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一、光伏電表的誕生與發(fā)展
隨著全球?qū)稍偕茉吹男枨蟛粩嘣黾?,太陽能發(fā)電系統(tǒng)逐漸成為熱門選擇。在這樣的背景下,光伏電表應(yīng)運而生。
近年來,隨著可再生能源的推廣和應(yīng)用,光伏電表也經(jīng)歷了快速的發(fā)展。早期的光伏電表功能相對單一,主要是對光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能進行簡單測量和記錄。隨著技術(shù)的不斷進步,光伏電表的功能日益豐富。如今,光伏電表不僅能夠準確測量和記錄電能,還具備了反向電量計量、遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸、防欺詐等多種功能。
例如,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,目前市場上的光伏電表在精確度方面相比普通電表有了顯著提高,誤差率降低至具體數(shù)據(jù)以下。這使得用戶能夠更加準確地了解光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能和效益。同時,遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸功能的實現(xiàn),讓用戶可以隨時隨地通過智能設(shè)備查看光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行狀況,極大地提高了管理和監(jiān)控的便利性。
在發(fā)展歷程中,光伏電表也不斷適應(yīng)著不同的應(yīng)用場景和需求。從最初的大型光伏發(fā)電站到如今的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),光伏電表都發(fā)揮著重要的作用。未來,隨著可再生能源的進一步發(fā)展和智能電網(wǎng)的不斷完善,光伏電表有望迎來更加廣闊的發(fā)展空間。
二、工作原理全解析
(一)基于光伏效應(yīng)的數(shù)據(jù)采集
光伏電表的工作原理基于光伏效應(yīng),即光能轉(zhuǎn)化為電能的現(xiàn)象。當太陽光照射到光伏電池板上時,光子與半導體材料相互作用,產(chǎn)生一個電流。這個電流通過光伏電表進行測量和記錄。光伏電表通常包括一個電流傳感器、電壓傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和顯示屏等組件。電流傳感器和電壓傳感器能夠準確地測量光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電流和電壓值,并將其轉(zhuǎn)換為電信號。這些電信號被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元進行進一步的處理。例如,在一個典型的光伏電站中,電流傳感器可以測量到高達 [X] 安培的電流,而電壓傳感器可以測量到高達 [X] 伏特的電壓。通過對這些數(shù)據(jù)的采集,光伏電表能夠?qū)崟r監(jiān)測光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行狀態(tài)。
防逆流--ACR電表
適用于分布式光伏并網(wǎng)柜的功率監(jiān)測、電力需求側(cè)管理等應(yīng)用。具有無需拆一次母線、接線簡單方便、施工安全,為用戶節(jié)約改造成本、提高效率等特點。它集成全部電力參數(shù)的測量(如單相或者三相的 電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、功率因數(shù)等)、復費率電能計量、四象限電能計量、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理。同時它具有多種外圍接口功能可供用戶選擇:帶有RS485通訊接口,采用MODBUS-RTU協(xié)議可滿足通訊聯(lián)網(wǎng)管理的需要;帶開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關(guān)的“遙信"和“遙控"的功能,采用LCD顯示界面,通過面板按鍵來實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和控制,非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。
光伏儲能單相防逆流電表UL認證應(yīng)用于分布式電源的逆變器、變流器、控制器標準;AGF-AE-D/200單相三線制,應(yīng)用于澳洲、歐洲、北美等海外地區(qū);電流規(guī)格200A,配套開口式互感器,安裝方便;通訊通訊采用RJ45的物理接口
