基于電能量采集系統(tǒng)的新能源多場景結(jié)算機制

楊利森 石鐘文 李學(xué)慶 張興松 王慧 溫輝

摘? 要：為克服傳統(tǒng)新能源結(jié)算機制無法追補穿越電量的弊端，本文建立集中打捆上網(wǎng)新能源新型結(jié)算機制。首先，建立基于主配電網(wǎng)信息融合的電能量采集系統(tǒng)，為電網(wǎng)結(jié)算的實時數(shù)據(jù)采集及新能源場站運行狀態(tài)的實時監(jiān)測提供了基礎(chǔ)平臺;其次，根據(jù)各新能源場站的運行狀態(tài)，建立多場景結(jié)算電量計算模型，并采用多場景變換的分時段結(jié)算方法對上下網(wǎng)電量進(jìn)行核算。

關(guān)鍵詞：新能源結(jié)算? 穿越電量? 電能量采集系統(tǒng)? 多場景分析

中圖分類號：TM715? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）02（b）-0085-03

New Energy Multi-scenario Settlement Mechanism Based on Electric Energy Acquisition System

YANG? Lisen? SHI? Zhongwen? LI Xueqing? ZHANG Xingsong? WANG Hui? WEN Hui

（Jiayuguan Power Supply Company， State Grid Gansu Electric Power Company， Jiayuguan， Gansu Province， 735100 China）

Abstract： In order to overcome the disadvantages of the traditional new energy settlement mechanism that can't make up the passing power， this paper establishes a new settlement mechanism for the new energy on the Internet with centralized bundling. Firstly， an electric energy collection system based on the information fusion of the main distribution network is established， which provides a basic platform for the real-time data collection of the grid settlement and the real-time monitoring of the operation status of new energy stations. Secondly， according to the running state of each new energy station， a multi-scenario calculation model of settlement electricity is established， and the time-sharing settlement method of multi-scenario transformation is adopted to calculate the electricity quantity of the upper and lower network.

Key Words： New energy settlement; Crossing power; Electric energy acquisition system; Multi-scene analysis

近年來，我國能源清潔化改革不斷深入，以風(fēng)電、光伏為代表的新能源場站迅速發(fā)展起來。電網(wǎng)公司作為連接新能源場站與用戶的重要載體和轉(zhuǎn)換平臺[1]，其面臨的上下網(wǎng)結(jié)算關(guān)系愈加復(fù)雜?？陀^準(zhǔn)確的結(jié)算關(guān)系及電能計量是源網(wǎng)進(jìn)一步協(xié)調(diào)發(fā)展的重要前提[2]。因此，本文在傳統(tǒng)新能源結(jié)算模式基礎(chǔ)上，建立了集中打捆上網(wǎng)新能源新型結(jié)算機制。該機制建立了基于主配電網(wǎng)信息融合的電能量采集系統(tǒng)，通過對終端數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析，向結(jié)算系統(tǒng)展示各新能源場站的運行狀態(tài);根據(jù)運行狀態(tài)的不同可劃分多種場景，建立多場景結(jié)算電量計算模型;最后采用多場景變換的分時段結(jié)算方法對上下網(wǎng)電量進(jìn)行核算。

1? 國內(nèi)新能源結(jié)算現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)新能源結(jié)算機制一般均依據(jù)“上網(wǎng)線路線損由新能源場站承擔(dān)，電源送至公網(wǎng)后的轉(zhuǎn)供電部分損耗由電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)承擔(dān)”的原則，采用“上下網(wǎng)結(jié)算關(guān)口設(shè)置在公網(wǎng)變電站側(cè)，新能源場站升壓站側(cè)設(shè)置考核點。集中打捆上網(wǎng)新能源共用一個結(jié)算關(guān)口，新能源實際結(jié)算電量為考核關(guān)口共同分?jǐn)偵暇W(wǎng)線路線損后的電量”模式。

對于單一新能源客戶的專線線路而言，此種結(jié)算模式可有效確保抄表結(jié)算的同時性和電能計量的準(zhǔn)確性，真實反映發(fā)電客戶與電網(wǎng)之間的結(jié)算關(guān)系，是目前廣泛采用的結(jié)算模式;對于集中打捆上網(wǎng)的雙電源乃至多電源新能源上網(wǎng)專線而言，在集中打捆新能源電量考核點同時上網(wǎng)或同時下網(wǎng)情況下，依據(jù)線損分?jǐn)傇瓌t，公網(wǎng)變電站側(cè)結(jié)算關(guān)口產(chǎn)生的電量可有效反映該線路所有新能源客戶的上下網(wǎng)結(jié)算關(guān)系。

