雙向計(jì)量用電管理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)新能源發(fā)電及電能計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙向計(jì)量 用電管理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式發(fā)電技術(shù)與需求響應(yīng)技術(shù)作為智能電力系統(tǒng)的重要組成部分，已經(jīng)取得了 一定的發(fā)展，隨著家庭用電戶的新能源接入與需求響應(yīng)的參與，急需分布式電源接入用電 戶計(jì)量電表。
[0003] -方面新能源的接入使得傳統(tǒng)的用電戶不再只作為一個(gè)負(fù)荷，還具有了一定的發(fā) 電能力，這就使得用電戶與電力系統(tǒng)的能量流動(dòng)從單向變?yōu)殡p向，需要電表不僅能夠計(jì)量 用電戶的用電信息，也能夠計(jì)量用電戶的售電信息，而且能夠根據(jù)不同時(shí)刻的電價(jià)計(jì)量用 電戶的各種費(fèi)用，同時(shí)考慮到國(guó)家對(duì)于新能源發(fā)電的補(bǔ)貼，需要電表同時(shí)能夠計(jì)量分布式 電源的發(fā)電信息用以計(jì)量補(bǔ)貼費(fèi)用；另一方面，隨著需要響應(yīng)的推廣與分時(shí)電價(jià)的實(shí)施，用 電戶對(duì)于負(fù)荷的使用與分布式電源售電的合理安排也需要計(jì)量電表的配合才能夠發(fā)揮實(shí) 際的作用。
[0004] 而在實(shí)現(xiàn)過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)中至少存在如下問題：已有的電表只能滿 足基本的欠費(fèi)斷電服務(wù)，既無法計(jì)量費(fèi)用，對(duì)用電戶的負(fù)荷重要程度進(jìn)行分類，也不能實(shí)施 合理的規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)能效管理系統(tǒng)與響應(yīng)電力系統(tǒng)的緊急需求響應(yīng)，更無法對(duì)分布式電源的 售電模式進(jìn)行最優(yōu)規(guī)劃，幫助用電戶收回安裝成本；即已有的電表已不能滿足當(dāng)前分布式 電源接入用電戶的實(shí)際用電管理需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對(duì)當(dāng)前分布式電源接入用電戶雙向計(jì)量實(shí)際用電管理的問題， 提供一種雙向計(jì)量用電管理系統(tǒng)及方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例為：
[0007] -方面，提供了一種雙向計(jì)量管理系統(tǒng)，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(jì)量模塊和負(fù)荷控制模塊；
[0008] 通信模塊接收電力系統(tǒng)的電價(jià)數(shù)據(jù)以及需求響應(yīng)信號(hào)，并發(fā)送給處理器模塊；
[0009] 雙路雙向計(jì)量模塊實(shí)時(shí)計(jì)量雙路雙向的用戶電能數(shù)據(jù)，并發(fā)送給處理器模塊；用 戶電能數(shù)據(jù)包括用電戶與電力系統(tǒng)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(jià)數(shù)據(jù)和用戶電能數(shù)據(jù)獲得費(fèi)用數(shù)據(jù)信息，并通過通信模塊將 費(fèi)用數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)給電力系統(tǒng)；還基于需求響應(yīng)信號(hào)向負(fù)荷控制模塊發(fā)送負(fù)荷控制信號(hào)； [0011]負(fù)荷控制模塊接收負(fù)荷控制信號(hào)，并根據(jù)負(fù)荷控制信號(hào)控制負(fù)荷開關(guān)的斷開與閉 合。
[0012] 另一方面，提供了一種雙向計(jì)量用電管理方法，包括以下步驟：
[0013] 獲取用戶電能數(shù)據(jù)以及電力系統(tǒng)的電價(jià)數(shù)據(jù)和需求響應(yīng)信號(hào)；
[0014] 處理電價(jià)數(shù)據(jù)和電能數(shù)據(jù)獲得費(fèi)用數(shù)據(jù)信息，并將費(fèi)用數(shù)據(jù)信息發(fā)送給電力系 統(tǒng)；
[0015] 根據(jù)需求響應(yīng)信號(hào)向負(fù)荷控制模塊發(fā)出負(fù)荷控制信號(hào)，由負(fù)荷控制模塊根據(jù)負(fù)荷 控制信號(hào)控制負(fù)荷開關(guān)的斷開與閉合。
[0016] 上述技術(shù)方案具有如下有益效果：
[0017] 因?yàn)榉謩e對(duì)不同電價(jià)時(shí)段的正反向電能與分布式發(fā)電量獨(dú)立計(jì)量與結(jié)算，針對(duì)負(fù) 荷的重要程度實(shí)行三路供電并根據(jù)電價(jià)信息對(duì)可控負(fù)荷進(jìn)行控制，所以解決了不同電能、 分布式電源發(fā)電量與費(fèi)用的計(jì)量結(jié)算問題，也解決了能效管理系統(tǒng)與響應(yīng)電力系統(tǒng)的緊急 需求響應(yīng)問題；進(jìn)而實(shí)現(xiàn)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(jié)約了 用電費(fèi)用，也使用電戶積極的響應(yīng)電力系統(tǒng)公司的需求管理政策，促進(jìn)需求響應(yīng)的推廣。
【附圖說明】
[0018] 通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目 的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分，且并未刻 意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
