分布式光伏发电客户窃电筛选识别方法

分布式光伏发电客户窃电筛选识别方法

杨永红

湘潭市湘能农电服务有限公司     湖南湘潭    411229

摘要：随着我国国家各级政府部门高度重视的分布式光伏领域发展，分布式光伏装机容量在不断地持续增加，减少集中建设对环境的影响。对于一般的常规发电企业应采用关口计量电能表和单向收费的管理方法，但是需要对分布式光伏发电客户由国家电网企业无偿提供关口计量电能表和光伏发电计量电能表，对分布式光伏客户实行将发电量全部自用、发电量全额上网，或自发自用余电上网等方式，并具有相应的监控和管理功能，以便达到按照国家规定线上、线下电量的比例分别结算的控制目标。

关键词：分布式光伏；窃电；筛选识别；方法

一、引言

分布式光伏发电一般仅向国家电网公司上传光伏发电系统并网状态、发电量等信息，缺乏有效的辅助测量信息，存在用户通过一定的技术手段使得光伏电能计量表电量虚增，进而获取高额补贴的可能性。光伏发窃电与传统电力系统的反窃电不同，不是避免业主从电网窃电，而是避免光伏电能计量表电量虚增。因此，目前常用的反窃电方法无法适用于分布式光伏发电系统反窃电。针对分布式光伏发电系统反窃电技术，目前国内仍未见相关研究成果。

此处研究了光伏功率预测相关方法，建立光伏发电功率计算模型。通过实时、短期、长期三层筛选方法对发电量明显高于理论计算值得分布式光伏业主进行核查，避免部分分布式光伏业主通过不法手段获取高额补贴，是分布式光伏发电补贴政策的有力技术支撑。

二、分布式光伏典型窃电方式与分析

分布式光伏发电系统的光伏阵列所直接产生的直流电，在通过逆变器系统转化为交流电的情况下，再经由输出的交流电给本地负载直接供电，形成发电量输送到电网的模式。当无法满足负荷需求时，再从电网系统中进行购电操作。因此，在分布式光伏发电系统中，逆变器的输出端需要安装光伏电表来测量用户的发电量，连接的电网端需要安装关口电表来测量用户与电网之间的交换电量，从而达到根据实时的数据进行分析与管理的目标。其中，分布式光伏典型窃电方法和传统窃电方法有所不同，主要是分布式光伏窃电方法，是利用对光伏发电体系中的装置和线路实施违规改装，将虚假发电量大量地流入到光伏电表计量中，获得超额收益。目前，市电改接法作为一种典型的光伏窃电方式，窃电大多会根据光伏发电装置内部的连接方法加以修改，通过将城市的电能从进线路中接入一个光伏测量电表的进线路上，从而使光伏计量电表中所获取的数据成为了实际负荷的用电量，从而形成了一种计太阳能对光伏发电装置计量的窃电方式。也因此，通过这个窃电方式能够使用户利用在装置上获得的电量，相应于光伏发电功率，获得更大的光伏发电量。当出现不良天气后，由于光伏发电本身受到了相应的干扰，将光伏用户的正常负载损耗的能量，全部用于冒充正常光伏发电用户的发电量，通过该窃电的方式实现窃电，将原本在不良发电环境下的光伏发电功率曲线，提升到正常用户的光伏发电功率曲线中，通过这种发电功率曲线差异较大的窃电方式进行特征分析：光伏计量表计量的是负载消耗，可以通过比较该输出功率与用户用电量信息进行识别。

三、分布式光伏窃电三层数据筛选识别方法

在进行分布式光伏窃电识别时，考虑到光伏输出功率受气象条件影响较大，具有随机不确定性，为提高分布式光伏窃电识别率，采用具有时间累积效应的光伏发电量作为判别窃电与否的依据。光伏发电量可以由光伏输出功率积分计算获得。计算公式如下：

W=Pt

分布式光伏功率按时间长短的不同，分为实时功率评估（t以小时为单位）、短期功率评估（t以天为单位）、长期功率评估（t以月为单位），对应三层分布式光伏窃电筛选架构，分别为实时窃电嫌疑判定、短期窃电嫌疑判定和长期窃电嫌疑判定。

