本實(shí)用新型屬于電力負(fù)荷控制與計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有直接負(fù)荷控制功能的負(fù)控電能表。

背景技術(shù)：

直接負(fù)荷控制是一種簡(jiǎn)單和實(shí)用的需求管理手段，其是指在系統(tǒng)高峰時(shí)段由直接負(fù)荷控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過遠(yuǎn)端控制裝置循環(huán)控制用戶具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備，以在不影響用戶的使用體驗(yàn)的前提下實(shí)現(xiàn)削減負(fù)荷的目的。智能電表除了常用的電度計(jì)量外，還應(yīng)具有配電網(wǎng)的運(yùn)行控制的功能。隨著智能家居的不斷發(fā)展，通過電表實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的遠(yuǎn)程控制及用戶控制已成為技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。具有直接負(fù)荷控制功能的負(fù)控電能表，可有效地提高能源供應(yīng)商和最終用戶能源效率的潛力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型提供一種具有直接負(fù)荷控制功能的負(fù)控電能表，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種具有直接負(fù)荷控制功能的負(fù)控電能表，包括電源、所述電源分別連接直接負(fù)荷控制出口和模擬量采集模塊，所述模擬量采集模塊依次連接計(jì)量模塊和主控芯片，所述主控芯片分別連接存儲(chǔ)控制模塊、通信模塊、人機(jī)交互模塊和直接負(fù)荷控制出口；所述直接負(fù)荷控制出口和計(jì)量模塊與用電設(shè)備相連；所述直接負(fù)荷控制出口由控制各種用電設(shè)備的繼電器組 成，繼電器的開斷由主控芯片控制。主控芯片輸出的結(jié)果通過控制直接負(fù)荷控制出口的相應(yīng)繼電器達(dá)到直接負(fù)荷控制的目的。

所述直接負(fù)荷控制出口根據(jù)用電設(shè)備是否具有儲(chǔ)能功能，將輸出接口分為兩路，其中一路用來控制具有儲(chǔ)能功能用電設(shè)備的工作狀態(tài)。所述負(fù)荷控制通過周期性的關(guān)斷用戶具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備，在不影響用戶體驗(yàn)的前提下達(dá)到直接負(fù)荷控制的目的。

所述人機(jī)交互模塊包括顯示屏和控制按鍵。

所述存儲(chǔ)控制模塊為RAM存儲(chǔ)器，主要存儲(chǔ)負(fù)荷控制過程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)，比如說直接負(fù)荷控制出口中每一個(gè)繼電器的狀態(tài)及歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)，調(diào)度下放的控制信號(hào)及歷史控制信號(hào)。

所述通信模塊包括JTAG接口、GPRS通信和串口通信，接收直接負(fù)荷控制的命令。通信模塊主要分為三部分，一個(gè)是主控芯片的調(diào)試通信JTAG，一個(gè)GPRS通信用于接收直接負(fù)荷控制的命令。

所述GPRS通信使用公共通信網(wǎng)絡(luò)。

所述計(jì)量模塊的芯片型號(hào)為ADE7878，精度高。

所述通信模塊與調(diào)度部門能量管理中心相連，調(diào)度部門能量管理中心用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電設(shè)備的用電負(fù)載大小。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型以在不影響用戶使用體驗(yàn)的前提下實(shí)現(xiàn)削減負(fù)荷的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)部分帶有儲(chǔ)能功能的可短時(shí)中斷供電而不影響用戶體驗(yàn)的用電設(shè)備的循環(huán)控制。該智能電表經(jīng)過實(shí)際測(cè)試使用，除能將準(zhǔn)確地能耗數(shù)據(jù)反饋 給電能供應(yīng)商及用戶，還能靈敏地完成直接負(fù)荷控制的指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷的控制。該電表的推廣使用不僅能產(chǎn)生直接的節(jié)能效果，還有助于大電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)削峰填谷的需求側(cè)管理。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的模塊框圖；

圖2是本實(shí)用新型控制方法的時(shí)間示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，一種具有直接負(fù)荷控制功能的負(fù)控電能表，包括電源、所述電源分別連接直接負(fù)荷控制出口和模擬量采集模塊，所述模擬量采集模塊依次連接計(jì)量模塊和主控芯片，所述主控芯片分別連接存儲(chǔ)控制模塊、通信模塊、人機(jī)交互模塊和直接負(fù)荷控制出口，所述通信模塊與調(diào)度部門能量管理中心相連；所述直接負(fù)荷控制出口和計(jì)量模塊與用電設(shè)備相連；所述直接負(fù)荷控制出口由控制各種用電設(shè)備的繼電器組成，繼電器的開斷由主控芯片控制。主控芯片輸出的結(jié)果通過控制直接負(fù)荷控制出口的相應(yīng)繼電器達(dá)到直接負(fù)荷控制的目的。

所述直接負(fù)荷控制出口根據(jù)用電設(shè)備是否具有儲(chǔ)能功能，將輸出接口分為兩路，其中一路用來控制具有儲(chǔ)能功能用電設(shè)備的工作狀態(tài)。所述負(fù)荷控制通過周期性的關(guān)斷用戶具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備，在不影響用戶體驗(yàn)的前提下達(dá)到直接負(fù)荷控制的目的。

