Acrel在新能源系统计量与监测方案详解：光伏、储能、充电桩三大场景应用

目录背景概述光伏场景汇流与采集方案储能场景双向计量与安全监测充电桩场景电能计量方案总结背景概述在双碳目标的推动下能源绿色低碳转型已成为行业发展趋势。光伏、储能、充电桩作为新能源系统的三大核心板块正在快速发展。在新能源系统建设中计量与监测是重要的基础环节。计量的准确性直接影响运营成本核算监测的全面性直接关系系统安全运行。本文将从三大应用场景出发详细介绍新能源系统配套计量与监测的技术方案。光伏场景汇流与采集方案集中式光伏系统的特点是光伏组件数量多、接线复杂。汇流箱是连接光伏阵列与逆变器的关键节点其作用是将多路光伏组串的电流汇集后统一输出到逆变器。2.1 汇流箱功能汇流箱的核心功能包括以下几个方面第一减少光电池阵列接入到逆变器的连线优化系统结构使布线更加规整便于后期维护。第二提高系统可靠性和可维护性通过集中管理降低故障排查难度。第三提供汇流防雷功能为光伏阵列提供过电压保护。第四监测光电池板运行状态便于及时发现组串异常。2.2 汇流采集装置技术参数AGF 系列汇流采集装置是专门针对汇流箱内部监测设计的产品主要技术参数如下母线电压测量范围不超过 DC 1500V可覆盖主流光伏系统电压等级。电流采集采用穿孔方式接入额定电流不超过 20A穿孔式接入无需断开主回路安装方便安全性高。开关量监测支持 3 路输入可对汇流箱内的防雷器状态、断路器状态进行实时监控。温度监测功能可实时采集箱内温度通过温度变化预判设备运行异常保障电气安全。储能场景双向计量与安全监测储能作为支撑能源互联网的关键技术已广泛应用于智慧城市、工业园区、社区商圈、商业写字楼等场景。与常规配电系统不同储能系统的电能是双向流动的因此对计量和监测有特殊要求。3.1 家用储能系统智能家庭储能系统采用一体化设计外观精致安装方便适用于住宅、公共设施、小型厂所等场景。其工作原理是利用屋顶太阳能发电装置、家庭风力发电机产生的电能以及电网低价时段的电力将富余电能存入储能系统在用电高峰时段释放使用。该系统既可以作为应急电源也能够帮助家庭降低用电开支。防逆流检测是家用储能系统的核心功能之一。其工作逻辑是在并网点安装电表或电流传感器当检测到有电流流向电网时逆变器输出功率保持不变同时启动双向变流器将多余的电能储存在蓄电池中待光伏功率下降或负载功率增大时再释放。防逆流计量装置的主要技术特点包括对电能参数进行高精度采样逆变器或能量管理系统EMS通过通讯获取实时数据根据实时功率及累计电能实现防逆流控制、发电量调节、电池充放电管理。采用标准 DIN35mm 导轨式安装体积小安装方便易于组网。互感器采用 mA 级输出计量精度更高。响应时间可达 100ms能够快速检测逆流状态为逆变器功率调节留出充裕时间。采用开口式互感器现场接线更加方便尤其适用于改造项目。适用场景广泛包括光伏并网系统、微逆系统、储能系统、交流耦合系统等新能源发电系统。3.2 工商业储能计量工商业储能系统规模较大计量装置的作用更加多元主要包括以下几个方面实时监测功能准确测量和记录储能系统的电能输入和输出包括电压、电流、功率、能量等关键参数为系统运行分析提供基础数据。双向计量功能能够分别记录从电网到储能系统以及从储能系统到电网的电能流动实现双向独立计量为成本核算和效益评估提供依据。效率评估功能通过监测数据分析储能系统的运行效率识别能量损耗点优化能量管理策略提升系统整体经济性。负载管理功能根据电表数据合理调配储能系统的充放电时间和功率平衡系统负载提升系统稳定性和运行效率。3.3 安全监测方案储能系统的安全监测是保障系统可靠运行的重要环节主要包括绝缘监测和环境监测两个方面。绝缘监测方面采用 AIM-D100-ES 绝缘监测仪其主要功能包括绝缘电阻监测通过 RS485 发送通讯帧开启或关闭绝缘监测功能。开启绝缘监测功能后内部高压接地开关闭合实现绝缘电阻的实时测量关闭后高压接地开关断开。直流电压监测产品供电后直流电压处于持续监测状态。报警指示配备 LED 报警指示灯绝缘异常时直观显示。故障记录功能具有 SOE 故障记录功能能够记录故障发生的时间和阻值等信息便于事后分析。环境监测方面采用 ARTU100 系列远程终端单元主要功能包括检测储能集装箱门禁状态、烟感状态等开关量信号。支持 RS485 和以太网通讯可扩展无线模块。IO 数量可扩展适应不同规模的监测需求。4. 充电桩场景电能计量方案随着新能源汽车保有量的持续增长充电桩的建设规模也在不断扩大。充电桩的电能计量直接关系到运营方和用户双方的利益。4.1 充电桩计量的意义充电桩计量的核心价值体现在两个方面电能计量方面充电桩需要准确计量电动车充电过程中消耗的电能无论是交流充电还是直流快充。交直流电能表用于测量电能消耗确保充电过程的计费准确性。用户结算方面对于商业运营的充电桩交直流电能表用于记录每位用户的充电量以便进行准确的结算和收费。这对于保障消费者权益、提供透明的服务费用具有重要意义。4.2 电流采样方案直流充电桩中电流采样方式主要有两种分流器方案分流器精度高充电桩场景推荐使用分流器接入。霍尔电流传感器方案霍尔电流传感器在光伏直流柜、光伏逆变器、风力逆变器等场合也有着广泛应用。具体方案的选择需要根据项目对精度、成本、安装方式的综合要求来确定。5. 总结新能源系统的计量与监测虽然不是系统中最核心的主设备但却是保障系统安全、可靠、高效运行的重要基础。从光伏汇流采集到储能双向计量与安全监测再到充电桩精准计费每个场景都有对应的产品和方案。完整的计量监测体系能够为新能源系统的运维管理、成本核算、安全保障提供有力的数据支撑。安科瑞电气在电力计量领域深耕二十余年具备从云平台软件到终端元器件的完整产品生态体系目前已有 14000 多套系统解决方案运行在全国各地覆盖电力、新能源、环保、消防等多个领域。在新能源领域公司提供光伏、储能、充电桩全场景配套产品为系统安全、可靠、高效运行提供技术支持。