用戶(hù)安裝光伏系統(tǒng)后,可從手機(jī)監(jiān)控APP上或者逆變器上看到每天發(fā)了多少度電,計(jì)算每天可以賺多少錢(qián)。但到了月底和供電局結(jié)算電費(fèi)時(shí),又會(huì)有一些差別,有的用戶(hù)少了,有的用戶(hù)多了,這到底是怎么回事?
其實(shí)從逆變器讀出來(lái)的電量,和從電表讀出來(lái)的電量有可能不一樣。一般情況下,從逆變器到電表之間,必然會(huì)存在著損耗,根據(jù)能量守恒定律,電能表的發(fā)電量比逆變器顯示的發(fā)電量要低一些。
在實(shí)際應(yīng)用中,由于逆變器的測(cè)量誤差和電能的測(cè)量誤差,導(dǎo)致了電表電量比逆變器顯示電量或高或低,這都是正常狀態(tài)。
1、電量計(jì)算原理
要了解其中的原委,首先我們要弄清,電量究竟是怎么被計(jì)算出來(lái)的。
電量計(jì)算公式為:
公式中:
W---光伏系統(tǒng)發(fā)電量,單位是KWH
U---市電電壓,單位為V
I--- 輸出電流,單位為A
T---負(fù)載每天的用電時(shí)間,單位h
R---輸出線纜的阻抗,單位為Ω
無(wú)論是什么樣的儀器設(shè)備,計(jì)算電量的規(guī)則都是一樣的,根據(jù)電壓、電流、時(shí)間三個(gè)物理變量的數(shù)據(jù)采集,再通過(guò)不同的算法計(jì)算出電量。
2、逆變器電量計(jì)算
逆變器在整個(gè)光伏系統(tǒng)當(dāng)中除了擔(dān)任直流轉(zhuǎn)交流的工作外,電站的所有動(dòng)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)都是在逆變器側(cè)完成,電量計(jì)算也是其中一部分。逆變器通過(guò)內(nèi)置的電流傳感器和電壓采樣電路,采集到電壓電流數(shù)據(jù),通過(guò)軟件算法,計(jì)算出發(fā)電量,顯示在逆變器屏幕及監(jiān)控平臺(tái)上。
逆變器發(fā)電量的計(jì)算,涉及到電壓及電流的檢測(cè)。從電流傳感器到計(jì)算芯片,還有一段硬件采樣處理電路,電流傳感器的精度約為±0.5%,加上硬件采樣電路和軟件計(jì)算,總體精度約為±1%。
3、電表電量計(jì)算
目前電能計(jì)量表有很多類(lèi)型,但是計(jì)量電量的原理實(shí)質(zhì)上都是相通的,以電子式電能表為例,接入被測(cè)電路的電流、電壓傳感器,將數(shù)據(jù)經(jīng)模塊轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后,輸入微處理器進(jìn)行分析、處理,通過(guò)顯示屏顯示分時(shí)計(jì)量的正反向有功、無(wú)功電量。
跟逆變器一樣,電表的測(cè)量也是有誤差的,單相或三相電表,在銘牌上都會(huì)有標(biāo)注精度等級(jí)0.2S、0.5S、1.0S、2.0S級(jí)等,意思是允許在±0.2%、±0.5%、±1.0%、±2.0%之內(nèi)的誤差,目前居民普遍使用的電表的精度等級(jí)是1.0S的,所以有±1%的誤差。
案例分析
知道了電量的基本計(jì)量規(guī)則,下面以實(shí)際案例,建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)看看不同情況下逆變器顯示電量及電能表顯示電量的差異。
案例:河南地區(qū)一個(gè)10KW光伏電站,輸出為三相380V并網(wǎng),采用growatt 10000TL3-S機(jī)型一臺(tái),逆變器輸出側(cè)使用6平方銅線接入,逆變器輸出側(cè)到電能表距離為30米。一天發(fā)電量按滿(mǎn)載4小時(shí)計(jì)算,一天發(fā)電量為:10KW*4h=40KWH
線纜損耗計(jì)算公式:
通過(guò)公式及線纜的長(zhǎng)度、大小可計(jì)算出三根輸出相線的損耗為0.16KWH
情況一:逆變器電流測(cè)量精度為-1%,電表測(cè)量誤差﹢1%
逆變器檢測(cè)的輸出電流I=15.2A*(1-1%)=15.05A
逆變器顯示發(fā)電量:
W1=UIT=380V*√3*15.05A*4h =39.62度
電表顯示發(fā)電量:
W2=40KWH*(1+1%)-0.16KWH=40.24度
結(jié)論:W1
情況二:逆變器電流測(cè)量精度為﹢1%,電表測(cè)量誤差﹣1%
與情況一類(lèi)似的計(jì)算可得出:
逆變器顯示發(fā)電量W1= 40.41度
電表顯示發(fā)電量W2=39.44度
結(jié)論:W1>W2
情況三:逆變器電流測(cè)量精度為-1%,電表測(cè)量誤差-1%
與情況一類(lèi)似的計(jì)算可得出:
逆變器顯示發(fā)電量W1=39.62度
電表顯示發(fā)電量W2=39.44度
結(jié)論: W1>W2
情況四:逆變器電流測(cè)量精度為+1%,電表測(cè)量誤差+1%
與情況一類(lèi)似的計(jì)算可得出:
逆變器顯示發(fā)電量W1=40.2度
電表顯示發(fā)電量W2=40.2度
結(jié)論: W1=W2
總結(jié):
以上列舉的四種情況,其實(shí)都是一種數(shù)學(xué)模型,只是讓大家簡(jiǎn)單的了解其中的道理,而具體情況比上述四種情況復(fù)雜很多。逆變器電壓采樣誤差、溫度影響、采樣誤差的不確定性、逆變器及電表校準(zhǔn)系數(shù)、線纜的材質(zhì)粗細(xì)及長(zhǎng)度、接線端子的接觸損耗等等都會(huì)影響著電量測(cè)量的準(zhǔn)確性。所以,電表顯示的電量與逆變器顯示的電量總是會(huì)有或多或少的差異,這都是正?,F(xiàn)象。正常的狀態(tài)下,一般認(rèn)為,逆變器到電表的連接線纜距離在50米以?xún)?nèi)的情況下,電表與逆變器發(fā)電量顯示值在2%之內(nèi)的偏差都是可接受的。