[发明专利]分布式电能采集系统

说明书

技术领域

本发明实施例主要涉及电网公共供能系统中的分布式电能发电输电和电能采集系统。

背景技术

目前电网的发展已不仅限于通过变电站向用能用户输送电力，而已经在用户用能单位组成的用电网络中根据地理位置和实际生产需求设置了分散的发电设备，通过清洁能源或可再生能源的方式向电网馈送清洁电能。同时，用能用户在使用电能外还要使用到水、燃气、热量等多种资源和能源，客观上存在多样的计量需求，在常规的解决方案中分别采用水表、燃气表、热能表等多种计量装置，分别进行数据采集和计量计费，这些需要电表配合自身的电池结合人工抄表来实现，费时费力，电池也存在使用寿命的情况。数据采集过程中每个种类的计量装置采集的数据格式不统一，需要多个网络通道才能分别上传各种计量装置采集的数据，造成设备的重复投资。

而由于这种复杂网络的出现，在多结点接入、长距离传输、任意分布的布线方式的场合，对电能的计量计费则难以可靠应用。在电能量采集时基于监控的需要，存在着对采集数据实时显示的要求，但是因为传统电能表参数输出频率只有几Hz，无法得到实时的电压，电流，功率波形，难以满足用户的需求。

发明内容

本发明技术方案旨在解决前述技术缺陷，设计一种分布式电能采集系统，能够对分散设置的发电设备和直接来自变电站输配电设备的电能的耗用量进行集中采集，实现有效的电网电能用电和用能质量的采集和分析。

为了实现此目的，本发明技术方案1：分布式电能采集系统，包括用于向电网用电负载输送电能的配变电终端，以及连接于所述电网用电负载与配变电终端之间的电能采集装置，用于对所输送的电能进行用电计量，进一步包括分布式发电装置，分散布置于电网用电负载周围，用于获取来自配变电终端输送的工作电力，将无源能量转换为新的电能并通过逆变器向所述电网用电负载馈送；以及电能分配装置，用于将这部分新的电能向不同的电网用电负载提供工作电力，其中所述电能采集装置进一步对新的电能进行用电计算。

作为改进，所述的分布式发电装置是光伏电池板，所述无源能量为光能，通过所述的光伏电池板将光能转换为新的电能。

作为改进，所述电能分配装置包括：电流信号采集端，对新的电能信号或直接来自配变电终端的电能电流信号进行采集；连接所述电流信号采集端的RC滤波器，对所述电流信号进行RC滤波；连接所述RC滤波器的阻抗变换器，用于减小所采集的电流信号的输出阻抗；连接所述阻抗变换器的放大倍数控制器，用于对接收到阻抗变换器的电流信号进行一定倍数的一次放大；连接所述放大倍数控制器的同相放大器，对经一次放大的电流信号进行二次放大；以及连接所述同相放大器的控制器，接收经二次放大的电流信号以根据预设算法对来自新的电能或直接来自配变电终端的电能电流进行分配，其中所述阻抗变换器是将所采集的电流信号的输出阻抗减低为所述放大倍数控制器的输出内阻，其放大倍数为1。

作为在此基础上的进一步改进，所述放大倍数控制器根据控制器的控制信号VPOS对接收的电流信号进行一定倍数的放大。较佳地，所述放大倍数为10至80的范围以内。

作为改进，分布式电能采集系统进一步包括电压信号采集端，对新的电能信号或直接来自配变电终端的电能电压信号进行采集；连接所述电压信号采集端的RC滤波器，对所述电压信号进行RC滤波；连接所述RC滤波器的阻抗变换器，用于减小所采集的电压信号的输出阻抗，输送至所述的控制器。

作为进一步改进，所述控制器包括ADC采样电路和与之连接的MCU电路，其中所述ADC采样电路接收采集到的电流信号和电压信号并转换为MCU电路可读的数字信号。

较佳地，分布式电能采集系统对新的电能信号或直接来自配变电终端的电能信号的交流信号中的每一相配置一个电能分配装置，或者对每一电网用电负载配置一个电能分配装置。

作为又一改进，分布式电能采集系统进一步包括连接所述控制器的协控制器，用于根据对电能电流的分配算法对分配给多个电网用户负载的电流和电压信号进行计量以计算用电量。

作为改进，对新的电能信号或直接来自配变电终端的电能信号采集包括步骤：通过所述电流信号采集端和电压信号采集端分别对新的电能信号或直接来自配变电终端的电能电流、电压信号进行采集；通过RC滤波器分别对电流、电压信号进行滤波，通过阻抗变换器将滤波后的电流、电压信号减低；通过多级放大器将电流信号进行放大；将电压信号和放大后的电流信号输送给控制器，根据预设算法对来自新的电能或直接来自配变电终端的电能电流进行分配；根据协控制器对电能电流信号和电压信号进行计量以计算用电量。