雙向計量三相智能電能表的原理及設計

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雙向計量三相智能電能表的原理及設計

工程師吳畏 發表於 2018-11-12 10:09:14

今天為大家介紹一項國家發明授權專利——雙向計量三相智能電能表。該專利由廣東電網公司電力科學研究院申請，並於2016年9月14日獲得授權公告。

內容說明

本發明涉及家庭分布式能源發電併網技術領域，尤其涉及一種雙向計量三相智能電能表。

發明背景

目前，對於家庭分布式能源發電併網，一般有兩種做法，一種是「上網電價，統購統銷」政策下的併網方案，此做法是將PV電錶接在用戶電錶之前（即電網一側），需要採取雙電錶併網計量方案。另一種是「淨電量計量」政策下的併網方案，此方案長周期計量分布式電站的發電電量和消費電量。對於上述兩種計量併網方案，均需要採用雙電錶計量。而採用兩個電錶不僅成本增加，而且空間需求也更大，同時增加了故障率，提高了維護成本。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種雙向計量三相智能電能表。包括輸入前端、輸出後端、三相計量模塊、內置電力繼電器、第一控制端和第二控制端；所述輸入前端連接三相市電網，所述輸出後端以並聯的方式分別連接第一接觸器單元和第二接觸器單元，其中，所述第一接觸器單元連接分布式能源發電網，所述第二接觸器單元連接三相負載；在所述輸入前端和輸出後端之間連接有所述三相計量模塊和所述內置電力繼電器，所述三相計量模塊用於對流經電量進行計量。

所述第一控制端連接所述第一接觸器單元，所述第二控制端連接所述第二接觸器單元，所述第一控制端或所述第二控制端向所述第一接觸器單元或所述第二接觸器單元發送控制信息，控制所述第一接觸器單元或所述第二接觸器單元的閉合與斷開。

所述輸入前端連接三相四線市電網，三相四線電網接入三相智能電能表，電錶輸出後端通過接觸器單元二（即第二接觸器單元，下同）接入用戶負載端，同時電能表控制2（即第二控制端）可以輸出控制信息控制接觸器單元二，可以實現接觸器的閉合與斷開，將用戶負載端和前端隔斷。另電能表輸出後端並聯接入接觸器單元一（即第一接觸器單元，下同），接觸器單元一後端接入發電裝置的逆變、主控系統，逆變主控系統的後端在接入發電裝置。電能表輸出控制1（即第一控制端）可以輸出控制信息，控制接觸器器單元一，實現接觸器單元的閉合與斷開，將分布式能源發電網和前端電網斷開。

另外電能表可以通過485通訊和發電裝置實現數據通訊，將相關實時數據等信息通過電能表上報給電力部門的主站系統，並開發部分功能實現電力部門和用戶共管，可以得到技術上的保障。同時利於孤島效應等安全問題的管理，加強電網安全，保障電網檢修時人身安全和電器用電安全。

本方案的智能電能表是基於羅氏線圈採樣技術的寬量程三相電能表，和常規電能表比較，具有電壓工作範圍寬（相電壓AC45V～300V），電流測量量程寬（5～100A），超寬的溫度工作範圍（-40℃～ 70℃），低溫升，誤差穩定，防強磁，抗直流分量等優點。

與一般技術相比，本發明通過雙向計量技術，解決了常規的雙電錶式的併網計量方式，同時可集成智能數據採集，參數管理等功能，是家庭分布式能源發電併網理想的雙向計量智能表方案。本發明採用雙向計量技術的智能電能表進行併網，電能表可以配置成代數和計量方式或絕對值的計量方式，具有有功正向，有功反向，無功正向，無功反向計量的功能。雙向計量時只需要採用一個電錶計量，節省了成本和空間，降低了故障率。同時本發明可以實現系統管理功能，電能表和發電裝置逆變、保護主控系統實現通訊，進行數據交互，不僅可以將數據上報給主站系統，利於電力部分管理，並可以開放部分功能給用戶，實現電力部門和用戶共管。

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