電量計量--ADL400N電表
ADL400N光伏并網(wǎng)系統(tǒng)逆流檢測電表,是主要針對于光伏并網(wǎng)系統(tǒng)、微逆系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、交流耦合系統(tǒng)等新能源發(fā)電系統(tǒng)而設(shè)計的一款智能儀表,產(chǎn)品具有精度高、體積小、響應(yīng)速度快、安裝方便等優(yōu)點。具有對電力參數(shù)進行采樣計量和監(jiān)測,逆變器或者能量管理系統(tǒng)(EMS)與之進行通訊,根據(jù)實時功率及累計電能實現(xiàn)防逆流、調(diào)節(jié)發(fā)電量、電池充放電等功能,可雙向計量,實現(xiàn)戶用分布式光伏能量管理。
電量計量--導軌式電表
DJSF1352-RN導軌式直流電能表帶有雙路直流輸入,主要針對電信基站、直流充電樁、太陽能光伏等應(yīng)用場合而設(shè)計,該系列儀表可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率以及正反向電能等。在實際使用現(xiàn)場,即可計量總電能,又可計量規(guī)定時間段內(nèi)的電能。檢測的結(jié)果既可用于本地顯示,又能與工控設(shè)備、計算機連接,組成測控系統(tǒng)。
儀表可具有紅外通訊接口和RS-485通訊接口,同時支持Modbus-RTU協(xié)議和DLT645-97(07)協(xié)議;可帶繼電器報警輸出和開關(guān)量輸入功能;根據(jù)不同要求,通過儀表面板按鍵,對變比、報警、通訊進行設(shè)置;具有開關(guān)量事件記錄(Modbus協(xié)議)、編程和事件設(shè)置記錄(645協(xié)議)、數(shù)據(jù)瞬時和定時凍結(jié)功能(645協(xié)議)、電壓電流功率最大值、最小值記錄功能。
電量計量--開孔式電表
PZ96-DE智能直流電能表是針對直流屏、太陽能供電、電信基站、充電樁等應(yīng)用場合而設(shè)計的,該系列儀表可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能。既可用于本地顯示,又能與工控設(shè)備、計算機連接,組成測控系統(tǒng)。同時它具有多種外圍接口功能可供用戶選擇:帶有RS-485通訊接口,采用Modbus-RTU協(xié)議;可帶繼電器報警輸出、開關(guān)量輸入/輸出。根據(jù)不同要求,通過儀表面板按鍵,對變比、通訊進行設(shè)置與控制。
匯流采集裝置
AGF-M24T一次電流采用穿孔方式接入,可20A,穿孔方式接入,安裝方便,安全性高;帶3路開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測,可以對匯流箱內(nèi)的防雷器、斷路器狀態(tài)進行監(jiān)控:具有內(nèi)部測溫功能,可實時監(jiān)測箱內(nèi)溫度,保證電氣安全;具有DC 1500V母線電壓測量功能:具備RS485接口,ModbusRTU協(xié)議,將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至后臺系統(tǒng)
防孤島保護裝置
AM5SE
功能:AM5SE-IS防孤島保護裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。當發(fā)生孤島現(xiàn)象時,可以快速切除并網(wǎng)點,使本站與電網(wǎng)側(cè)快速脫離,保證整個電站和相關(guān)維護人員的生命安全。
電能質(zhì)量在線監(jiān)測
APView500 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置采用了高性能多核平臺和嵌入式操作系統(tǒng),遵照
IEC61000-4-30《測試和測量技術(shù)-電能質(zhì)量測量方法》中規(guī)定的各電能質(zhì)量指標的測量方法
進行測量,集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測、電壓不平衡度監(jiān)測、
事件記錄、測量控制等功能為一體。裝置在電能質(zhì)量指標參數(shù)測量方法的標準化和指標參數(shù)
的測量精度以及時鐘同步、事件告警功能等各個方面均達到了國家標準要求,能夠滿足 110kV 及以下供電系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測的要求。
(三)按計量方向分類
光伏電表按計量方向可分為單向計量表和雙向計量表。
單向計量表:
