功能。

●显示：LCD（背光延时时间可调）或LED。

●通讯：RS485接口，半双工、光电隔离，Modbus-RTU 或DL/T645-2007协议，波特率1200、2400、4800、9600、19200、38400可选，调制红外固定为1200bps。

●开关量：输入（DI）干接点输入，仪表内置电源，光电隔离。输出（DO）2路继电器输出，常开触点，容量2A/30VDC或2A/250VAC。 

3.2 DJSF1352

主要功能

●具有正向，反向有功电能量计量功能，组合电能=正向+反向。

●电压、电流、功率测量。

●上12个月结算功能。

●具有日历、计时和闰年自动转换功能，具有校时功能。其中广播下发的时钟误差不得大于5分钟，在零点前后十分钟内不准校时，每天只允许校时一次。

●具有两套费率时段，可通过预先设置的时间实现两套费率时段的自动转换，每套费率时段全年至少可设两个时区，24小时内至少可以设8个时段，时段间隔为15分钟，时段可跨零点设置。

●调制红外通讯接口和RS-485通讯接口，采用DL/T645-2007通讯协议和Modbus-RTU协议，RS485的通讯速率可在1200bps、2400bps、4800bps、9600bps设置，调制红外固定为1200bps。

规格参数

●准确度等级：1级。

●额定电压(Ub)：100V、350V、500V、750V、1000V等。

●标定电流(In)：300A(可设置)，分流器支持输出0-75mV，霍尔电流传感器支持输出0-20mA和0-5V。

●脉冲常数：以实际铭牌标注为准。

●辅助电源：供电电压，DC20-60V或AC85V-265V可选。

3.3 DJSF1352-RN

功能参数

●测量：双路直流输入 。 

●显示：8 位段码式液晶屏（LCD）。 

●通讯接口 ：RS485，红外RS485, infrared。

●通讯协议：Modbus-RTU，DL/T 645-2007。

●开关量：开关量输出：2路继电器输出，2A/30VDC或2A/250VAC；开关量输入：2路干接点输入。

●脉冲输出：一路秒脉冲输出，一路电能脉冲输出。

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现场照片

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典型案例

扬州晶澳光伏电站

山西国臣光伏电站

北京国臣光伏电站