专利名称：一种适用于智能电网的居民用户智能电表系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及智能家居、智能电表和智能电网领域，尤其涉及适用于智能电网的居民用户智能电表系统。
背景技术：
在智能电网时代，借助先进的信息通信技术，根据调度需求进行负荷响应成为可能，可以解决清洁能源大规模接入电网，电力用户的所有负荷特别是弹性负荷不再是随机地投入电网，而是有组织、有计划地投入电网。参见殷树刚，苗文静，拜克明(Yin Shugang, Miao Wenjing, Bai Kerning).著准实时电价策略探析(Discussion of quasi real-time price strategy).电力需求侧管理(Power DSM), 2011,13 (I) :20_23。这就要求供电部门和居民用户之间实现信息互动，让电力用户主动参与到电力市场及电力服务中，实现电力负荷的削峰填谷，以提高供电质量和供电可靠性。由于居民用户数量众多，用户负荷中40% 为弹性负荷，用电时间选择余量大；而且，随着分布式电源的发展，分布式电源将深入千家万户，因此，根据现行的阶梯电价和分时电价，可以使居民在低谷用电，减少高峰用电，并鼓励居民用户接入分布式发电与储能设备参与削峰填谷。要求居民根据阶梯电价和分时电价情况做出对家用电器的最优投入运行决策。若该决策由人工制定，则需要用户投入较大的工作量，无法实现。要求由智能电表做出对家电和分布式电源控制的智能决策，传统智能电表至多能实现双向计量功能，不具有智能决策功能。因此，设计根据阶梯电价和分时电价实现对家用电器进行智能控制的智能电表具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服传统智能电表无法根据阶梯电价和分时电价对家居用户进行计费；无法根据阶梯电价和分时电价情况实现对家电的智能控制，使电费支出最低； 无法根据阶梯电价和分时电价情况实现对分布式电源的智能控制，使其收益最高的问题， 本发明提供一种适用于智能电网的居民用户智能电表系统，实现电力负荷的削峰填谷，提高供电质量和供电可靠性。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种适用于智能电网的居民用户智能电表系统，在每户居民的家居中装设一台具有双向计量功能的智能电表，在每台可控家电和用户开关处均装设一台控制终端，在每台分布式电源处均装设一台分布式电源接入装置，智能电表与控制终端和分布式电源接入装置通过PLC通讯网络互连，智能电表还与可控家电连接；智能电表与主站通过以太网互联， 与主站的高级测量体系AMI进行信息交互，并对控制终端和分布式电源接入装置进行控制，监视用户开关状态。所述智能电表包括主控模块、数据处理模块、计量模块、电气量输入模块、触摸屏模块、存储模块、实时时钟模块、以太网模块、PLC通讯模块和RS232/485模块；主控模块主要负责通讯和人机接口，实现触摸屏的输入和输出、历史数据的存储、月电量冻结、以太网通讯、PLC通讯、RS232/485通讯和实时时钟输入，实时时钟模块实现万年历实时时钟输入； 数据处理模块负责电能计量、电费计算、电流和电压电气量的数据采集、数字滤波和电压有效值、电流有效值、功率因数、有功功率和无功功率计算；根据阶梯电价、分时电价、可控家电和分布式电源状况，制定可控家电和分布式电源的最优工作时间段决策；根据当前电气参数制定对家用电器的保护决策；将决策结果发送给主控模块，由主控模块实现对家用电器的最优控制。所述主控模块采用MCF5272芯片，数据处理模块采用DSP芯片和大规模现场可编程逻辑阵列FPGA，DSP芯片与MCF5272芯片间通过DMA通信；模拟电压和电流信号经过模拟输入变压器或飞电容转换，然后滤波，再经过一个8选1CM0S多路转换器选择，多路转换器的输出由电压跟随放大器驱动，送入高速16位Α/D转换器转换为数字量，Α/D的输出以串行数据流的形式送入DSP进行处理，每周波采样128个点。所述控制终端采用片上系统MC13213，该终端通过PLC通讯接收到控制器的通断电源命令后，通过输出驱动电路MC1413控制电磁继电器，控制可控家电通断电源；电磁继电器的状态通过光电隔离器后送至MC13213，实现对可控家电的通断电源状态监测；家电的温度测量采用数字温度传感器DS18B20，通过串行数据流送入MC13213进行处理。所述智能电表且支持阶梯电价、分时电价和月电量冻结，根据阶梯电价和分时电价信息以及用户的用电信息，对居民用户进行用电电费计算。所述智能电表从主站获取阶梯电价、分时电价、家电类型、家电运行时间、居民对家电运行状态的期望值、环境温度条件，计算当日各时间段家电运行的电费支出，取电费支出最低的时间段作为家电运行的时间段，由智能电表通过PLC通讯方式向家电处的控制终端发送投入命令，实现对家电的运行费用最低控制。所述智能电表根据从主站获取的阶梯电价、分时电价、度电补贴、分布式电源运行成本和分布式电源的发电量计算分布式电源投入运行的盈亏；若盈亏值大于0，且分布式电源满足接入点的最大容许容量限制，则由智能电表通过PLC通讯方式向相应分布式电源的接入装置发送投入命令，使相应的分布式电源投入运行；若盈亏值小于0，则使分布式电源停止运行。所述家电在各时间段的运行电费支出；
