一種實(shí)時(shí)雙向電能獨(dú)立計(jì)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電能計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體講涉及一種實(shí)時(shí)雙向電能獨(dú)立計(jì)量系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 可再生能源分布式發(fā)電技術(shù)是近年來(lái)智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域中最具有應(yīng)用前景的技 術(shù)創(chuàng)新成果之一，被認(rèn)為是解決目前能源危機(jī)，環(huán)境困局的有效途徑。采用可再生能源分布 式發(fā)電與傳統(tǒng)的電網(wǎng)供電相結(jié)合的供電模式得到了普遍的認(rèn)可和推廣。需要指出的是，在 可再生能源分布式發(fā)電與電網(wǎng)供電相結(jié)合的供電模式中，電能在電網(wǎng)與用戶之間的流動(dòng)并 不是單向的。用戶既可能通過(guò)電網(wǎng)向其補(bǔ)充供電，又可能給電網(wǎng)反饋電能，反饋的電能還可 W得到國(guó)家的新能源發(fā)電補(bǔ)貼。該就需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)雙向電能實(shí)時(shí)獨(dú)立計(jì)量的計(jì)量系統(tǒng) 及方法。
[0003] 傳統(tǒng)的電能計(jì)量系統(tǒng)僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)電能從電網(wǎng)流向用戶的單方向計(jì)量，而目前已 公開(kāi)的智能電能計(jì)量技術(shù)方案中，計(jì)量芯片通常只采用脈沖輸出，電能累積只有一個(gè)計(jì)數(shù) 器，累積的電能可W是正向、反向或者正反向的代數(shù)和，無(wú)法獨(dú)立地計(jì)量正向、反向電能。如 國(guó)內(nèi)已公開(kāi)的發(fā)明專利CN 102200544A提出了一種可實(shí)現(xiàn)雙向計(jì)量的智能電表的總電量 累加方法，能夠?qū)崿F(xiàn)正反向總電量的累加和各種費(fèi)率下正反向總電量的累加，但無(wú)法實(shí)現(xiàn) 正反向電能的獨(dú)立計(jì)量，在售用電資費(fèi)結(jié)算時(shí)，也就無(wú)法對(duì)用戶反饋上網(wǎng)的電量進(jìn)行結(jié)算 和補(bǔ)貼。不能滿足可再生能源分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展與實(shí)用推廣的需要。再如國(guó)內(nèi)已公開(kāi) 的發(fā)明專利CN 103364631A提出了一種高壓用戶光伏發(fā)電電能計(jì)量系統(tǒng)及其方法，其提到 了所使用的電能計(jì)量表為雙向電能計(jì)量表，但是并沒(méi)有給出雙向電能計(jì)量表的發(fā)明方案W 及【具體實(shí)施方式】，該些都顯然不能滿足可再生能源分布式發(fā)電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與實(shí)用推 廣的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種位于配置有分布 式新能源發(fā)電設(shè)施的用戶與電網(wǎng)之間，能夠?qū)崟r(shí)獨(dú)立計(jì)量用戶與電網(wǎng)之間的正向、反向電 能及正反向總電能的累積，同時(shí)可W通過(guò)對(duì)反向功率的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)提醒相關(guān)人員 進(jìn)行疑似騙取國(guó)家新能源發(fā)電補(bǔ)貼事件的監(jiān)察的實(shí)時(shí)雙向電能獨(dú)立計(jì)量的系統(tǒng)。
[0005] 本實(shí)用新型的目的是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種實(shí)時(shí)雙向電能獨(dú)立計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，包括電壓測(cè)量模塊、電流測(cè)量模 塊、電能計(jì)量芯片、雙向電能計(jì)數(shù)器電路、電能計(jì)量處理器和通信模塊；
