[發明專利]一種實時雙向電能獨立計量系統

在審

• 申請號: 201410506883.3
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104237632A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 李鵬;郭曉斌;許愛東;雷金勇;黃燾;彭勇剛;蔡宏達;史哲;胡輝勇;韋巍
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;浙江大學
• 主分類號: G01R22/10
• 分類號: G01R22/10
• 代理公司: 深圳市遠航專利商標事務所(普通合伙) 44276
• 代理人: 田志遠

技術領域

本發明屬于電能計量技術領域，具體講涉及一種實時雙向電能獨立計量系統。?

背景技術

可再生能源分布式發電技術是近年來智能電網技術領域中最具有應用前景的技術創新成果之一，被認為是解決目前能源危機，環境困局的有效途徑。采用可再生能源分布式發電與傳統的電網供電相結合的供電模式得到了普遍的認可和推廣。需要指出的是，在可再生能源分布式發電與電網供電相結合的供電模式中，電能在電網與用戶之間的流動并不是單向的。用戶既可能通過電網向其補充供電，又可能給電網反饋電能，反饋的電能還可以得到國家的新能源發電補貼。這就需要一種能夠實現雙向電能實時獨立計量的計量系統及方法。?

傳統的電能計量系統僅僅能夠實現電能從電網流向用戶的單方向計量，而目前已公開的智能電能計量技術方案中，計量芯片通常只采用脈沖輸出，電能累積只有一個計數器，累積的電能可以是正向、反向或者正反向的代數和，無法獨立地計量正向、反向電能。如國內已公開的發明專利?CN?102200544A提出了一種可實現雙向計量的智能電表的總電量累加方法，能夠實現正反向總電量的累加和各種費率下正反向總電量的累加，但無法實現正反向電能的獨立計量，在售用電資費結算時，也就無法對用戶反饋上網的電量進行結算和補貼。不能滿足可再生能源分布式發電技術的發展與實用推廣的需要。再如國內已公開的發明專利CN?103364631A?提出了一種高壓用戶光伏發電電能計量系統及其方法，其提到了所使用的電能計量表為雙向電能計量表，但是并沒有給出雙向電能計量表的發明方案以及具體實施方式，這些都顯然不能滿足可再生能源分布式發電技術的進一步發展與實用推廣的需要。?

發明內容

鑒于上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種位于配置有分布式新能源發電設施的用戶與電網之間，能夠實時獨立計量用戶與電網之間的正向、反向電能及正反向總電能的累積，同時可以通過對反向功率的監測，發現異常，及時提醒相關人員進行疑似騙取國家新能源發電補貼事件的監察的實時雙向電能獨立計量的系統。?

本發明的目的是采用如下技術方案實現的：?

一種實時雙向電能獨立計量系統，其特征在于，包括電壓測量模塊、電流測量模塊、電能計量芯片、雙向電能計數器電路、電能計量處理器和通信模塊；

所述電壓測量模塊通過電壓互感器將電網電壓轉化為低電壓信號，再經過抗混疊低通濾波器，提供給電能計量芯片的電壓通道，用以進行功率計量；

所述電流測量模塊通過電流互感器及串聯采樣電阻將電網與用戶之間的電流轉化為低電壓信號，再經過抗混疊低通濾波器，提供給電能計量芯片的電流通道，用以進行功率計量；

所述電能計量芯片是雙向電能功率計量芯片，在輸出電能脈沖的同時，輸出電能功率方向標志位；

所述雙向電能計數器電路由兩個獨立的正向及反向電能計數器組成，兩個獨立的正向及反向計數器均通過邏輯電路由計量芯片輸出的功率方向標志位使能；

所述電能計量處理器，讀取電能計數器的進位脈沖輸出，完成正、反向電能的換算及累積，在需要精確實時計量正、反向電量時，直接讀取雙向電能計數器的當前計數數值，同時對計數器清零，經電能換算后，分別與前一次電能累積值相加，得到精確的正反向電能，同時計算得到正反向電能的代數和以及絕對值和；

所述通信模塊用于將電能計量處理器采集處理的電能電量信息傳送至主站以及接收主站下達的指令和反向功率參考值。

進一步的，所述低通濾波器的截止頻率小于或等于電能計量芯片電流通道AD采樣頻率的一半。?

進一步的，所述電能計量芯片中，輸出0-1高低電平功率方向標志位，其中之一代表電網向用戶供電的正向電能，另外一個則用于代表用戶向電網反饋的反向電能，同時實時計量并輸出所測正向或反向功率的瞬時值。?

進一步的，當電能計量芯片輸出的功率方向標志位表示正向功率時，正向電能計數器工作，計數電能計量芯片輸出的電能脈沖；當電能計量芯片輸出的功率方向標志位表示反向功率時，反向電能計數器工作，計數電能計量芯片輸出的電能脈沖。?

進一步的，每隔一段時間，電能計量處理器將讀取一次電能計量芯片輸出的功率方向標志位，當電能計量芯片正輸出反向的功率脈沖時，電能計量處理器將讀取電能計量芯片所計量的反向功率瞬時值，并將該值與接收到的主站下達的反向功率參考值比較，若其大于參考值，則通過通信模塊向主站發出報警提示。?

進一步的，所述電能計量處理器讀取電能計數器的進位脈沖的時間間隔為5-60秒。?