双向计量用电管理系统及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明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 用电管理系统及方法。
【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。
【发明内容】
[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及方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：
[0007] -方面，提供了一种双向计量管理系统，包括处理器模块，以及分别连接所述处理 器模块的通信模块、双路双向计量模块和负荷控制模块；
[0008] 通信模块接收电力系统的电价数据以及需求响应信号，并发送给处理器模块；
[0009] 双路双向计量模块实时计量双路双向的用户电能数据，并发送给处理器模块；用 户电能数据包括用电户与电力系统之间的正反向有功与无功电能，以及接入的分布式电源 的正向有功与无功电能；
[0010] 处理器模块处理电价数据和用户电能数据获得费用数据信息，并通过通信模块将 费用数据信息转发给电力系统；还基于需求响应信号向负荷控制模块发送负荷控制信号； [0011]负荷控制模块接收负荷控制信号，并根据负荷控制信号控制负荷开关的断开与闭 合。
[0012] 另一方面，提供了一种双向计量用电管理方法，包括以下步骤：
[0013] 获取用户电能数据以及电力系统的电价数据和需求响应信号；
[0014] 处理电价数据和电能数据获得费用数据信息，并将费用数据信息发送给电力系 统；
[0015] 根据需求响应信号向负荷控制模块发出负荷控制信号，由负荷控制模块根据负荷 控制信号控制负荷开关的断开与闭合。
[0016] 上述技术方案具有如下有益效果：
[0017] 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】
[0018] 通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目 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，重点在于示出本发明的主旨。
[0019] 图1为本发明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；
[0020] 图2为本发明双向计量用电管理系统实施例1的结构示意图；
[0021] 图3为本发明双向计量用电管理系统实施例2的结构示意图；
[0022] 图4为本发明双向计量用电管理方法实施例1的流程示意图。
【具体实施方式】
[0023] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中 给出了本发明的首选实施例。但是，本发明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发明的公开内容更加透彻全面。
[0024] 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。
[0025] 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发明的技术领域的 技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。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。
[0026] 图1为本发明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 发明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。
[0027] 图2为本发明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模块100的通信模块110、双路双 向计量模块120和负荷控制模块130 ;
[0028] 其中，通信模块110接收电力系统的电价数据以及需求响应信号给处理器模块 100 ；
[0029] 双路双向计量模块120实时计量双路双向的用户电能数据，并发送给处理器模 块；用户电能数据包括用电户与电力系统之间的正反向有功与无功电能，以及接入的分布 式电源的正向有功与无功电能；
[0030] 处理器模块100处理电价数据和用户电能数据获得费用数据信息，并通过通信模 块110将费用数据信息转发给电力系统；还基于需求响应信号向负荷控制模块130发送负 荷控制信号；
[0031] 负荷控制模块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。
[0032] 具体而言，通信模块110可以通过有线和无线两种方式同电力系统通信，其中有 线通信可以采用以太网/电力载波/RS-485通讯接口等，无线通信可以采用GPRS (General Packet Radio Service:通用分组无线服务技术）等，通信方式由处理器模块100发出的指 令设定，通信模块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PU售电 电价P2和补贴电价P3。通信模块110还用于还接收需求响应信号，包括EDR(紧急需求响 应信号），并将需求响应信号转发给处理器模块1〇〇,同时接收来自处理器模块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。
[0033] 双路双向计量模块120用于实时计量双路双向的用户电能数据，而用户电能数据 包括双路双向计量模块120 -路实时计量的用电户与电力系统之间的正向有功电能EpU 正向无功电能EqU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 ;双路双向计量模块120将实时计 量的用户电能数据发送给处理器模块100,用户电能数据带时标，即处理器模块100对接收 到的用户电能数据加时间戳后进行分别储存。在一个具体实施例中，该双路双向计量模块 120可以采用CIRRUS LOGIC公司的CS5463型单相双向电能计量芯片实现。
[0034] 负荷控制模块130,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。
[0035] 基于需求响应信号，处理器模块100发出负荷控制信号，负荷控制模块130接收负 荷控制信号，同时，负荷控制