[0007] 所述電壓測(cè)量模塊通過(guò)電壓互感器將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)化為低電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)抗混疊 低通濾波器，提供給電能計(jì)量芯片的電壓通道，用W進(jìn)行功率計(jì)量；
[0008] 所述電流測(cè)量模塊通過(guò)電流互感器及串聯(lián)采樣電阻將電網(wǎng)與用戶之間的電流轉(zhuǎn) 化為低電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)抗混疊低通濾波器，提供給電能計(jì)量芯片的電流通道，用W進(jìn)行功 率計(jì)量；
[0009] 所述電能計(jì)量芯片是雙向電能功率計(jì)量芯片，在輸出電能脈沖的同時(shí)，輸出電能 功率方向標(biāo)志位；
[0010] 所述雙向電能計(jì)數(shù)器電路由兩個(gè)獨(dú)立的正向及反向電能計(jì)數(shù)器組成，兩個(gè)獨(dú)立的 正向及反向計(jì)數(shù)器均通過(guò)邏輯電路由計(jì)量芯片輸出的功率方向標(biāo)志位使能；
[0011] 所述電能計(jì)量處理器，讀取電能計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖輸出，完成正、反向電能的換算 及累積，在需要精確實(shí)時(shí)計(jì)量正、反向電量時(shí)，直接讀取雙向電能計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)數(shù)值， 同時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，經(jīng)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(shí)計(jì)算得到正反向電能的代數(shù)和W及絕對(duì)值和；
[0012] 所述通信模塊用于將電能計(jì)量處理器采集處理的電能電量信息傳送至主站W(wǎng)及 接收主站下達(dá)的指令和反向功率參考值。
[0013] 進(jìn)一步的，所述低通濾波器的截止頻率小于或等于電能計(jì)量芯片電流通道AD采 樣頻率的一半。
[0014] 進(jìn)一步的，所述電能計(jì)量芯片中，輸出0-1高低電平功率方向標(biāo)志位，其中之一代 表電網(wǎng)向用戶供電的正向電能，另外一個(gè)則用于代表用戶向電網(wǎng)反饋的反向電能，同時(shí)實(shí) 時(shí)計(jì)量并輸出所測(cè)正向或反向功率的瞬時(shí)值。
[0015] 進(jìn)一步的，當(dāng)電能計(jì)量芯片輸出的功率方向標(biāo)志位表示正向功率時(shí)，正向電能計(jì) 數(shù)器工作，計(jì)數(shù)電能計(jì)量芯片輸出的電能脈沖；當(dāng)電能計(jì)量芯片輸出的功率方向標(biāo)志位表 示反向功率時(shí)，反向電能計(jì)數(shù)器工作，計(jì)數(shù)電能計(jì)量芯片輸出的電能脈沖。
[0016] 進(jìn)一步的，每隔一段時(shí)間，電能計(jì)量處理器將讀取一次電能計(jì)量芯片輸出的功率 方向標(biāo)志位，當(dāng)電能計(jì)量芯片正輸出反向的功率脈沖時(shí)，電能計(jì)量處理器將讀取電能計(jì)量 芯片所計(jì)量的反向功率瞬時(shí)值，并將該值與接收到的主站下達(dá)的反向功率參考值比較，若 其大于參考值，則通過(guò)通信模塊向主站發(fā)出報(bào)警提示。
[0017] 進(jìn)一步的，所述電能計(jì)量處理器讀取電能計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖的時(shí)間間隔為5-60 砂。
[0018] 進(jìn)一步的，所述通信模塊接收主站下發(fā)的反向功率參考值的時(shí)間間隔為5-30分 鐘。
[0019] 進(jìn)一步的，所述通信模塊的傳輸模塊及通道采用光纖、GPRS、電力載波、RS 485。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：