1、实时窃电嫌疑判定

实时窃电嫌疑判定，采用早晚两小时（早5：00~7：00和晚17：00~19：00）的发电量进行比较。由于在早上和晚上，太阳刚刚升起或者已经落下，太阳辐照比较弱，对应的光伏发电量很小，但对于不法窃电用户来说，其窃电曲线不随气象条件变化而变化，有可能出现早晚的发电量明显高于理论计算电量的情况。因此，可以利用该时段的光伏电站发电量作为判断窃电与否的有力依据。

早晚两小时的理论发电量可由光伏功率计算方法得到，考虑计算误差的影响，将电量上限设定为理论计算电量值得150%。取A为光伏电站计算电量与理论电量的相对差值百分比，即：

A=（W计算-W理论）/W理论*100%

当A〉=50%，判定该分布式光伏电站在该天存在窃电嫌疑；且A越大，窃电嫌疑越大。

2、短期窃电嫌疑判定

日类型对分布式光伏功率影响很大，因此短期窃电嫌疑判定选取分布式光伏电站1天的发电量进行比较。由于天气类型每天各不相同，分布式光伏发电功率也不一样，对应的，光伏发电量也相差较大。但窃电用户由于窃电方式单一，发电量信息不会随着天气情况而改变，因此采用该种判别方式可以对存在窃电嫌疑的用户进行有效甄别；而且该种方法还可以减少第一层漏判的概率。

短期窃电嫌疑判定是在第一层实时窃电嫌疑判定的基础上进行的，即对第一层判断结果为‘发电正常’状态的分布式光伏电站进行第2层筛选。根据每天实际发电量与理论发电量进行对比，对超出理论发电量上限的光伏用户进行相应的窃电嫌疑评估。同样的，考虑计算误差的影响，将基于日发电量窃电评估的理论上限设为理论计算电量值120%，取B为分布式光伏电站日光伏计算电量大于光伏理论电量的差值占光伏理论电量的百分比，即：

B=（W日计算-W日理论）/W日理论*100%

当B〉=20%，判定该分布式光伏电站在改天存在窃电嫌疑；且B越大，窃电嫌疑越大。

3、长期窃电嫌疑判定

考虑到分布式光发发电的随机性，仅仅利用一天的电量，判定电站是否存在窃电嫌疑不太合适。因此，加入第3层筛选长期窃电嫌疑判定。长期窃电嫌疑判定以一个月为单位，通过前两层筛选出的电站存在窃电嫌疑的天数，给出窃电嫌疑判定结果。长期窃电嫌疑判定，弥补了实时窃电嫌疑判定和短期窃电嫌疑判定可能存在的误判不足。

长期窃电嫌疑判定检测周期为一个月，需要对光伏电站一个月内通过第一层和第二层检测出来存在窃电嫌疑的天数进行统计，并将计算结果求和，当光伏电站一个月内存在窃电嫌疑总天数小于等于7天时，认为该光伏电站具有轻度窃电嫌疑，建议增长检查周期，如一个季度或者半年；当光伏电站一个月内存在窃电嫌疑总天数介于7~15天之间，认为该光伏电站具有中度窃电嫌疑，应标识为近期重点监督对象；当光伏电站一个月内存在窃电嫌疑总天数大于等于15天，认为该光伏电站具有重大窃电嫌疑，建议现场稽查。

四、结论

分布式光伏发电的窃电形式与传统窃电方式不同，且分布式光伏发电受气象因素影响较大，不能用传统的反窃电方法进行窃电识别。分析了在太阳辐照度、温度和日类型影响下的光伏功率特性；在此基础上，建立多时间尺度的窃电识别三层筛选架构，对分布式光伏电站进行长期评估。多时间尺度窃电识别方法可以有效识别存在窃电嫌疑的分布式光伏发电业主，实现对分布式光伏发电业主发电量的有效监管，完善公司分布式光伏发电的计量安全能力，有利于分布式光伏发电补贴政策的实施。