所述人機(jī)交互模塊包括顯示屏和控制按鍵。

所述存儲(chǔ)控制模塊為RAM存儲(chǔ)器，主要存儲(chǔ)負(fù)荷控制過程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)，比如說直接負(fù)荷控制出口中每一個(gè)繼電器的狀態(tài)及歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)，調(diào)度下放的控制信號(hào)及歷史控制信號(hào)。

所述通信模塊包括JTAG接口、GPRS通信和串口通信，接收直接負(fù)荷控制的命令。通信模塊主要分為三部分，一個(gè)是主控芯片的調(diào)試通信JTAG，一個(gè)GPRS通信用于接收直接負(fù)荷控制的命令。

所述GPRS通信使用公共通信網(wǎng)絡(luò)。

所述計(jì)量模塊的芯片型號(hào)為ADE7878，精度高。

所述通信模塊與調(diào)度部門能量管理中心相連，調(diào)度部門能量管理中心用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電設(shè)備的用電負(fù)載大小。

一種具有直接負(fù)荷控制功能的負(fù)控電能表的控制方法，通過周期性的關(guān)斷具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備，具體包括以下步驟：

步驟一、確定輪控一個(gè)周期的時(shí)間為t，即在時(shí)間t的時(shí)間段，參與直接負(fù)荷控制容量的所有具有儲(chǔ)能功能用電設(shè)備均參與一次負(fù)控操作，繼續(xù)下一個(gè)周期的輪控；

步驟二、將可控總?cè)萘糠譃閚組，每組具有儲(chǔ)能功能用電設(shè)備在一個(gè)周期內(nèi)需要輪控關(guān)停的時(shí)間為τ，則_τ＝t/n小時(shí)；

步驟三、通過直接負(fù)荷控制出口有序的控制用戶中具有儲(chǔ)能功能用電設(shè)備，達(dá)到負(fù)荷控制的目的。

實(shí)施例

如圖2所示，周期性控制的負(fù)荷主要對(duì)象為具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備， 例如電冰箱、電熱水器等。通過對(duì)具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備的調(diào)查分析，在一小時(shí)用電高峰時(shí)間段內(nèi)，如果負(fù)荷控制時(shí)間設(shè)置10～15分鐘，則不影響儲(chǔ)能設(shè)備的工作目的，不影響用戶的體驗(yàn)。

本實(shí)用新型具有直接負(fù)荷控制功能的負(fù)控電能表的控制方法，首先將可控總?cè)萘糠譃閚組，每組儲(chǔ)能負(fù)荷在一個(gè)周期內(nèi)需要輪控關(guān)停的時(shí)間為τ，則τ＝1/n小時(shí)。

圖2中以一天中19:00～21:00之間用電高峰時(shí)間段為例，將可控總?cè)萘考淳哂袃?chǔ)能功能的用電設(shè)備分為6組，則處于“開啟”狀態(tài)(虛線框)與“關(guān)?！睜顟B(tài)(實(shí)線框)單元格的時(shí)間τ為10min。由此可知，每組具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備在每個(gè)周期中有10min的時(shí)間處于關(guān)停狀態(tài)，而又能保證每組具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備在前后2個(gè)周期之間的關(guān)停時(shí)間間隔都為1小時(shí)，保證了每組具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備在兩次關(guān)停之間能夠有充足的“充能”時(shí)間。如其中一組具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備為電冰箱，一組具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備為電熱水器，剩余4組為其它具有儲(chǔ)能功能的用電設(shè)備，第一周期為19:00～20:00，第二周期為20:00～21:00，其中19:00～19:10和20:00～20:10電冰箱關(guān)停，兩次關(guān)停之間有一個(gè)小時(shí)的“充能”時(shí)間，保證用戶的電冰箱能夠正常使用；其中19:10～19:20和20:10～20:20電熱水器關(guān)停，兩次關(guān)停之間有一個(gè)小時(shí)的“充能”時(shí)間，保證用戶的電熱水器能夠正常使用。

本實(shí)用新型調(diào)度部門能量管理中心通過的通信模塊的JTAG接口調(diào)試，在一天中10:00～12:00和19:00～21:00的兩個(gè)用電高峰時(shí)段分別向電表發(fā)送300條控制命令，測(cè)試發(fā)送信息到動(dòng)作跳閘的通信延時(shí)，結(jié)果如表1所示。根據(jù)表1數(shù)據(jù)可得，控制信號(hào)發(fā)送到執(zhí)行平均時(shí)間在5秒左右，相對(duì) 于控制周期的10min可以忽略不計(jì)。所以，電表控制信號(hào)的通信延時(shí)可以滿足直接負(fù)荷控制的要求。

表1

表2所示是對(duì)電表精度的測(cè)試數(shù)據(jù)。根據(jù)表2的功率相對(duì)誤差可以看出，最大相對(duì)誤差為0.18％，顯然比0.5％小的多，說明該電表能到達(dá)到比較高的精度，符合國家的標(biāo)準(zhǔn)。

表2

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。