双向计量用电管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力系统新能源发电及电能计量技术领域，特别是涉及一种双向计量用电管理系统。
【背景技术】
[0002]分布式发电技术与需求响应技术作为智能电力系统的重要组成部分，已经取得了一定的发展，随着家庭用电户的新能源接入与需求响应的参与，急需分布式电源接入用电户计量电表。
[0003]—方面新能源的接入使得传统的用电户不再只作为一个负荷，还具有了一定的发电能力，这就使得用电户与电力系统的能量流动从单向变为双向，需要电表不仅能够计量用电户的用电信息，也能够计量用电户的售电信息，而且能够根据不同时刻的电价计量用电户的各种费用，同时考虑到国家对于新能源发电的补贴，需要电表同时能够计量分布式电源的发电信息用以计量补贴费用；另一方面，随着需要响应的推广与分时电价的实施，用电户对于负荷的使用与分布式电源售电的合理安排也需要计量电表的配合才能够发挥实际的作用。
[0004]而在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题:已有的电表只能满足基本的欠费断电服务，既无法计量费用，对用电户的负荷重要程度进行分类，也不能实施合理的规划，实现能效管理系统与响应电力系统的紧急需求响应，更无法对分布式电源的售电模式进行最优规划，帮助用电户收回安装成本；即已有的电表已不能满足当前分布式电源接入用电户的实际用电管理需求。
【实用新型内容】
[0005]基于此，有必要针对当前分布式电源接入用电户双向计量实际用电管理的问题，提供一种双向计量用电管理系统。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型技术方案的实施例为:
[0007]提供了一种双向计量管理系统，包括处理器，以及分别连接处理器的通信接口、双路双向计量设备和负荷控制设备；
[0008]双路双向计量设备实时计量双路双向的用户电能数据，处理器通过通信接口接收电力系统发送的电价数据以及需求响应信号，根据电价数据和用户电能数据获得费用数据信息，通过通信接口将费用数据信息转发给电力系统；并根据需求响应信号向负荷控制设备发送负荷控制信号；负荷控制设备接收负荷控制信号，并根据负荷控制信号控制负荷开关的断开与闭合。
[0009]上述技术方案具有如下有益效果:
[0010]因为分别对不同电价时段的正反向电能与分布式发电量独立计量与结算，针对负荷的重要程度实行三路供电并根据电价信息对可控负荷进行控制，所以解决了不同电能、分布式电源发电量与费用的计量结算问题，也解决了能效管理系统与响应电力系统的紧急需求响应问题；进而实现了家庭用电综合管理，最大化了用电户的收益，既为用电户节约了用电费用，也使用电户积极的响应电力系统公司的需求管理政策，促进需求响应的推广。
【附图说明】
[0011]通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
[0012]图1为本实用新型双向计量用电管理系统实施例其中一应用场景示意图；
[0013]图2为本实用新型双向计量用电管理系统实施例1的结构示意图；
[0014]图3为本实用新型双向计量用电管理系统实施例2的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
[0016]需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“相连接”、“第一”、“第二”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0017]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0018]图1为本实用新型双向计量用电管理系统及方法的实施例其中一应用场景示意图:本实用新型的双向计量用电管理系统连接在用电户与电力系统之间，而用电户侧常规负荷采用三路供电方式，包括基本保障用电(重要电荷)、次要负荷以及可切除负荷，其中一路连接重要负荷，不断电；一路连接次要负荷，可在紧急需求响应下断电；一路连接可切除负荷，在能效管理时刻断电。同时在该场景中还包括分布式能源发电装置。另外，在图1中，实线表示电力传输线；虚线则代表控制信号线。
[0019]图2为本实用新型双向计量用电管理系统实施例1的结构示意图；如图2所示，双向计量用电管理系统包括处理器模100，以及分别连接处理器100的通信接口 110、双路双向计量设备120和负荷控制设备130 ;
[0020]其中，双路双向计量设备120实时计量双路双向的用户电能数据；处理器100通过通信接口 110接收电力系统的电价数据以及需求响应信号；处理器100根据电价数据和用户电能数据获得费用数据信息，通过通信接口 110将费用数据信息转发给电力系统；并根据需求响应信号向负荷控制设备130发送负荷控制信号；负荷控制设备130接收负荷控制信号，并根据负荷控制信号控制负荷开关140的断开与闭合。
[0021]具体而言，通信接口 110可以通过有线和无线两种方式同电力系统通信，通信接口 110包括以太网通信接口、电力载波通信接口、RS-485通信接口以及GPRS (GeneralPacket Rad1 Service:通用分组无线服务技术)通信接口中的一种或多种，其具体通信方式由处理器100发出的指令设定。通信接口 110负责接收电力系统的电价数据，而电价数据包括:购电电价P1、售电电价P2和补贴电价P3。通信接口 110还用于还接收需求响应信号，包括H)R(紧急需求响应信号)，并将需求响应信号转发给处理器100，同时接收来自处理器100反馈的费用数据信息，而费用数据信息包括:用电户总购电费用SC1，用电户总售电收益SC2，用电户总补贴费用SC3和用电户总用电费用SC，其中SC = SC1-SC2-SC3。
[0022]双路双向计量设备120实时计量双路双向的用户电能数据，而用户电能数据包括双路双向计量设备120 —路实时计量的用电户与电力系统之间的正向有功电能Ep1、正向无功电能Eql、反向有功电能Ep2、反向无功电能Eq2，以及另一路实时计量的分布式电源发出的有功电能Ep3、分布式电源发出的无功电能Eq3 ;本实施例的双路双向计量设备120可以用传统技术实现，故在此不再赘述；处理器100对接收到的用户电能数据加时间戳后分别进行储存。双路双向计量设备120包括单相双向电能计量芯片，在一个具体实施例中，该单相双向电能计量芯片可以采用CIRRUS LOGIC公司的CS5463型单相双向电能计量芯片来实现。
[0023]由图1可知用电户负荷按照重要程度分三路接线，一路连接重要负荷，不断电，一路连接次要负荷，可在紧急需求响应下断电，一路连接可切除负荷，在能效管理时刻断电；即负荷开关140包括次要负荷开关和可切除负荷开关。
[0024]基于需求响应信号，处理器100发出负荷控制信号，负荷控制设备130接收负荷控制信号，同时，负荷控制设备130根据负荷控制信号，断开或闭合次要负荷开关和可切除负荷开关，具体如下:
[0025]负荷控制信号包括第一负荷控制信号和第二负荷控制信号；负荷控制设备130基于处理器100发出的第一负荷控制信号即紧急需求响应指令LI = I (高电平指令；表示紧急需求响应开始)，断开次要负荷开关和可切除负荷开关；第二负荷控制信号即LI = 0(低电平指令；表示紧急需求响应结束)，闭合次要负荷开关。
[0026]而可切除负荷开关则根据处理器100发出的负荷控制指令决定是否闭合。处理器100可接收用电户提前设置的敏感电价，并通过与其相连接的第一比较器来判断敏感电价与电价数据中的购电电价的大小。第一比较器中的两个输入端可分别接入敏感电价和购电电价，输出端与负荷控制设备130相连接；根据二者大小，第一比较器的输出端向所述负荷控制设备输出负荷控制指令。负荷控制设备130接收负荷控制指令，并根据负荷控制指令，断开或闭合可切除负荷开关，具体如下:
[0027]负荷控制指令包括第一负荷控制指令和第二负荷控制指令；当第一比较器输入端中的当前购电电价Pl大于预设的敏感电价PO时，第一比较器通过输出端向负荷控