双向计量三相智能电能表的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——双向计量三相智能电能表。该专利由广东电网公司电力科学研究院申请，并于2016年9月14日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及家庭分布式能源发电并网技术领域，尤其涉及一种双向计量三相智能电能表。

发明背景

目前，对于家庭分布式能源发电并网，一般有两种做法，一种是“上网电价，统购统销”政策下的并网方案，此做法是将PV电表接在用户电表之前（即电网一侧），需要采取双电表并网计量方案。另一种是“净电量计量”政策下的并网方案，此方案长周期计量分布式电站的发电电量和消费电量。对于上述两种计量并网方案，均需要采用双电表计量。而采用两个电表不仅成本增加，而且空间需求也更大，同时增加了故障率，提高了维护成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种双向计量三相智能电能表。包括输入前端、输出后端、三相计量模块、内置电力继电器、第一控制端和第二控制端；所述输入前端连接三相市电网，所述输出后端以并联的方式分别连接第一接触器单元和第二接触器单元，其中，所述第一接触器单元连接分布式能源发电网，所述第二接触器单元连接三相负载；在所述输入前端和输出后端之间连接有所述三相计量模块和所述内置电力继电器，所述三相计量模块用于对流经电量进行计量。

所述第一控制端连接所述第一接触器单元，所述第二控制端连接所述第二接触器单元，所述第一控制端或所述第二控制端向所述第一接触器单元或所述第二接触器单元发送控制信息，控制所述第一接触器单元或所述第二接触器单元的闭合与断开。

所述输入前端连接三相四线市电网，三相四线电网接入三相智能电能表，电表输出后端通过接触器单元二（即第二接触器单元，下同）接入用户负载端，同时电能表控制2（即第二控制端）可以输出控制信息控制接触器单元二，可以实现接触器的闭合与断开，将用户负载端和前端隔断。另电能表输出后端并联接入接触器单元一（即第一接触器单元，下同），接触器单元一后端接入发电装置的逆变、主控系统，逆变主控系统的后端在接入发电装置。电能表输出控制1（即第一控制端）可以输出控制信息，控制接触器器单元一，实现接触器单元的闭合与断开，将分布式能源发电网和前端电网断开。

另外电能表可以通过485通讯和发电装置实现数据通讯，将相关实时数据等信息通过电能表上报给电力部门的主站系统，并开发部分功能实现电力部门和用户共管，可以得到技术上的保障。同时利于孤岛效应等安全问题的管理，加强电网安全，保障电网检修时人身安全和电器用电安全。

本方案的智能电能表是基于罗氏线圈采样技术的宽量程三相电能表，和常规电能表比较，具有电压工作范围宽（相电压AC45V～300V），电流测量量程宽（5～100A），超宽的温度工作范围（-40℃～ 70℃），低温升，误差稳定，防强磁，抗直流分量等优点。

与一般技术相比，本发明通过双向计量技术，解决了常规的双电表式的并网计量方式，同时可集成智能数据采集，参数管理等功能，是家庭分布式能源发电并网理想的双向计量智能表方案。本发明采用双向计量技术的智能电能表进行并网，电能表可以配置成代数和计量方式或绝对值的计量方式，具有有功正向，有功反向，无功正向，无功反向计量的功能。双向计量时只需要采用一个电表计量，节省了成本和空间，降低了故障率。同时本发明可以实现系统管理功能，电能表和发电装置逆变、保护主控系统实现通讯，进行数据交互，不仅可以将数据上报给主站系统，利于电力部分管理，并可以开放部分功能给用户，实现电力部门和用户共管。