[0021] 本實(shí)用新型可W實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間實(shí)時(shí)雙向電能的獨(dú)立計(jì)量，在含有新能源分 布式發(fā)電的智能電網(wǎng)應(yīng)用中，在計(jì)量電網(wǎng)供給用戶的電能的同時(shí)，計(jì)量用戶向電網(wǎng)反饋的 電能，解決了現(xiàn)有技術(shù)只能計(jì)量電網(wǎng)到用戶的正向電能或者反向電能或者正向反向的電能 總量代數(shù)和的問(wèn)題；
[0022] 在含有新能源分布式發(fā)電的智能電網(wǎng)中，本實(shí)用新型為用單一設(shè)備同時(shí)完成用戶 用電資費(fèi)結(jié)算，國(guó)家新能源發(fā)電上網(wǎng)補(bǔ)貼結(jié)算，提供了可靠，便捷，并不明顯增加現(xiàn)有電能 計(jì)量設(shè)備投資成本的技術(shù)解決方案；
[0023] 本實(shí)用新型在完成實(shí)時(shí)雙向電能獨(dú)立計(jì)量的同時(shí)，可W有效減少或避免利用不正 當(dāng)手段騙取國(guó)家新能源發(fā)電補(bǔ)貼的事件發(fā)生。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是本實(shí)用新型應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖；
[0025] 圖2是本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖；
[0026] 圖3是本實(shí)用新型電能計(jì)量計(jì)數(shù)器電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖W及實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的描述：
[0028] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種實(shí)時(shí)雙向電能獨(dú)立計(jì)量系統(tǒng)，連接于電網(wǎng)和用 戶之間，用戶側(cè)不僅配置有常規(guī)的用電負(fù)荷，還配置有分布式新能源發(fā)電裝置；
[0029] 如圖2所示，本實(shí)用新型具體包括電壓測(cè)量模塊1、電流測(cè)量模塊2、電能計(jì)量芯片 3、雙向電能計(jì)數(shù)器電路4、計(jì)量處理器5、通信模塊6。其中，
[0030] 電壓測(cè)量模塊1通過(guò)其內(nèi)的電壓互感器將電網(wǎng)與用戶之間連接處的電壓轉(zhuǎn)化為 低電壓信號(hào)，電壓互感器二次側(cè)輸出電壓峰峰值應(yīng)滿足計(jì)量芯片電壓通道的輸入限制及測(cè) 量精度需要，該信號(hào)經(jīng)過(guò)抗混疊低通濾波器，提供給電能計(jì)量芯片的電壓通道，優(yōu)選的，低 通濾波器的截止頻率應(yīng)小于或等于電能計(jì)量芯片電壓通道AD采樣頻率的一半；
[0031] 電流測(cè)量模塊2通過(guò)電流互感器及串聯(lián)采樣電阻將電網(wǎng)與用戶之間的電流轉(zhuǎn)化 為低電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)的峰峰值應(yīng)滿足計(jì)量芯片電流通道的輸入限制及測(cè)量精度需 要，經(jīng)過(guò)抗混疊低通濾波器，提供給電能計(jì)量芯片的電流通道，優(yōu)選的，低通濾波器的截止 頻率應(yīng)小于或等于電能計(jì)量芯片電流通道AD采樣頻率的一半；
[003引采用能夠滿足W下要求的電能計(jì)量芯片3 ;可W根據(jù)電壓、電流測(cè)量模塊測(cè)量的 電壓電流信息實(shí)時(shí)獨(dú)立計(jì)量電網(wǎng)與用戶之間的正向及反向功率；采用電量功率脈沖的輸出 形式，并同時(shí)給出所輸出的電量功率脈沖的方向標(biāo)志位，標(biāo)志位1高電平表示電網(wǎng)向用戶 供電的正向功率，標(biāo)志位0低電平表示用戶向電網(wǎng)反饋電能的反向功率；所計(jì)量的正向或 反向功率的瞬時(shí)數(shù)值能夠被實(shí)時(shí)讀取。目前市場(chǎng)上具有較多能夠同時(shí)W上要求的計(jì)量芯 片，本例采用CIRRUS LOGIC公司的CS546