低壓客戶三合一光伏表箱的研制

何遠新 張祖榮 范振榮

（廣東電網(wǎng)有限責任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

近年來，分布式光伏發(fā)電發(fā)展迅速，報裝光伏發(fā)電并網(wǎng)的低壓客戶越來越多。據(jù)統(tǒng)計，目前江門市新會區(qū)光伏發(fā)電并網(wǎng)的客戶報裝已達400多戶。按照現(xiàn)行光伏發(fā)電使用和并網(wǎng)方式，客戶主要采用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)模式。因此，采用光伏發(fā)電的低壓客戶，需安裝一個發(fā)電電能表、一個上網(wǎng)電能表和一個集抄采集器，方可滿足光伏發(fā)電并網(wǎng)運行和使用的要求。

1 項目背景

目前，江門市光伏發(fā)電并網(wǎng)所需使用的兩個電能表和一個集抄采集器分別安裝在三個獨立的表箱內(nèi)，這種安裝方式存在以下問題：（1）三個設(shè)備之間的接線需要在表箱外，接線比較復(fù)雜，容易發(fā)生接線錯誤，造成計量錯誤；且必須到安裝現(xiàn)場才能安裝，現(xiàn)場安裝調(diào)試花費時間長。（2）發(fā)電電能表和上網(wǎng)電能表之間的接線在表箱外，給客戶竊電提供了機會，存在客戶通過轉(zhuǎn)接線竊取光伏發(fā)電電量的風(fēng)險。（3）需要三個獨立的安裝表箱，表箱耗材多，占用安裝空間，安裝麻煩且影響美觀。（4）若兩個電能表安裝相隔比較遠的話，集抄采集器需采集的線路長，不利于集抄運維。

2 項目技術(shù)方案及實施

2.1 項目技術(shù)方案

針對上述問題，為了分布式光伏發(fā)電更加安全、科學(xué)、合理地并網(wǎng)使用，本文基于居民小區(qū)中集中電能表箱的安裝啟發(fā)，提出了研制一種新型的三合一光伏表箱。具體的項目方案就是通過合理規(guī)范的布局設(shè)計，將發(fā)電電能表、并網(wǎng)電能表和集抄采集器安裝在一個表箱內(nèi)，在表箱內(nèi)統(tǒng)一做好電能表之間及采集器與電能表之間的接線，到現(xiàn)場安裝時只要完成電網(wǎng)進線、光伏發(fā)電進線及客戶負荷出線的安裝即可。

2.2 項目具體實施

2.2.1 三合一光伏表箱的制作

一般而言，電能表箱所采用的材料有兩種，分別為不銹鋼和透明聚碳酸酯（PC）材料。不銹鋼材料使用壽命長，不易變形，防撞和防摔性能好，但其造價高，不符合經(jīng)濟效益；且不銹鋼箱體不透明，不利于運維人員觀察電能表的接線情況，安裝時需接地線。而PC材料造價較低，整個箱體透明、輕便，利于安裝，且可以觀察箱體內(nèi)接線，安裝時不需接地線。綜合比較兩種材料的優(yōu)缺點，同時考慮廣東電網(wǎng)有限責任公司目前所使用的大部分表箱也是采用PC材料的，因此光伏表箱也使用PC材料。

2.2.2 裝置結(jié)構(gòu)與原理

新型三合一光伏表箱內(nèi)集合了兩個電能表和一個采集器，有電網(wǎng)進線、負荷出線及發(fā)電進線三組外接的線路，若三個表位并列，全部進出線都采用下接方式，這樣比較整齊美觀，但這樣的話表箱的橫向尺寸會比較大，現(xiàn)場安裝時會受空間限制。因此，對表位排列不僅要考慮布線還需考慮表箱的尺寸問題。如圖1所示，電網(wǎng)進線由左側(cè)進線，光伏發(fā)電進線及負荷出線由下側(cè)進線，可以在保證表箱尺寸合理的基礎(chǔ)上，達到內(nèi)部裝置布置結(jié)構(gòu)合理，容易接線，安裝方便且不影響美觀的目的。

圖1 三合一光伏發(fā)電表箱內(nèi)部設(shè)備和線纜布置圖

電能表（三相電能表）之間及采集器與電能表之間的二次接線原理如圖2所示，單相電能表接線亦同理。

圖2 二次接線原理圖

3 項目效益分析

3.1 項目優(yōu)點

（1）有效降低了光伏發(fā)電并網(wǎng)的成本。新型三合一光伏發(fā)電表箱集合了原先需要三個表箱的設(shè)備才能實現(xiàn)的功能，表箱成本明顯下降了，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益；新表箱的發(fā)電表與上網(wǎng)表的接線在出廠前就接好，現(xiàn)場只需接電網(wǎng)進線、發(fā)電進線及負荷出線即可，減少了現(xiàn)場接線量。

（2）表箱設(shè)計合理簡單，利于安裝與調(diào)試。電能表之間及采集器與電能表之間的接線已經(jīng)在表箱內(nèi)統(tǒng)一接好，到現(xiàn)場并網(wǎng)安裝時，只需要將電網(wǎng)進線、光伏發(fā)電進線及客戶負荷出線接在表箱內(nèi)預(yù)留的接口上，就可以完成光伏發(fā)電并網(wǎng)安裝調(diào)試的全部工作，節(jié)省了安裝調(diào)試的時間和人力，也避免了現(xiàn)場接線的錯誤。

（3）提高了安全系數(shù)。新型三合一光伏發(fā)電表箱將發(fā)電電能表和上網(wǎng)電能表集中在箱內(nèi)，可有效杜絕客戶竊電或竊發(fā)電補貼行為，提高了防竊電效果，為提高臺區(qū)線損合格率提供了較大的技術(shù)保障。

（4）有利于運行維護。集抄采集器和兩個電能表同在一個表箱內(nèi)，減少了采集器和電能表之間的通信距離，降低了通信故障率，提高了集抄運維效率，節(jié)約了維護成本。

3.2 項目推廣及效益分析

（1）該新型三合一光伏發(fā)電表箱已經(jīng)在江門市新會區(qū)開始應(yīng)用，并得到了較好的反饋。新型三合一光伏發(fā)電表箱融合了原先三個表箱才能實現(xiàn)的功能，為分布式光伏發(fā)電點節(jié)省了投入成本，并且縮短了各裝置之間互連的線纜距離，避免了長距離的線纜敷設(shè)工程。同時，運維人員也只需維護好一個表箱，大量減少了運維工作，節(jié)省了運行成本。

（2）該新型三合一裝置為分布式光伏項目節(jié)約了設(shè)備安裝調(diào)試時間成本。由于電能表之間及采集器和電能表之間的接線是提前統(tǒng)一安裝好的，現(xiàn)場安裝調(diào)試時，不需要像原來一樣在三個表箱之間安裝調(diào)試，降低了調(diào)試難度，促進了分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)運行。

4 結(jié)語

綜上所述，低壓客戶三合一光伏表箱主要是利用將兩個電能表、一個采集器安裝在一個表箱內(nèi)，三個設(shè)備之間接線可以提前在表箱內(nèi)完成的原理，將表箱接線簡單化，接線不需再經(jīng)過表箱外。該新型表箱有效節(jié)省了安裝調(diào)試經(jīng)濟成本、時間成本，運行維護方便，且可以有效杜絕客戶竊取發(fā)電量情況的發(fā)生。該新型表箱主要適用于采用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)方式的低壓客戶，具有普遍性，易于推廣。