[发明专利]一种基于北斗/GPS时钟的同步直流电能计量系统

说明书

本发明提供了一种基于北斗/GPS时钟的同步直流电能计量系统，主要包括基于北斗/GPS模块的时钟同步直流集中器、基于北斗/GPS模块的时钟同步直流电能表和直流分流器或者直流互感器；所述系统以时钟同步直流集中器为核心，以多台时钟同步直流电能表作为底层结构，构成同步直流电能计量系统，实现直流配电网台区或者直流充电站的电能计量。本发明实现了精确时钟同步直流电能计量功能，解决了常规计量装置无法同步计量的难题，为需求响应电能计量提供了装置基础，同时也实现了对用户电能表的计量准确度的在线检测功能。

技术领域

本发明涉及电能计量技术领域，尤其涉及电力系统直流电网、直流充电站的电能计量系统，主要提出了一种基于北斗/GPS模块时钟的同步直流电能计量系统。

背景技术

随着电动汽车大力推广应用，直流快速充电站建设已经进入快速期，直流电能计量是保证电动汽车用户充电交易公平、公正的核心环节。目前只在直流充电桩上安装了普通的直流电能表，直流充电站尚未有电能计量系统，对直流计量器具的监控、直流桩计量信息采集带来了非常不利影响。同时，随着直流配电网络系统的建设，非常有必要研究直流电能计量系统，确保直流计量的准确性、可靠性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于北斗/GPS模块时钟的同步直流电能计量系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于北斗/GPS时钟的同步直流电能计量系统，主要包括基于北斗/GPS模块的时钟同步直流集中器、基于北斗/GPS模块的时钟同步直流电能表和直流分流器或者直流互感器；所述系统以时钟同步直流集中器为核心，以多台时钟同步直流电能表作为底层结构，构成同步直流电能计量系统，实现直流配电网台区或者直流充电站的电能计量。

进一步的，所述时钟同步直流集中器、时钟同步直流电能表均配置有北斗/GPS模块，通过北斗/GPS秒脉冲对晶振进行同步驯化，实现电流、电压同步采集，电能的同步计量；以北斗/GPS模块输出的秒脉冲为基准，触发直流电流、直流电压的同步采集、同步计量功能，并按1分钟为最小存储间隔，存储直流电流、电压采样值及电能计量值。

进一步的，所述时钟同步直流电能表以北斗/GPS时钟为基准，通过对每秒直流电能值的累加计算，获得带时标的直流电能值，并按照约定的时刻及时间间隔存储直流电能值或者直流电流、直流电压的瞬时采样值。

进一步的，所述时钟同步直流集中器根据电能采集方案，定时采集其结构下的多个时钟同步直流电能表的电能数据、直流测量数据、事件记录数据，以及特殊事件下的实时电流、电压采样值数据；同时，时钟同步直流集中器具备同步电流电压采集、同步电能计量功能。

进一步的，所述时钟同步直流集中器和时钟同步直流电能表均包括通信部分和计量部分构成，所述时钟同步直流集中器的通信部分包括北斗/GPS模块、上行通信模块、下行通信模块、数据存储模块、数据处理模块，所述北斗/GPS模块主要提供基准时钟信息，包含秒脉冲、分脉冲、B码以及位置信息，所述上行通信模块主要用于与用电信息采集系统主站传输信息，所述下行通信模块主要用于与下行直流电能表的信息通信，所述数据处理模块主要响应主站要求，召测、存储、转发直流电能表各类数据，所述数据存储模块用于存储直流电能表的定期上传、召测的电参数。

进一步的，所述时钟同步直流集中器的计量部分包括晶振驯化模块、直流电流采样模块、直流电压采样模块、信号调理模块、处理芯片、存储模块，所述晶振驯化模块主要通过北斗/GPS模块的秒脉冲信号对晶振信号进行驯化，获得与北斗/GPS时钟同步的晶振信号，该晶振信号用于直流电流取样模块、直流电压取样模块实现同步采样功能；所述直流电流取样模块、电压取样模块均与所述信号调理模块连接，对直流电流、电压的高准确度、同步采样，最终输出数字化的电流、电压信号；以上采样信号作为处理芯片的输入信号，所述处理芯片以接入的同步时钟信号为基准，采用瞬时直流电流、直流电压相乘后累加算法，获得直流同步全波电能值，所述存储模块主要用于存储直流电流、电压的实时采样值，以及带时标的直流电能值。