[0019] 圖1為本發(fā)明雙向計(jì)量用電管理系統(tǒng)及方法的實(shí)施例其中一應(yīng)用場(chǎng)景示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明雙向計(jì)量用電管理系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明雙向計(jì)量用電管理系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明雙向計(jì)量用電管理方法實(shí)施例1的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的首選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所 描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。
[0024] 需要說明的是，當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是"連接"另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另 一個(gè)元件并與之結(jié)合為一體，或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)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(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"及/或"包括一個(gè)或多個(gè) 相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0026] 圖1為本發(fā)明雙向計(jì)量用電管理系統(tǒng)及方法的實(shí)施例其中一應(yīng)用場(chǎng)景示意圖：本 發(fā)明的雙向計(jì)量用電管理系統(tǒng)連接在用電戶與電力系統(tǒng)之間，而用電戶側(cè)常規(guī)負(fù)荷采用三 路供電方式，包括基本保障用電（重要電荷）、次要負(fù)荷以及可切除負(fù)荷，其中一路連接重 要負(fù)荷，不斷電；一路連接次要負(fù)荷，可在緊急需求響應(yīng)下斷電；一路連接可切除負(fù)荷，在 能效管理時(shí)刻斷電。同時(shí)在該場(chǎng)景中還包括分布式能源發(fā)電裝置。另外，在圖1中，實(shí)線表 示電力傳輸線；虛線則代表控制信號(hào)線。
[0027] 圖2為本發(fā)明雙向計(jì)量用電管理系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2所示，雙向計(jì) 量用電管理系統(tǒng)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(jì)量模塊120和負(fù)荷控制模塊130 ;
[0028] 其中，通信模塊110接收電力系統(tǒng)的電價(jià)數(shù)據(jù)以及需求響應(yīng)信號(hào)給處理器模塊 100 ；
[0029] 雙路雙向計(jì)量模塊120實(shí)時(shí)計(jì)量雙路雙向的用戶電能數(shù)據(jù)，并發(fā)送給處理器模 塊；用戶電能數(shù)據(jù)包括用電戶與電力系統(tǒng)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(jià)數(shù)據(jù)和用戶電能數(shù)據(jù)獲得費(fèi)用數(shù)據(jù)信息，并通過通信模 塊110將費(fèi)用數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)給電力系統(tǒng)；還基于需求響應(yīng)信號(hào)向負(fù)荷控制模塊130發(fā)送負(fù) 荷控制信號(hào)；
[0031] 負(fù)荷控制模塊130接收負(fù)荷控制信號(hào)，并根據(jù)負(fù)荷控制信號(hào)控制負(fù)荷開關(guān)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(tǒng)通信，其中有 線通信可以采用以太網(wǎng)/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(wù)技術(shù)）等，通信方式由處理器模塊100發(fā)出的指 令設(shè)定，通信模塊110負(fù)責(zé)接收電力系統(tǒng)的電價(jià)數(shù)據(jù)，而電價(jià)數(shù)據(jù)包括：購(gòu)電電價(jià)PU售電 電價(jià)P2和補(bǔ)貼電價(jià)P3。通信模塊110還用于還接收需求響應(yīng)信號(hào)，包括EDR(緊急需求響 應(yīng)信號(hào)），并將需求響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給處理器模塊1〇〇,同時(shí)接收來自處理器模塊100反饋的 費(fèi)用數(shù)據(jù)信息，而費(fèi)用數(shù)據(jù)信息包括：用電戶總購(gòu)電費(fèi)用SC1，用電戶總售電收益SC2,用電 戶總補(bǔ)貼費(fèi)用SC3和用電戶總用電費(fèi)用SC，其中SC = SC1-SC2-SC3。
[0033] 雙路雙向計(jì)量模塊120用于實(shí)時(shí)計(jì)量雙路雙向的用戶電能數(shù)據(jù)，而用戶電能數(shù)據(jù) 包括雙路雙向計(jì)量模塊120 -路實(shí)時(shí)計(jì)量的用電戶與電力系統(tǒng)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(shí)時(shí)計(jì)量的分布式電 源發(fā)出的有功電能Ep3、分布式電源發(fā)出的無功電能Eq3 ;雙路雙向計(jì)量模塊120將實(shí)時(shí)計(jì) 量的用戶電能數(shù)據(jù)發(fā)送給處理器模塊100,用戶電能數(shù)據(jù)帶時(shí)標(biāo)，即處理器模塊100對(duì)接收 到的用戶電能數(shù)據(jù)加時(shí)間戳后進(jìn)行分別儲(chǔ)存。在一個(gè)具體實(shí)施例中，該雙路雙向計(jì)量模塊 120可以采用CIRRUS LOGIC公司的CS5463型單相雙向電能計(jì)量芯片實(shí)現(xiàn)。
[0034] 負(fù)荷控制模塊130,由圖1可知用電戶負(fù)荷按照重要程度分三路接線，一路連接重 要負(fù)荷，不斷電，一路連接次要負(fù)荷，可在緊急需求響應(yīng)下斷電，一路連接可切除負(fù)荷，在能 效管理時(shí)刻斷電；即負(fù)荷開關(guān)140包括次要負(fù)荷開關(guān)和可切除負(fù)荷開關(guān)。
[0035] 基于需求響應(yīng)信號(hào)，處理器模塊100發(fā)出負(fù)荷控制信號(hào)，負(fù)荷控制模塊130接收負(fù) 荷控制信號(hào)，同時(shí)，負(fù)荷控制