雙向計量用電管理系統及方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電力系統新能源發電及電能計量技術領域,特別是涉及一種雙向計量 用電管理系統及方法。
【背景技術】
[0002] 分布式發電技術與需求響應技術作為智能電力系統的重要組成部分,已經取得了 一定的發展,隨著家庭用電戶的新能源接入與需求響應的參與,急需分布式電源接入用電 戶計量電表。
[0003] -方面新能源的接入使得傳統的用電戶不再只作為一個負荷,還具有了一定的發 電能力,這就使得用電戶與電力系統的能量流動從單向變為雙向,需要電表不僅能夠計量 用電戶的用電信息,也能夠計量用電戶的售電信息,而且能夠根據不同時刻的電價計量用 電戶的各種費用,同時考慮到國家對于新能源發電的補貼,需要電表同時能夠計量分布式 電源的發電信息用以計量補貼費用;另一方面,隨著需要響應的推廣與分時電價的實施,用 電戶對于負荷的使用與分布式電源售電的合理安排也需要計量電表的配合才能夠發揮實 際的作用。
[0004] 而在實現過程中,發明人發現傳統技術中至少存在如下問題:已有的電表只能滿 足基本的欠費斷電服務,既無法計量費用,對用電戶的負荷重要程度進行分類,也不能實施 合理的規劃,實現能效管理系統與響應電力系統的緊急需求響應,更無法對分布式電源的 售電模式進行最優規劃,幫助用電戶收回安裝成本;即已有的電表已不能滿足當前分布式 電源接入用電戶的實際用電管理需求。
【發明內容】
[0005] 基于此,有必要針對當前分布式電源接入用電戶雙向計量實際用電管理的問題, 提供一種雙向計量用電管理系統及方法。
[0006] 為了實現上述目的,本發明技術方案的實施例為:
[0007] -方面,提供了一種雙向計量管理系統,包括處理器模塊,以及分別連接所述處理 器模塊的通信模塊、雙路雙向計量模塊和負荷控制模塊;
[0008] 通信模塊接收電力系統的電價數據以及需求響應信號,并發送給處理器模塊;
[0009] 雙路雙向計量模塊實時計量雙路雙向的用戶電能數據,并發送給處理器模塊;用 戶電能數據包括用電戶與電力系統之間的正反向有功與無功電能,以及接入的分布式電源 的正向有功與無功電能;
[0010] 處理器模塊處理電價數據和用戶電能數據獲得費用數據信息,并通過通信模塊將 費用數據信息轉發給電力系統;還基于需求響應信號向負荷控制模塊發送負荷控制信號; [0011]負荷控制模塊接收負荷控制信號,并根據負荷控制信號控制負荷開關的斷開與閉 合。
[0012] 另一方面,提供了一種雙向計量用電管理方法,包括以下步驟:
[0013] 獲取用戶電能數據以及電力系統的電價數據和需求響應信號;
[0014] 處理電價數據和電能數據獲得費用數據信息,并將費用數據信息發送給電力系 統;
[0015] 根據需求響應信號向負荷控制模塊發出負荷控制信號,由負荷控制模塊根據負荷 控制信號控制負荷開關的斷開與閉合。
[0016] 上述技術方案具有如下有益效果:
[0017] 因為分別對不同電價時段的正反向電能與分布式發電量獨立計量與結算,針對負 荷的重要程度實行三路供電并根據電價信息對可控負荷進行控制,所以解決了不同電能、 分布式電源發電量與費用的計量結算問題,也解決了能效管理系統與響應電力系統的緊急 需求響應問題;進而實現了家庭用電綜合管理,最大化了用電戶的收益,既為用電戶節約了 用電費用,也使用電戶積極的響應電力系統公司的需求管理政策,促進需求響應的推廣。
【附圖說明】
[0018] 通過附圖中所示的本發明的優選實施例的更具體說明,本發明的上述及其它目 的、特征和優勢將變得更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分,且并未刻 意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖,重點在于示出本發明的主旨。
[0019] 圖1為本發明雙向計量用電管理系統及方法的實施例其中一應用場景示意圖;
[0020] 圖2為本發明雙向計量用電管理系統實施例1的結構示意圖;
[0021] 圖3為本發明雙向計量用電管理系統實施例2的結構示意圖;
[0022] 圖4為本發明雙向計量用電管理方法實施例1的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 為了便于理解本發明,下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中 給出了本發明的首選實施例。但是,本發明可以以許多不同的形式來實現,并不限于本文所 描述的實施例。相反地,提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容更加透徹全面。