在正常運行過程中，該結(jié)算機制并未顯露出明顯的弊端。但若系統(tǒng)中某戶新能源場站因迫停、檢修、事故處理等原因停發(fā)（所有線路仍正常運行），正常運行的新能源場站將在其上網(wǎng)的同時向停發(fā)新能源場站提供廠用電源，導(dǎo)致公網(wǎng)變電站側(cè)結(jié)算關(guān)口不能客觀反映正常運行新能源場站的上網(wǎng)結(jié)算和停發(fā)新能源場站的下網(wǎng)結(jié)算[3-4]。漏記的互送電量既是新能源客戶上網(wǎng)電量，也是電網(wǎng)公司轉(zhuǎn)供新能源客戶的電量，卻被計入新能源客戶上網(wǎng)線路的線損，未在電量結(jié)算中予以體現(xiàn)，從而導(dǎo)致電網(wǎng)公司以及轉(zhuǎn)供的新能源客戶上下網(wǎng)線損虛高，嚴(yán)重影響了新能源場站電量結(jié)算的公平性，同時給電網(wǎng)公司帶來了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2? 新型結(jié)算機制模型

為克服傳統(tǒng)新能源結(jié)算模式的弊端，追補漏記下網(wǎng)電量及新能源互送部分的上網(wǎng)電量，本文在傳統(tǒng)新能源結(jié)算模式基礎(chǔ)上建立了集中打捆上網(wǎng)新能源新型結(jié)算機制。具體模型如下。

2.1 集中打捆上網(wǎng)模式

根據(jù)新能源場站的規(guī)模及集中打捆電源的數(shù)量，本文將集中打捆上網(wǎng)模式劃分為以下兩種，并規(guī)定各模式下結(jié)算點與考核點的位置。在所設(shè)定的結(jié)算點和考核點處分別安裝雙向智能電表，該電表在計量過程中可根據(jù)功率與電能的傳輸方向?qū)㈦娏縿澐譃檎螂娏亢头聪螂娏縖5]，分別記錄在顯示屏中。

（1）經(jīng)升壓站110kv母線匯集的集中打捆上網(wǎng)模式。

對于裝機容量大、集中打捆電源數(shù)量少的新能源場站一般采用利用距公網(wǎng)變電站最近新能源升壓站110kv母線匯集的方式接線。公網(wǎng)變電站側(cè)出線開關(guān)設(shè)為結(jié)算點，匯集的升壓站相關(guān)新能源接入點設(shè)為考核點，各考核點分?jǐn)偵暇W(wǎng)線路線損。

（2）經(jīng)110kv匯集站集中打捆上網(wǎng)模式。

對于裝機容量小、集中打捆電源數(shù)量多的新能源場站一般采用共建1座新能源110kv升壓站，各新能源電量通過35kv母線匯集的方式接線。公網(wǎng)變電站側(cè)出線開關(guān)設(shè)為結(jié)算點，升壓站35kv母線匯集的相關(guān)新能源接入點設(shè)為考核點，各考核點分?jǐn)偵暇W(wǎng)線路線損。

2.2 基于主配電網(wǎng)信息融合的電能量采集系統(tǒng)

由于傳統(tǒng)結(jié)算模式缺少對各新能源場站工作狀態(tài)的實時監(jiān)測，且均采用單一結(jié)算模式，導(dǎo)致公網(wǎng)變電站側(cè)結(jié)算關(guān)口不能客觀反映上下網(wǎng)結(jié)算電量。為解決該問題，有必要建立基于主配電網(wǎng)信息融合的電能量采集系統(tǒng)。通過對結(jié)算點和考核點中所有電表示數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析，以直觀的數(shù)據(jù)向結(jié)算系統(tǒng)展示各新能源場站的運行情況[6]，便于找出因迫停、檢修、事故處理等原因停發(fā)的新能源場站，追補穿越電量（即新能源場站之間漏記的互送電量），為電網(wǎng)公司進(jìn)一步客觀計算上下網(wǎng)電量提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

2.3 多場景結(jié)算電量計算模型

電能信息采集終端的數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層/傳輸層上傳至電網(wǎng)公司系統(tǒng)主站平臺，由主站平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計算[7]，進(jìn)而發(fā)布核算后新能源場站的上下網(wǎng)電量。結(jié)算過程中均依據(jù)“上網(wǎng)線路線損由新能源場站承擔(dān)，電源送至公網(wǎng)后的轉(zhuǎn)供電部分損耗由電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)承擔(dān)”的原則。

