[發(fā)明專利]分布式電源接入用戶雙向計(jì)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410189037.3
• 申請(qǐng)日: 2014-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN103983845B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭勇剛;韋巍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R22/10
• 分類號(hào): G01R22/10;G01R11/24;G01R11/57
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司33212
• 代理人: 周世駿

1.一種分布式電源接入用戶雙向計(jì)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括用戶供電母線、公共電網(wǎng)和用戶用電負(fù)荷，其特征在于，還包括分布式發(fā)電系統(tǒng)和用戶雙向計(jì)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述用戶雙向計(jì)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括處理器模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、2路電壓采集模塊、2路電流采集模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、按鍵模塊、通訊模塊、電源模塊、電壓采集傳感器和電流采集傳感器；

所述電壓采集傳感器輸出端、電流采集傳感器輸出端分別連接到2路電壓采集模塊輸入端、2路電流采集模塊輸入端；所述2路電壓采集模塊輸出端、2路電流采集模塊輸出端通過AD轉(zhuǎn)換模塊連接到處理器模塊；所述處理器模塊與存儲(chǔ)模塊、通訊模塊雙向連接；所述處理器模塊與顯示模塊輸入端、按鍵模塊輸出端、電源模塊輸出端相連；

所述用戶雙向計(jì)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過通訊模塊連接到用電信息采集設(shè)備，所述公共電網(wǎng)通過供電線路連接到用戶供電母線，所述若干用戶用電負(fù)荷連接到用戶供電母線；所述公共電網(wǎng)與用戶供電母線之間的連接線路和分布式發(fā)電系統(tǒng)與用戶供電母線之間的連接線路通過電壓傳感器、電流傳感器，并分別連接到用戶雙向計(jì)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的2路電壓采集模塊、2路電流采集模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的分布式電源接入用戶雙向計(jì)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)為光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、光伏域儲(chǔ)能組合發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)與儲(chǔ)能的組合發(fā)電系統(tǒng)或者光伏、風(fēng)機(jī)及儲(chǔ)能組合發(fā)電系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的分布式電源接入用戶雙向計(jì)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊模塊為電力線載波通訊模塊、RS485通訊模塊、RS232通訊模塊、紅外通訊模塊、WIFI無線通訊模塊、以太網(wǎng)通訊模塊中的一種或者多種。

4.一種基于權(quán)利要求1中所述分布式電源接入用戶雙向計(jì)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括分布式電源接入用戶雙向計(jì)量方法和分布式電源接入用戶電能監(jiān)測(cè)方法；

所述分布式電源接入用戶雙向計(jì)量方法，如下：

所述處理器模塊通過AD轉(zhuǎn)換模塊將2路電壓采集模塊、2路電流采集模塊采集的分布式發(fā)電系統(tǒng)中分布式電源的電流I₁、電壓U₁和用戶與公共電網(wǎng)之間連接線路上電流I₂、電壓U₂，計(jì)算分布式發(fā)電功率P₁、電能W₁和用戶與公共電網(wǎng)之間連接線路功率P₂、電能W₂，用戶用電負(fù)荷電能為W_L、用戶用電負(fù)荷功率為P_L，其相互之間的關(guān)系式為：

P₁＝U₁×I₁??(1)

P₂＝U₂×I₂??(2)

W₁＝P₁×Δt??(3)

W₂＝P₂×Δt??(4)

W₁+W₂＝W_L??(5)

P₁+P₂＝P_L??(6)

其中Δt為電能計(jì)量采樣計(jì)算時(shí)間，單位為s；各個(gè)電流、電壓、功率、電能的單位分別為A、V、W、J；

當(dāng)分布式發(fā)電功率P₁大于用戶用電負(fù)荷功率P_L時(shí)，用戶向公共電網(wǎng)售電，此時(shí)P₂＝P_L－P₁為負(fù)值，計(jì)算功率P₁－P_L為用戶售電的功率，計(jì)量電能W₁－W_L為用戶向公共電網(wǎng)售電的電能；

所述分布式電源接入用戶電能監(jiān)測(cè)方法，如下：

通過采集的分布式電源電壓數(shù)據(jù)的過零信息計(jì)算出分布式發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電頻率f₁；

所述處理器模塊根據(jù)分布式電源的電壓U₁和發(fā)電頻率f₁判斷分布式發(fā)電系統(tǒng)的狀態(tài)，當(dāng)電壓U₁和發(fā)電頻率f₁超出并網(wǎng)要求時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示和處理：

其判斷條件為：

│U₁－U_{電網(wǎng)}│>15％×U_{電網(wǎng)}??(7)

或者

f₁>50.5Hz或者f₁<49.5Hz??(8)

其中U_{電網(wǎng)}為公共電網(wǎng)供電電壓額定值，單位為V。

5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的分布式電源接入用戶雙向計(jì)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法還包括分布式電源發(fā)電量防篡改方法，具體如下：

分布式發(fā)電電能W₁、發(fā)電功率P₁，用戶與公共電網(wǎng)之間的雙向計(jì)量電能W₂、功率P₂，用戶用電負(fù)荷電能為W_L、用戶用電負(fù)荷功率為P_L，其相互間關(guān)系滿足：

W₁+W₂＝W_L，P₁+P₂＝P_L，則W₂＝W_L-W₁，P₂＝P_L-P₁；

當(dāng)分布式發(fā)電功率P₁大于用戶用電負(fù)荷功率P_L時(shí)，P₂為負(fù)值，表示用戶向公共電網(wǎng)售電，對(duì)應(yīng)計(jì)量售電功率，由于P_L>＝0，且W_L>＝0，所以當(dāng)P₂為負(fù)值，即用戶向公共電網(wǎng)售電時(shí)，如果處理器模塊計(jì)算得到的用戶與公共電網(wǎng)之間連接線路功率和電能滿足│P₂│>P₁或者│W₂│>W₁時(shí)，則不滿足能量平衡原理，表示存在計(jì)量錯(cuò)誤或者竊電行為，進(jìn)行報(bào)警提示。