[0024] 需要說明的是,當一個元件被認為是"連接"另一個元件,它可以是直接連接到另 一個元件并與之結合為一體,或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語"相連接"、 "第一"、"第二"以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0025] 除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的 技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具 體的實施例的目的,不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語"及/或"包括一個或多個 相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0026] 圖1為本發明雙向計量用電管理系統及方法的實施例其中一應用場景示意圖:本 發明的雙向計量用電管理系統連接在用電戶與電力系統之間,而用電戶側常規負荷采用三 路供電方式,包括基本保障用電(重要電荷)、次要負荷以及可切除負荷,其中一路連接重 要負荷,不斷電;一路連接次要負荷,可在緊急需求響應下斷電;一路連接可切除負荷,在 能效管理時刻斷電。同時在該場景中還包括分布式能源發電裝置。另外,在圖1中,實線表 示電力傳輸線;虛線則代表控制信號線。
[0027] 圖2為本發明雙向計量用電管理系統實施例1的結構示意圖;如圖2所示,雙向計 量用電管理系統包括處理器模100,以及分別連接處理器模塊100的通信模塊110、雙路雙 向計量模塊120和負荷控制模塊130 ;
[0028] 其中,通信模塊110接收電力系統的電價數據以及需求響應信號給處理器模塊 100 ;
[0029] 雙路雙向計量模塊120實時計量雙路雙向的用戶電能數據,并發送給處理器模 塊;用戶電能數據包括用電戶與電力系統之間的正反向有功與無功電能,以及接入的分布 式電源的正向有功與無功電能;
[0030] 處理器模塊100處理電價數據和用戶電能數據獲得費用數據信息,并通過通信模 塊110將費用數據信息轉發給電力系統;還基于需求響應信號向負荷控制模塊130發送負 荷控制信號;
[0031] 負荷控制模塊130接收負荷控制信號,并根據負荷控制信號控制負荷開關140的 斷開與閉合。
[0032] 具體而言,通信模塊110可以通過有線和無線兩種方式同電力系統通信,其中有 線通信可以采用以太網/電力載波/RS-485通訊接口等,無線通信可以采用GPRS (General Packet Radio Service:通用分組無線服務技術)等,通信方式由處理器模塊100發出的指 令設定,通信模塊110負責接收電力系統的電價數據,而電價數據包括:購電電價PU售電 電價P2和補貼電價P3。通信模塊110還用于還接收需求響應信號,包括EDR(緊急需求響 應信號),并將需求響應信號轉發給處理器模塊1〇〇,同時接收來自處理器模塊100反饋的 費用數據信息,而費用數據信息包括:用電戶總購電費用SC1,用電戶總售電收益SC2,用電 戶總補貼費用SC3和用電戶總用電費用SC,其中SC = SC1-SC2-SC3。
[0033] 雙路雙向計量模塊120用于實時計量雙路雙向的用戶電能數據,而用戶電能數據 包括雙路雙向計量模塊120 -路實時計量的用電戶與電力系統之間的正向有功電能EpU 正向無功電能EqU反向有功電能Ep2、反向無功電能Eq2,以及另一路實時計量的分布式電 源發出的有功電能Ep3、分布式電源發出的無功電能Eq3 ;雙路雙向計量模塊120將實時計 量的用戶電能數據發送給處理器模塊100,用戶電能數據帶時標,即處理器模塊100對接收 到的用戶電能數據加時間戳后進行分別儲存。在一個具體實施例中,該雙路雙向計量模塊 120可以采用CIRRUS LOGIC公司的CS5463型單相雙向電能計量芯片實現。
[0034] 負荷控制模塊130,由圖1可知用電戶負荷按照重要程度分三路接線,一路連接重 要負荷,不斷電,一路連接次要負荷,可在緊急需求響應下斷電,一路連接可切除負荷,在能 效管理時刻斷電;即負荷開關140包括次要負荷開關和可切除負荷開關。
[0035] 基于需求響應信號,處理器模塊100發出負荷控制信號,負荷控制模塊130接收負 荷控制信號,同時,負荷控制