[發(fā)明專利]一種雙模式及直接接入式的直流電能表及電能計量的方法

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• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113391104A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設計）人: 于春平;孟靜;段永賢;白靜芬;耿愛玲;章江銘;劉煒;徐熙彤;蔣依芹;楊玉博;趙莎;宋曉卉;張麗;賈福泉;白璋;李華;王猛
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網(wǎng)浙江省電力有限公司營銷服務中心
• 主分類號: G01R11/00
• 分類號: G01R11/00;G01R22/10
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發(fā)明公開了一種雙模式及直接接入式的直流電能表及電能計量的方法，屬于電能計量領域。本電能表：將雙路電壓采樣模塊與正極直流母線、負極直流母線以及回流線連接，采集正極電壓V+、負極電壓V?以及正負極電壓V_DC，將正極電壓V+、負極電壓V?以及正負極電壓V_DC轉換為電壓數(shù)字信號輸出至計量模塊；將雙路電流采樣模塊與正極直流母線、負極直流母線連接，采集正極母線電流I+及負極母線電流I?，將采集的正極母線電流I+以及負極母線電流I?作為電流數(shù)字信號輸出至計量模塊；計量模塊接收電壓數(shù)字信號和電流數(shù)字信號，根據(jù)電壓數(shù)字信號和電流數(shù)字信號分別計量正極電能、負極電能與總電能，并輸出計量數(shù)據(jù)。本發(fā)明可配置計量雙極電網(wǎng)和偽雙極電網(wǎng)上的電能。

技術領域

本發(fā)明涉及電能計量領域，并且更具體地，涉及一種雙模式及直接接入式的直流電能表一種雙模式及直接接入式的直流電能表及電能計量的方法。

背景技術

隨著經(jīng)濟社會和技術設備的快速發(fā)展，分布式發(fā)電、儲能、電動汽車等新能源要素越來越多地接入配電網(wǎng)，新型源-網(wǎng)-荷-儲互動的能源供給模式不斷涌現(xiàn)，柔性直流配電、交直流混合配電等已成為未來配電網(wǎng)的重要發(fā)展方向，與傳統(tǒng)交流配電形成互補，實現(xiàn)交直流電網(wǎng)互聯(lián)互通。

直流配電網(wǎng)的快速發(fā)展，給直流電能計量創(chuàng)造了更多應用環(huán)境。直流配電網(wǎng)的接線形式有非對稱單級接線、雙級接線(真雙極)和對稱單級接線(偽雙級)三種。對于雙級接線形式，由于每一極可單獨運行，因此安裝于雙級線路的電能表需要分別輸入2路電壓和2路電流，分別計量2條輸電線路上的電能及總電能，對于單級接線形式，電能表可輸入1路電壓和電流計算電能。

目前應用的直流電能表主要安裝于負荷側，如用于直流充電樁中，電能表只能輸入1路電壓和1路電流，且一般采用間接接入式直流電能表，采用間接接入式直流電能表增加了誤差環(huán)節(jié)，給計量管理帶來了諸多不便，也降低了計量的準確度。直流配電網(wǎng)低壓側電壓等級大多為750V(±375V)，電流低于500A，不經(jīng)過互感器或分流器，采用直接接入式電能表將更為方便。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于通過計量模式切換，實現(xiàn)雙極接線、偽雙極接線直流配電網(wǎng)接線形式的電能計量而提出了一種雙模式及直接接入式的直流電能表，包括：

雙路電壓采樣模塊，所述雙路電壓采樣模與正極直流母線、負極直流母線以及回流線連接，采集正極直流母線對中性點的正極電壓V+、負極直流母線對中性點的負極電壓V-以及正極母線對負極母線的正負極電壓V_DC，將正極電壓V+、負極電壓V-以及正負極電壓V_DC轉換為電壓數(shù)字信號輸出至計量模塊；

雙路電流采樣模塊，所述雙路電流采樣模塊與正極直流母線、負極直流母線連接，采集正極母線電流I+及負極母線電流I-，將采集的正極母線電流I+以及負極母線電流I-轉換電流數(shù)字信號輸出至計量模塊；

計量模塊，所述計量模塊接收電壓數(shù)字信號和電流數(shù)字信號，根據(jù)電壓數(shù)字信號和電流數(shù)字信號計量總電能，對外輸出電能脈沖信號和計量原始數(shù)據(jù)。

可選的，雙路電壓采樣模塊包括1個電阻分壓傳感器及1個24位ADC芯片；

電阻分壓電壓傳感器采集正極直流母線對中性點的正極電壓V+、負極母線對中性點的負極電壓V-以及正負極母線間的電壓V_DC，將正極電壓V+、負極電壓V-以及正負極電壓V_DC轉換為電壓數(shù)字信號；

24位ADC芯片將電壓數(shù)字信號傳輸至計量模塊。

可選的，雙路電流采樣模塊包括2個電流傳感器及1個24位ADC芯片；

其中，電流傳感器為分流器、零磁通互感器或TMR傳感器，若電流傳感器為分流器時，接入隔離放大器。

可選的，計量模塊計量各母線電能及總電能，可設置為使用雙極計量模式或偽雙極計量模式；