权利要求
1.一种适用于智能电网的居民用户智能电表系统，其特征是，在每户居民的家居中装设一台具有双向计量功能的智能电表，在每台可控家电和用户开关处均装设一台控制终端，在每台分布式电源处均装设一台分布式电源接入装置，智能电表与控制终端和分布式电源接入装置通过PLC通讯网络互连，智能电表还与可控家电连接；智能电表与主站通过以太网互联，与主站的高级测量体系AMI进行信息交互，并对控制终端和分布式电源接入装置进行控制，监视用户开关状态。
2.如权利要求I所述的适用于智能电网的居民用户智能电表系统，其特征是，所述智能电表包括主控模块、数据处理模块、计量模块、电气量输入模块、触摸屏模块、存储模块、 实时时钟模块、以太网模块、PLC通讯模块和RS232/485模块；主控模块主要负责通讯和人机接口，实现触摸屏的输入和输出、历史数据的存储、月电量冻结、以太网通讯、PLC通讯、 RS232/485通讯和实时时钟输入，实时时钟模块实现万年历实时时钟输入；数据处理模块负责电能计量、电费计算、电流和电压电气量的数据采集、数字滤波和电压有效值、电流有效值、功率因数、有功功率和无功功率计算；根据阶梯电价、分时电价、可控家电和分布式电源状况，制定可控家电和分布式电源的最优工作时间段决策；根据当前电气参数制定对家用电器的保护决策；将决策结果发送给主控模块，由主控模块实现对家用电器的最优控制。
3.如权利要求2所述的适用于智能电网的居民用户智能电表系统，其特征是，所述主控模块采用MCF5272芯片，数据处理模块采用DSP芯片和大规模现场可编程逻辑阵列FPGA， DSP芯片与MCF5272芯片间通过DMA通信；模拟电压和电流信号经过模拟输入变压器或飞电容转换，然后滤波，再经过一个8选1CM0S多路转换器选择，多路转换器的输出由电压跟随放大器驱动，送入高速16位Α/D转换器转换为数字量，Α/D的输出以串行数据流的形式送入DSP进行处理，每周波采样128个点。
4.如权利要求I所述的适用于智能电网的居民用户智能电表系统，其特征是，所述控制终端采用片上系统MC13213，该终端通过PLC通讯接收到控制器的通断电源命令后，通过输出驱动电路MC1413控制电磁继电器，控制可控家电通断电源；电磁继电器的状态通过光电隔离器后送至MC13213，实现对可控家电的通断电源状态监测；家电的温度测量采用数字温度传感器DS18B20，通过串行数据流送入MC13213进行处理。
5.如权利要求I所述的适用于智能电网的居民用户智能电表系统，其特征是，所述智能电表且支持阶梯电价、分时电价和月电量冻结，根据阶梯电价和分时电价信息以及用户的用电信息，对居民用户进行用电电费计算。
6.如权利要求I所述的适用于智能电网的居民用户智能电表系统，其特征是，所述智能电表从主站获取阶梯电价、分时电价、家电类型、家电运行时间、居民对家电运行状态的期望值、环境温度条件，计算当日各时间段家电运行的电费支出，取电费支出最低的时间段作为家电运行的时间段，由智能电表通过PLC通讯方式向家电处的控制终端发送投入命令，实现对家电的运行费用最低控制。
7.如权利要求I所述的适用于智能电网的居民用户智能电表系统，其特征是，所述智能电表根据从主站获取的阶梯电价、分时电价、度电补贴、分布式电源运行成本和分布式电源的发电量计算分布式电源投入运行的盈亏；若盈亏值大于0，且分布式电源满足接入点的最大容许容量限制，则由智能电表通过PLC通讯方式向相应分布式电源的接入装置发送投入命令，使相应的分布式电源投入运行；若盈亏值小于0，则使分布式电源停止运行。
8.如权利要求6所述的适用于智能电网的居民用户智能电表系统，其特征是，所述家电在各时间段的运行电费支出；
9.如权利要求7所述的适用于智能电网的居民用户智能电表系统，其特征是，分布式电源投入运行的盈亏
10.如权利要求6或7所述的适用于智能电网的居民用户智能电表系统，其特征是，对于阶梯电价和分时电价，采用如下公式进行电费计算
全文摘要
本发明公开了一种适用于智能电网的居民用户智能电表系统。它是一种适用于智能电网的居民用户智能电表系统，它在每户居民的家居中装设一台智能电表，每台可控家电和用户开关处均装设一台控制终端，在每台分布式电源处均装设一台分布式电源接入装置；智能电表与各控制终端和分布式电源接入装置间通过PLC通讯网络互连，智能电表与主站的高级测量体系AMI进行信息交互。适用于实行阶梯电价和分时电价的居民用户，以用户电费支出最少为目标，对居民用户家电和分布式电源进行智能控制，实现电力负荷的削峰填谷，提高供电质量和供电可靠性。
文档编号G05B19/418GK102591276SQ20121001577
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者刘新允, 华臻, 孙静, 庞清乐, 张勇, 王永强 申请人:山东工商学院