[實用新型]一種面向分布式新能源發電系統的雙向電能計量裝置

無效

• 申請號: 201120168446.7
• 申請日: 2011-05-25
• 公開（公告）號: CN202110217U
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 楊洪明;黃雨翔;劉保平;張曉楊;王愿
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01R22/10
• 分類號: G01R22/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及一種面向分布式新能源發電系統的雙向電能計量裝置。?

背景技術：

為了保護環境，減少化石燃料發電，分布式新能源發電受到了廣泛關注。目前多種分布式新能源發電系統已在用戶側得到大量應用。小型家用太陽能發電系統、家用風力發電系統、電動汽車儲能發電系統已出現在發達國家的普通百姓家庭之中。中國將分布式新能源發電列為了“十二五”期間能源發展的優先領域。?

分布式新能源發電系統并網后，存在功率和能量的雙向流動。當分布式新能源發電系統無法滿足用戶電力需求時，接收電網的電能。而當分布式新能源發電系統電力充裕，在滿足用戶電力需求的前提下，將剩余的電能反饋回電網，實現分布式新能源發電系統與電網之間能量的雙向流動。?

目前，小型家用太陽能、風力、電動汽車儲能等分布式新能源發電系統的投入運行已成為一種發展趨勢。然而，現有技術中的用戶側電能計量方式多為單向計量，無法滿足分布式新能源發電系統并網后電能雙向流動的計量要求。歐美一些家庭通過同時安裝一個用電電表和一個發電電表，來解決分布式新能源發電系統與電網之間電能雙向流動的計量問題。但這種方式存在資源浪費、使用不便等缺點。因此，?一種同時計量從電網向分布式新能源發電系統流動的電能(即正向電能)，以及從分布式新能源發電系統反饋回電網的電能(即反向電能)的裝置亟待研發。?

實用新型內容：

本實用新型所要解決的技術問題是，克服現有用戶側電能計量技術缺乏雙向電能計量功能的缺陷，提供一種安裝在分布式新能源發電系統并網處，通過一個計量裝置實現分布式新能源發電系統與電網之間電能雙向流動的計量功能。此外，本實用新型還能通過通訊模塊完成與電能管理中心的遠程通信，實現實時記錄及遠程抄表功能。該裝置安裝方便，成本低廉，隨著各種家用太陽能、風力、電動汽車儲能等分布式新能源發電系統的出現和普及，具有廣泛的應用前景。?

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：?

一種面向分布式新能源發電系統的雙向電能計量裝置，包括數據采集模塊、雙向電能計量芯片、單片機、通訊模塊、顯示模塊和電源模塊。其特征在于：所述數據采集模塊的輸出端接入雙向電能計量芯片；所述雙向電能計量芯片的輸出端接入單片機；所述單片機的輸出端接入通訊模塊及顯示模塊；所述電源模塊為上述各模塊提供可靠而穩定的工作電源。?

作為實施方案，所述的數據采集模塊包括電壓采樣電路、電流采樣電路；所述的雙向電能計量芯片采用的是集成了模擬數字轉換、電壓基準、功率計算功能的雙向功率/電量計量芯片，型號為CS5460；所述單片機具有數據存儲功能，型號為AT89C51；所述通訊模塊包?括RS-485通訊接口；所述顯示模塊為液晶顯示屏，型號為1062A；所述電源模塊提供可靠而穩定的工作電壓，型號為MAX756。?

本實用新型所述一種面向分布式新能源發電系統的雙向電能計量裝置的工作原理為：?

所述一種面向分布式新能源發電系統的雙向電能計量裝置的電壓采樣電路、電流采樣電路分別采集電壓、電流信號，并送至雙向電能計量芯片；雙向電能計量芯片經運算處理，得到功率和功率方向數據，并送至單片機；單片機經轉換、分析處理，計算出正向電能和反向電能的累計值，存入單片機的存儲器內，并輸出至顯示模塊；電壓、電流、雙向功率、正向電能和反向電能數據通過通訊模塊發送至電能管理中心，實現實時記錄及遠程抄表功能。具體的步驟包括：?

(1)數據采集模塊中的電壓采集電路、電流采集電路分別采集分布式新能源發電系統并網處的電壓、電流信號，并送至雙向電能計量芯片CS5460。?

(2)雙向電能計量芯片CS5460將從數據采集模塊獲得的電壓、電流信號經AD轉換成數字信號，經過計算，得到分布式新能源發電系統并網處的功率和功率方向數據，并由I/O口輸出至單片機AT89C51。?

(3)單片機AT89C51將從雙向電能計量芯片CS5460獲得的電壓、電流、功率及功率方向數據存入單片機的存儲器內。經轉換、分析處理，單片機AT89C51計算出正向電能和反向電能的累計值，存入單片機的存儲器內，并輸出至顯示模塊。?

(4)單片機AT89C51將電壓、電流、雙向功率、正向電能和反向電能數據，通過通訊模塊發送至電能管理中心，實現實時記錄及遠程抄表功能。?

(5)液晶顯示屏1062A顯示分布式新能源發電系統的電壓、電流、雙向功率、正向電能和反向電能數據。?