功能差異:單向計量表只能測量從電網(wǎng)流向用戶的電能,或者從光伏發(fā)電系統(tǒng)流向用戶的電能,不能同時計量雙向的電能流動。在之前的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的計量中,常采用兩塊單向電表分別計量用戶輸給電網(wǎng)的電能和使用電網(wǎng)中的電能。但這種方式使用成本高,需要兩塊電表,接線復雜,施工難度高,維護困難。
應(yīng)用場景:一些簡單的光伏發(fā)電系統(tǒng),或者對雙向計量需求不高的用戶。例如,一個小型家庭光伏系統(tǒng),如果只考慮自用,不考慮將多余的電能賣給電網(wǎng),可能會選擇單向計量表。
雙向計量表:
功能差異:能夠同時計量用電量和發(fā)電量的電能表,功率和電能都具有方向性。從用電的角度看,耗電算為正功率或正電能,發(fā)電算為負功率或負電能。雙向計量表可實現(xiàn)電能的正、反向分開計量、分開存儲、分開顯示,同時可通過電表配有標準 RS485 通信接口,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠傳。
應(yīng)用場景:主要針對分布式光伏發(fā)電站需要雙向計量的用戶,由于光伏電站發(fā)出的電有富余時,輸送給電網(wǎng)的電能需要準確計量;在光伏發(fā)電不能滿足用戶需求時使用電網(wǎng)的電能也需要準確計量。例如,一個中型分布式光伏電站,為了實現(xiàn)電能的高效利用和管理,會選擇雙向計量表,以便準確計量發(fā)電量和用電量,同時方便與電網(wǎng)進行交互。
四、應(yīng)用場景廣泛
(一)工業(yè)領(lǐng)域的能源管理
在工業(yè)領(lǐng)域,光伏電表發(fā)揮著重要的能源管理作用。工業(yè)企業(yè)的光伏發(fā)電系統(tǒng)通常規(guī)模較大,對電能的準確計量和監(jiān)控需求更為迫切。光伏電表能夠?qū)崟r監(jiān)測工業(yè)企業(yè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能產(chǎn)生和消耗情況,為企業(yè)提供詳細的能源數(shù)據(jù)。
通過光伏電表的數(shù)據(jù),企業(yè)可以評估光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能,了解不同時間段的發(fā)電量和用電量,從而合理安排生產(chǎn)計劃,優(yōu)化能源使用。例如,某大型工業(yè)企業(yè)安裝了光伏電表后,發(fā)現(xiàn)中午時段光伏發(fā)電量較大,而此時企業(yè)的部分生產(chǎn)設(shè)備可以適當調(diào)整工作時間,優(yōu)先使用光伏發(fā)電,降低對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴,從而降低能源成本。
光伏電表還能幫助企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)能源浪費和設(shè)備故障。如果某個車間的用電量異常升高,企業(yè)可以通過光伏電表的數(shù)據(jù)快速定位問題,及時進行維修和調(diào)整,提高能源利用效率。據(jù)統(tǒng)計,使用光伏電表進行能源管理的工業(yè)企業(yè),平均能源成本降低了 [X]%,能源利用效率提高了 [X]%。
(二)商業(yè)領(lǐng)域的節(jié)能減排
在商業(yè)領(lǐng)域,越來越多的商業(yè)建筑開始安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏電表在商業(yè)建筑中起到了關(guān)鍵的節(jié)能減排作用。商業(yè)建筑對電能的測量和監(jiān)控要求較高,光伏電表可以滿足這些需求。
商業(yè)建筑可以通過光伏電表監(jiān)測光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量、電能消耗情況,以及節(jié)能減排效果。例如,某商業(yè)中心安裝了光伏電表后,能夠?qū)崟r了解光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行情況,根據(jù)發(fā)電量和用電量的變化,合理調(diào)整空調(diào)、照明等設(shè)備的運行時間和功率,實現(xiàn)能源的有效管理和控制。
同時,光伏電表的數(shù)據(jù)還可以為商業(yè)建筑的綠色認證提供支持。許多商業(yè)建筑都在追求綠色環(huán)保的形象,通過使用光伏發(fā)電系統(tǒng)和光伏電表,能夠展示建筑的節(jié)能減排成果,提高商業(yè)建筑的市場競爭力。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,安裝了光伏發(fā)電系統(tǒng)和光伏電表的商業(yè)建筑,平均每年可以減少二氧化碳排放 [X] 噸,節(jié)約能源成本 [X] 萬元。
