直流电能表在光伏系统中的应用

安科瑞虞佳豪

光伏发电的三种类型

1、独立光伏发电系统：

独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。

2、并网光伏发电系统：

并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。

因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。

并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。

3、分布式光伏发电系统：

分布试光伏发电是一种通过光能转化为电能发电方式，这种发电方便以其绿色清洁，使用方便，节能降耗等特点正逐步走进平常人的生活中，也正是因为其优点显著不浪费资源被国家纳入重点扶持行业。

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。

光伏发电是指利用太阳电池的光生伏打效应，将太阳辐射能直接转换成电能，是太阳能发电的主要应用形式之一。我国政府支持的并网光伏发电项目包括分布式光伏发电项目和光伏电站项目，能源主管部门出台了《分布式光伏发电项目管理暂行办法》和《光伏电站项目管理暂行办法》。分布式光伏发电是指在用户所在场地或附近建设运行，以用户侧自发自用为主、多余电量上网且在配电网系统平衡调节为特征的光伏发电设施。光伏电站项目系指作为公共电源建设及运行管理的光伏发电项目。同时，政府在“全面解决无电人口用电问题三年行动计划（2013年-2015年）”中，光伏独立供电工程是主要解决方案之一。

分布式光伏发电具有以下特点：一是输出功率相对较小。一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千千瓦以内。与集中式电站不同，光伏电站的大小对发电效率的影响很小，因此对其经济性的影响也很小，小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。二是污染小，环保效益突出。分布式光伏发电项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。三是能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。

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。

光伏系统结构

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。

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。

现场照片

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

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