本文設(shè)定上網(wǎng)電量數(shù)據(jù)顯示在正向電量表盤中，下網(wǎng)電量數(shù)據(jù)顯示在反向電量表盤中。結(jié)算點處雙向智能電表的正向表盤底碼增加量（即結(jié)算點處上網(wǎng)電量）記為Es，反向表盤底碼增加量（即結(jié)算點處下網(wǎng)電量）記為Es。第i座新能源場站考核點處雙向智能電表的正向表盤底碼增加量（即核算點處上網(wǎng)電量）記為Ei，p，反向表盤底碼增加量（即核算點處下網(wǎng)電量）記為Ei，n，其中，i=1，2……，k，即新能源場站考核點總數(shù)。

對于結(jié)算點，若Es≠0，Ex=0，則電網(wǎng)處于上網(wǎng)狀態(tài);若Es=0，Ex≠0，則電網(wǎng)處于下網(wǎng)狀態(tài)。對于核算點i，若Ei，p≠0，Ei，n=0，則新能源場站 處于正常運行狀態(tài)（上網(wǎng)）;若Ei，p=0，Ei，n≠0，則新能源場站i處于停發(fā)狀態(tài)（下網(wǎng)）。為確保上下網(wǎng)電量結(jié)算的客觀性與準(zhǔn)確性，主站平臺在收到數(shù)據(jù)后先對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定電網(wǎng)及各新能源場站的運行狀態(tài)，根據(jù)不同的運行組合方式采用不同的計算方法，從而克服傳統(tǒng)機制因單一結(jié)算模式導(dǎo)致漏記電量的弊端。

2.4 基于多場景變換的分時段結(jié)算法

傳統(tǒng)結(jié)算機制以長度確定的自然時段為周期，采用單一結(jié)算模型分時段計算電量并疊加[8]。新型結(jié)算機制根據(jù)不同的場景采用不同的計算模型，因此傳統(tǒng)的分時段結(jié)算法已不再適用。為確保上下網(wǎng)電量結(jié)算的客觀性與準(zhǔn)確性，本文提出基于多場景變換的分時段結(jié)算方法。該方法將新能源場站運行狀態(tài)發(fā)生改變的時刻作為分段點，根據(jù)狀態(tài)改變前后的場景選擇相應(yīng)的計算模型，分別計算各場景的上下網(wǎng)電量并疊加，該方法可有效解決穿越電量問題。具體流程圖如圖1所示。

3? 結(jié)語

嘉酒地區(qū)作為我國風(fēng)光資源Ⅰ類地區(qū)，截至目前10kv及以上并網(wǎng)新能源場站380余座，出于節(jié)省投資或充分利用變電站出線間隔等原因，新能源集中打捆上網(wǎng)現(xiàn)象較普遍。結(jié)合新能源場站地處人煙稀少的戈壁荒漠以及采暖季長達(dá)5個月以上且普遍采用電采暖度冬，新能源場站冬季站用電負(fù)荷普遍較大，新能源場站運行壽命較長等特點，加之受天氣、運維水平等因素導(dǎo)致的發(fā)電間歇性，累計的隱藏電量相當(dāng)可觀，對于電網(wǎng)公司供電量結(jié)算以及正常運行的新能源場站的上網(wǎng)結(jié)算是一筆不小的損失。

隨著新能源發(fā)電大量并網(wǎng)，上下網(wǎng)結(jié)算關(guān)系愈加復(fù)雜，傳統(tǒng)結(jié)算機制已無法客觀反映真實的結(jié)算電量，迫切需要建立新型新能源結(jié)算機制，以確保結(jié)算關(guān)系及電能計量的準(zhǔn)確性。在此背景下，本文建立了集中打捆上網(wǎng)新能源新型結(jié)算機制。該機制通過基于主配電網(wǎng)信息融合的電能量采集系統(tǒng)對終端數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，以直觀的數(shù)據(jù)向結(jié)算系統(tǒng)展示各新能源場站的運行情況，根據(jù)運行狀態(tài)建立多場景結(jié)算電量計算模型，并采用多場景變換的分時段結(jié)算方法對上下網(wǎng)電量進(jìn)行最終核算。比較該模型與傳統(tǒng)模型的結(jié)算差異，該模型可有效追補新能源場站之間的穿越電量，確保了上下網(wǎng)電量結(jié)算的客觀性與準(zhǔn)確性，促進(jìn)源網(wǎng)協(xié)調(diào)健康發(fā)展，具有一定的應(yīng)用價值。

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