一种分布式光伏上网电量变压器损耗统计方法与流程

本发明提出了一种适用于余电上网的分布式光伏电站变压器损耗的统计方法，属于可再生能源工程与电气工程领域。

背景技术：

1、国内分布式光伏，大量采用380v低压并网，采用自发自用、余电上网的模式。光伏电站投资方与用户、电网之间结算时，需要明确用户自用电量、上网电量以及变压器损耗电量。

2、在典型分布式光伏设计方案中，如附图2所示，一般在光伏并网点设置计量点1，用于统计光伏全部发电量w1；在用户变压器10kv高压侧设置计量点2用于统计光伏实际上网电量w2；对于余电上网时段的变压器损耗电量w3，一般不设置单独表计进行计量。

3、根据能量守恒原理，实际用户自用电量=w1-w2-w3，其中w3为变压器损耗电量。然而，该损耗w3并非一个固定值，而是由空载损耗（铁损）和负载损耗（铜损）组成，二者均随变压器的实际运行工况（特别是上网时长和负载率）实时动态变化。目前，绝大多数已投运的分布式光伏项目并未在变压器低压侧增设专用双向计量表来直接测量w3。

4、在缺乏直接计量手段且合同未作明确约定的情况下，w3的取值往往成为结算争议的核心焦点。现有技术中，常采用以下两种粗略估算方式：

5、1：按固定比例分摊：例如，简单地将w3按w1或w2的固定百分比（如1%-3%）计算。此法忽略了w3与实际负载率的强相关性，在光伏出力波动大、用户负荷不均衡时误差极大。

6、2：按额定参数估算：根据变压器铭牌上的空载损耗p0和负载损耗pk进行理论计算。但该方法假设变压器全天满载或半载运行，与分布式光伏“间歇性、波动性”的发电特性及用户“峰值上网”的用电模式严重不符，导致结果失真。

7、因此，业界需要一种无需改造现有计量系统、成本低廉、且能根据实际运行数据动态反映变压器损耗的精准统计方法，以提供客观、公正的商业结算依据。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于光伏发电特性与用户负荷特征的分布式光伏上网电量变压器损耗统计方法。该方法通过构建数学模型，将难以直接计量的动态损耗w3与易于获取的光伏全部发电量w1和光伏实际上网电量w2比例关联起来，并生成速查表，从而实现快速、准确的损耗查询。

2、为实现该目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种分布式光伏上网电量变压器损耗统计方法，包括以下步骤：

4、步骤1：收集项目所在地全年代表日在光伏组件倾角下能分时发电量数据（kwh），分别为时间数组{t1,t2....t23,t24}，光伏发电量数组{h1,h2....h23,h24}；

5、步骤2：将构建一个连续解析函数，即发电量函数h=f(t)以表征光伏发电量的时间分布特征，鉴于晴朗天气下太阳辐照度和发电量呈现单峰、对称且平滑的钟形分布特性，基于非线性最小二乘法对数据进行拟合，得到发电量h的拟合函数为：

6、；

7、其中，a为发电量{h1,h2....h23,h24}的峰值；μ为峰值a值对应的时刻t；σ为分布宽度数值；在典型光照下发电量曲线下，约σ≈2.65。

8、步骤3：按照用户负荷情况，统计余电上网时长与电量占比；在自发自用、余电上网模式下，一般工业用户负荷曲近似为一条直线，在用户用电曲线低于发电量曲线时，会出现余电上网；用户负荷曲线与发电量函数f(t)的交点的差即为本日的实际上网小时数，用户负荷曲线与发电量函数f(t)围成的面积即为余电上网电量，

9、做一条h=0.9a的直线，可以得到与函数f(t)的交点

t

i与

t

j，余电上网小时数即为

t

j-

t

i，则实际上网电量w2可用f(t)的定积分形式表示：

10、；

11、余电上网比例k=余电上网量/总发电量=w2/w1*100%，

12、该比例为用户每日计量表计测得的已知数据；

13、步骤4：设定计算步长为0.1a，按照设定步长，依次统计用户负荷在0.8a~0.1a下的上网小时数和余电上网比例k；

14、步骤5：计算h=0.8a~0.1a下各步长下变压器损耗值w3，w3由空载损耗电量w30与负载损耗电量w3k组成，空载损耗电量w30计算方式为：

15、；

16、变压器负载率可近似为：；

17、空载损耗电量w3计算方式为：

18、；

19、；

20、其中p0为用户变压器的空载损耗（kw），pk为负载损耗（kw），β为变压器负载率（%），s为变压器额定容量（kva），其中p0、pk与s均为用户变压器的铭牌值；

21、步骤6：生成查询表：根据上述计算结果，通过插值法得到了不同上网电量比例下的变压器损耗，制作损耗查询表格。

22、本发明中的有益效果是：

23、1：高精度：通过引入真实的光伏发电曲线和用户负荷特征，动态计算损耗，避免了固定比例法的巨大偏差。

24、2：低成本：完全基于现有计量数据（w1，w2）和变压器铭牌参数，无需新增任何硬件表计或对电站进行改造。

25、3：操作便捷：最终成果为一张简单的查询表，用户、投资方、电网公司均可直观使用，极大简化了结算流程。

26、4：公平公正：提供了客观、透明的计算依据，有效化解了因损耗不明导致的商业纠纷，促进了分布式光伏产业的健康发展。

1.一种分布式光伏上网电量变压器损耗统计方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的分布式光伏上网电量变压器损耗统计方法，其特征在于：在典型光照下发电量曲线下，约σ≈2.65。