(三)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的綠色能源
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,光伏電表為農(nóng)村農(nóng)業(yè)光伏發(fā)電系統(tǒng)提供了可靠的能源監(jiān)測手段。農(nóng)村地區(qū)對能源的需求也很大,尤其是在農(nóng)田灌溉、農(nóng)業(yè)機械和農(nóng)戶用電等方面。
光伏電表可以應(yīng)用于農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)業(yè)光伏發(fā)電系統(tǒng),監(jiān)測農(nóng)田灌溉設(shè)備的用電量,幫助農(nóng)民合理安排灌溉時間,降低能源消耗。同時,光伏電表還可以監(jiān)測農(nóng)業(yè)機械的用電情況,為農(nóng)民提供設(shè)備運行狀態(tài)的參考,及時進行維護和保養(yǎng),提高農(nóng)業(yè)機械的使用壽命。
此外,農(nóng)戶家庭也可以安裝光伏電表,實時監(jiān)測家庭的電能產(chǎn)生和消耗情況。在光伏發(fā)電量充足時,農(nóng)戶可以優(yōu)先使用自家的光伏發(fā)電,減少對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴,實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。例如,某農(nóng)村地區(qū)安裝了農(nóng)業(yè)光伏發(fā)電系統(tǒng)和光伏電表后,農(nóng)戶的平均用電成本降低了 [X]%,同時也為農(nóng)村地區(qū)的環(huán)境保護做出了貢獻。
(四)居民領(lǐng)域的清潔能源利用
在居民領(lǐng)域,光伏電表幫助居民家庭更好地管理家庭能源使用,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。隨著可再生能源的推廣,越來越多的家庭開始安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)。
光伏電表能夠?qū)崟r監(jiān)測家庭的電能產(chǎn)生和消耗情況,居民可以通過手機 APP 等智能設(shè)備隨時隨地查看光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行狀況和家庭用電情況。例如,居民可以在白天光伏發(fā)電量較大時,優(yōu)先使用光伏發(fā)電,為家用電器供電,減少對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴。
同時,光伏電表還可以為居民提供節(jié)能建議。根據(jù)家庭的用電習慣和光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能,光伏電表可以分析出家庭能源使用的優(yōu)化方案,幫助居民節(jié)約能源成本。據(jù)統(tǒng)計,安裝了光伏電表的居民家庭,平均每年可以節(jié)約能源成本 [X] 元,減少二氧化碳排放 [X] 千克。
五、未來前景光明
(一)分布式光伏市場的推動
分布式光伏市場增長強勁,為智能電表帶來了廣闊的發(fā)展空間。隨著全球電力需求的日益上漲和能源問題的逐漸加劇,光伏發(fā)電作為一種無污染、分布廣、應(yīng)用范圍大的能源形式,被寄予厚望。其中,分布式光伏發(fā)電具有環(huán)保性、經(jīng)濟性,以及投資省、發(fā)電方式靈活、與環(huán)境兼容等特點,成為了未來的重要發(fā)展方向。
在分布式光伏市場中,智能電表的需求主要來自于自發(fā)自用、余電上網(wǎng)模式。這種模式下,電能表需要計量實時發(fā)電量、上網(wǎng)電量、下網(wǎng)電量,因此需要具有雙向電能計量功能的智能電表。雙向計量電表實現(xiàn)了一表用電量和發(fā)電量分開計量,分開存儲,分開顯示,不僅降低了成本,解決了施工難的問題,而且維護更加容易,使用起來更加方便。
分布式光伏發(fā)電和雙向計量電表發(fā)展相輔相成,共同促進了分布式光伏的發(fā)展。智能電表為分布式光伏系統(tǒng)提供了準確的電能計量和監(jiān)控功能,幫助用戶更好地管理和利用太陽能資源。同時,分布式光伏市場的增長也為智能電表帶來了更多的應(yīng)用場景和市場需求,推動了智能電表技術(shù)的不斷進步和創(chuàng)新。
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