今天為大家介紹一項國家發(fā)明專利——一體化智能電能表及電力計量與控制保護系統(tǒng)。該專利由杭州華泰電氣技術(shù)有限公司申請，并于2019年1月4日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說明

本發(fā)明涉及電力設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種一體化智能電能表及電力計量與控制保護系統(tǒng)。

發(fā)明背景

中國目前正致力于建設(shè)堅強智能電網(wǎng)，主要涵蓋電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度6個環(huán)節(jié)，其內(nèi)涵是以堅強網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺為職稱，以智能控制為手段，實現(xiàn)電力系統(tǒng)從發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)的智能感知、智能識別、智能控制的功能，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合，智能電網(wǎng)可以整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)的管理，將電網(wǎng)提升為互動運轉(zhuǎn)的全新模式，提高整個電網(wǎng)的可靠性、可用性和綜合效率。隨著智能電網(wǎng)高級計量體系的研究和建設(shè)，與居民直接相關(guān)的用電信息采集和在線控制保護的功能需求逐漸顯現(xiàn)。由于用戶各種需求的增加，要去智能電力計量表除了需要具備傳統(tǒng)多功能電力計量表的功能外，還需要具備雙向通行功能、雙向計量功能、多種負荷控制方式、電源控制保護、電能質(zhì)量檢測和遠程升級等功能。

目前我國電力系統(tǒng)在用電環(huán)節(jié)仍以傳統(tǒng)用電方法為主，只是采用智能電能表與空氣開關(guān)配合使用，在電力參數(shù)測量和遠程抄表方面有初步應(yīng)用，目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的分時峰谷電表、預(yù)付費電表和自動抄表均不支持信息和電腦的交互，他們都不能同電網(wǎng)和用戶進行實施互動，缺少具有電力計量、只能控制和雙向通信的產(chǎn)品面世。

隨著國家對電網(wǎng)及其設(shè)備等智能化升級及改造的展開，不僅需要控制保護系統(tǒng)對客戶端故障進行保護性自動分閘，同時也需要對由于供電前端的異常故障進行保護分閘，還需要故障解除后在符合安全規(guī)范的前提下重新合閘恢復(fù)供電。尤其是根據(jù)2011年頒布的《中華人民共和國國家標(biāo)準：住宅設(shè)計規(guī)范（GB50096-2011）》的要求，新建住宅被建議應(yīng)安裝過電壓、欠電壓保護裝置。但是，在實際操作中，市場上的現(xiàn)有產(chǎn)品都存在如下缺陷：主要使用空氣開關(guān)，只能針對用戶過流、短路、漏電等故障進行控制保護分閘，且分閘后無法自動合閘；或者在智能電表后加裝一個能自動分合閘的微型斷路器，但作為兩個分立元件，智能電表無法檢測控制微型斷路器。上述情形阻礙了智能電網(wǎng)向用電領(lǐng)域的延伸進行。

隨著階段電價政策在國內(nèi)的推廣和展開，用戶的用電量被分為幾個階段，為了更合理的安排自己的用電，用戶有了解每天甚至是每個時刻自己用電信息的需求；而供電公司一般只于每月底向用戶提供一張用電量及金額的單據(jù)。此時，用電信息對于用戶來說屬于歷史信息，只能指導(dǎo)繳費，無法合理的安排自己的用電情況。若用戶想及時了解自己的用電情況，只能去表箱查看。而由于大單元地方電力計量表箱是物業(yè)集中管理，業(yè)主無法直接看到電力計量表的數(shù)據(jù)。對于用戶關(guān)心的階梯電價的設(shè)置情況，更是只能通過去供電公司營業(yè)廳去查詢。因此，目前通過人工的方式來獲取用電信息的方法不僅繁瑣不便，而且無法實時提供，用戶無法實時根據(jù)用電實際情況調(diào)整自己的用電計劃。

綜上所述，如何提供一種兼具智能電力計量表與智能微型斷路器功能，實時計量電力數(shù)據(jù)并雙向傳輸，且能根據(jù)電網(wǎng)實時參數(shù)主動保護分閘并現(xiàn)場、遠程報警，故障解除后在符合相關(guān)規(guī)范的前提下自動或根據(jù)遠程命令合閘，同時具有電能質(zhì)量監(jiān)測和遠程升級等功能，成為本領(lǐng)域亟待解決的一項技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種一體化智能電能表及電力計量與控制保護系統(tǒng)，實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的計量，且能根據(jù)電網(wǎng)實時參數(shù)主動保護分閘和在故障解除后自動或根據(jù)遠程命令合閘，并能實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)和控制信號的實時雙向傳輸。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一體化智能電能表，包括：計量檢測模塊、線路保護模塊、主控模塊和電源模塊。

本發(fā)明的一體化智能電能表，通過在智能電力計量表上集成線路保護模塊，實現(xiàn)了電能表的安全、自動分合閘操作，避免了傳統(tǒng)的保護開關(guān)斷開后無法自動合閘需要人工操作的步驟，提高了智能化程度。另一方面，通過在通信單元前設(shè)置加密單元，實現(xiàn)了通信內(nèi)容的加密傳輸，從而提高了智能電能表的安全性，使之能接入公用網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了電能表與用戶之間的直接數(shù)據(jù)交互，克服了傳統(tǒng)的電能表僅由供電公司接收數(shù)據(jù)的缺陷。

另一方面，本發(fā)明的電力計量與控制保護系統(tǒng)，將上述智能電能表通過電力線通信接入基于云計算的互聯(lián)網(wǎng)，在不改變用戶習(xí)慣的情況下，方便用戶與供電管理部門及時了解掌握用電信息，進而合理用電、管電，最終實現(xiàn)節(jié)約用電；同時可建立和進一步完善用電統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)范圍，將用戶供電線路的潮流數(shù)據(jù)納入其中，實現(xiàn)建立智能用電全景潮流分布模型，實時檢測供電線路負荷狀態(tài)，為確保用電安全發(fā)揮更大的作用。此外，通過收集用戶的用電規(guī)劃和虛擬用電的模擬結(jié)果，可以預(yù)測未來用電趨勢，并進行經(jīng)濟和安全性分析，從而徹底改變以往對于用戶用電潮流的感知和分析控制能力不足的局面，為實現(xiàn)智能電網(wǎng)提供重要的技術(shù)支撐。