[發明專利]一種直接接入式三維計量電能表

在審

• 申請號: 201710240556.1
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107024615A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 楊林濤;任志強;王曉東;劉煥磊;王嬋瓊;魏子琪;段云
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司長治供電公司
• 主分類號: G01R22/06
• 分類號: G01R22/06;G01R11/04
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙)14109
• 代理人: 胡新瑞

技術領域

本發明屬于直接接入式計量表計的技術領域，具體涉及一種直接接入式三維計量電能表。

背景技術

近年來，隨著環境保護要求的不斷提高，清潔能源的利用率不斷提高，特別是光伏發電得到了大面積的推廣，尤其低壓居民用戶利用自有屋頂、庭院等安裝光伏發電系統已經得到了極大的推廣。此部分用戶發電量較小，所發電量一般通過直接接入式計量表計進行計量。目前，低壓光伏發電客戶采用全額上網和自發自用余電上網兩種并網方式，其計量方式同普通用電客戶存在較大的差別。

對于全額上網低壓客戶，通常采用一個普通表計的計量方式進行計量，普通表計具有正反向雙向計量、反向電量自動疊加到正向電量的特點。在光線較弱的情況下，當發電系統所發電量等于逆變器損耗電量時，系統處于臨界點，當超過這個臨界點后，需要電網維持逆變器的損耗電量的部分甚至全部。這種情況下，在忽略了電網向逆變器供應的耗損電量的同時，還將此部分電量疊加到正向電量上，造成多計發電量。隨著光伏發電客戶的不斷增加，對于供電部門來說，這部分損耗電量不僅變得不可忽略，而且將導致損耗計算等一系列問題出現。

對于自發自用余電上網的低壓客戶，要同時計量發電量、上網電量、下網電量三個電量值，其計量方式較為復雜。目前針對此類用戶有兩種基本的計量接線方法，兩表法和三表法。對于單相用戶與三相用戶，接線類型對于兩種接線方法性質是一樣的，現以單相用戶為例分別對兩表法和三表法進行說明。單相兩表法接線如圖1所示，從圖中可以看出，兩表法針對上網電量、下網電量的計量，采用了特定的正向、反向單獨計量電能表，在現場安裝中通常采用正向計量下網電量、反向計量上網電量的方法，但是同時需要供電部門的用電信息采集系統來對正向、反向抄表數據進行采集和凍結，以實現正反相電量同時進行遠程抄表計量。其具體工作原理如下：計量接線采用兩個計量點，其中計量點1計量用戶下網用電量及光伏發電上網電量，下網電量記錄在表計的正向有功計度器內，光伏上網電量記錄在表計的反向有功計度器內；計量點2計量光伏系統的發電電量，采用正向計量；當用戶用電量大于光伏發出電量時，除光伏系統經計量點2向用戶提供電量外，同時需電網經計量點1向用戶提供電量，此時計量點1的表計正向計度器計量表計下網電量，上網電量為0，即反向計度器計量為0，計量點2記錄光伏發電量；當用戶用電量小于光伏發電量時，光伏系統所發電量除部分供給用戶自用外，剩余部分需經計量點1輸送到電網中，此時計量點1正向計度器為0，即下網電量為0，上網電量部分記錄在計量點1的反向計度器上；同樣的，計量點2的正向計度器仍計量光伏系統發電量。相對于兩表法，單相三表法接線形式如圖2所示，其具體工作原理如下：三表法設置了三個計量點，計量點1記錄用戶下網電量，計量點2記錄用戶上網電量，計量點3記錄光伏發電量，且所有電量信息均采用表計正向有功進行計量，其原理相對也更加容易理解。當光伏發電量大于用戶自用電量時，計量點3記錄光伏發電量，除用戶自用外，經計量點2記錄剩余光伏上網部分電量；當光伏發電量小于用戶自用電量時，計量點3仍記錄光伏發電量，用戶自用電不足部分，由電網經計量點1向用戶提供，即為下網電量。

在現場實際操作過程中，發現上述兩種低壓光伏發電客戶并網方式采用的計量接線方法存在以下幾個問題：1、全額上網光伏發電用戶，計量不準確，少計損耗電量的同時，將此部分電量反向疊加到上網電量；2、兩種接線均比較復雜，相對于指定的任一電流方向，表計有的需要正向接法，有的需要反向接法，在實際安裝過程中，表計接線錯誤的情況時有發生；3、上述兩種接線方法均存在套取國家電費補貼的可能性存在，圖3、4給出了針對兩表法、三表法各自在用電檢查工作中發現的套補接線方法，其基本原理是當用戶用電量較大時，從電網獲取部分電量繞接至發電表計進線端，經發電關口表計再供用戶用電，這就造成了該部分電量本應來自電網部分疊加在光伏表計，而套取國家補貼電費；4、計量點安裝位置不統一，例如，部分光伏發電關口表計及上網表計安裝在用戶區域，且距離下網表很遠，造成抄表及用電檢查工作困難的情況，同時存在部分用戶接線不規范的情況，給用電檢查排查工作也帶來了極大的困擾；5、部分用戶需要變更光伏發電并網模式，現場進行全額上網及自發自用余電上網接線方式的變更時較為復雜，需要新裝或拆除表計，接線方式的大幅度改變。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種結構簡單、安裝方便、工作效率較高，且能有效解決電費套補問題的直接接入式三維計量電能表。