一种多用户电量精确计量与公用电量分摊方法及系统与流程

本发明涉及供用电系统电能计量领域，特别涉及一种多用户电量精确计量与公用电量分摊方法及系统。

背景技术：

1、工业、农业、企事业、民用和商业等供用电系统经常会涉及到多电力用户电能量以及公用电能量的精确计量和合理分摊问题，传统的解决方案是在各电力用户安装用户电表，在供电电源输出端安装关口电表，关口电表计量的电量(kwh)与各用户电表计量的电量(kwh)之和的差值为公用电量(kwh)，通常公用电量(kwh)按各电力用户的报装容量(kva)所占总容量的比例分摊电量，或者按户数n(当各电力用户用电量差别不大时)平均分摊电量。这种解决方案可能存在电量(kwh)计量不精确(关口电表和各用户电表的计量精度不同，各电表的计量起始时间不一致)和公用电量(kwh)分摊不合理的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种多用户电量精确计量与公用电量分摊方法及系统，其原理是电源关口电表和各用户电表统一精度、同步数据采集、记录和上传计量电量(kwh)，按用户独立消费占全部用户消费总电量的比例分摊公用电量，多用电多分摊、少用电少分摊、不用电不分摊，达到用户电量精确计量和公用电量合理分摊的目的。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种多用户电量精确计量与公用电量分摊方法，其特征在于，包括下列步骤：

4、步骤一、选取用户数n+1个相同精度的计量用电表，其中：一个为电源关口电表，n个用户各一个用户电表。各电表具有同步数据采集、记录和上传计量电量(kwh)的功能(1)。

5、步骤二、在配电变压器低压侧n个用户的公共电源端安装电源关口电表w，通过线路将电能量传输到负荷中心的配电设备，配电设备连接和分配电能给各用户负荷及公用负荷，并进行电能质量及能效改善处理(2)。

6、步骤三、在负荷中心的配电设备开关控制各用户负荷和公用负荷，并在各用户支路分别独立安装用户电表wi,i＝1,2,...,n(3)。

7、步骤四、计算公用电量δw(kwh)和公用电量分摊比ki,i＝1,2,...,n,其中：δw＝w-∑wi,i＝1,2,...,n；ki＝wi/∑wi,i＝1,2,...,n。计算公式如式(1)所示(4)。

8、

9、

10、i＝1,2,...,12

11、步骤五、计算各用户的公用分摊电量δwi(kwh)和实际电量ai(kwh),i＝1,2,...,n，其中：δwi＝kiδw,i＝1,2,...,n；ai＝wi+kiδw,i＝1,2,...,n。计算公式如式(2)所示(5)。

12、δwi＝kiδw,i＝1,2,...,n

13、ai＝wi+kiδw,i＝1,2,...,n    (2)

14、步骤六、将关口电表计量的月电量aj(kwh)和各用户的实际月电量aji(kwh),i＝1,2,...,n,按月j定时或召唤发送到用电管理中心，j＝1,2,...,12,用于用电管理和用户电费扣除，其中：aj＝∑aji,i＝1,2,...,n,j＝1,2,...,12。计算公式如式(3)所示(6)。

15、aji＝wji+δwji

16、

17、

18、i＝1,2,...,n

19、j＝1,2,...,12

20、在上述的一种多用户电量精确计量与公用电量分摊方法，步骤一、选取用户数n+1个高精度电能量计量表，其中：一个为电源关口电表，n个用户各一个用户电表(1)，具体包括：

21、a.高精度电能量计量表包括：接入配电变压器低压侧出口，多用户公共电能传输线路入口端安装的关口电表和各用户独立供电支路与该负荷之间安装的用户电表；

22、b.关口电表和用户电表采用当地供电部门认可的同一电能量计量精度等级、同时对标、同步计量、具有电能量数据保存和数据通信接口功能的电表。

23、c.在不同供电方式下，关口电表和用户电表采用不同的接线方式计量：

24、①三相四线制采用三表法接线方式计量：常规电表接法，注意电压和电流的互感器的变比、量程和二次绕组的同名端，不能选错或接反。

25、②三相三线制采用两表法接线方式计量：常规电表接法，注意电压和电流的互感器的变比、量程和二次绕组的同名端，不能选错或接反。

26、③单相两线制采用单表法接线方式计量：常规电表接法，注意电压和电流的互感器的变比、量程和二次绕组的同名端，不能选错或接反。

27、在上述的一种多用户电量精确计量与公用电量分摊方法，步骤二、在配电变压器低压侧n个用户的公共电源端安装电源关口电表w，通过线路将电能量传输到负荷中心的配电设备，配电设备连接和分配电能给各用户负荷及公用负荷，并进行电能质量及能效改善处理(2)中，具体包括：

28、所述配电变压器包括公用配电变压器和专用配电变压器。配电变压器的供电方式包括三相四线制、三相三线制和单相两线制。

29、所述单相两线制包括相电压供电方式、线电压供电方式和2倍相电压三相转单相专用配电变压器供电方式。

30、所述单相两线制2倍相电压三相转单相专用配电变压器供电方式的配电变压器低压侧y形接法的三个绕组，中线点解开，三个绕组按两个同名端一个异名端的顺序串联连接，首尾输出2倍相电压作为供电电压。

31、所述配电设备包括汇流母线、动态调压设备、动态无功补偿设备、谐波治理设备和负荷开关。最简配电设备为汇流母线和负荷开关。

32、所述汇流母线为各负荷获取电能的公共导体。

33、所述动态调压设备用于维持负荷端电压在额定电压附近，满足国家标准关于电压质量的要求。

34、所述配电设备动态无功补偿设备用于补偿感性负荷无功补偿，维持系统功率因数，满足国家对电力用户关于供用电系统功率因数的要求。

35、所述谐波治理设备用于治理非线性负荷，引起的谐波对电网和相邻电力用户的谐波污染，使谐波含量，满足国家标准关于谐波含量的限制要求。

36、在上述的一种多用户电量精确计量与公用电量分摊方法，步骤四、计算公用电量δw(kwh)和公用电量分摊比ki,i＝1,2,...,n,其中：δw＝w-∑wi,i＝1,2,...,n；ki＝wi/∑wi,i＝1,2,...,n(4)，具体包括：

37、a.公用电量δw是指n个用户的共同消耗的电能量(kwh)，包括公用的线路损耗、配电设备损耗和公用负荷损耗，例如：照明、通风、空调等。

38、b.公用电量分摊比ki是指第i个用户所独立消耗的电能量，在n个用户所独立消耗的电能量总量中所占比例。

39、在上述的一种多用户电量精确计量与公用电量分摊方法，步骤五、计算各用户的公用分摊电量δwi(kwh)和实际电量ai(kwh),i＝1,2,...,n，其中：δwi＝kiδw,i＝1,2,...,n；ai＝wi+kiδw,i＝1,2,...,n(5)，具体包括：

40、a.用户公用分摊电量δwi是指第i个用户所分摊的公用电能量(kwh)，i＝1,2,...,n，包括公用的线路损耗、配电设备损耗和公用负荷损耗，例如：照明、通风、空调等，按公用电量分摊比ki分摊到第i个用户名下的电能量(kwh)，i＝1,2,...,n。

41、b.用户实际电量ai是指第i个用户在指定时间段内所消耗的总电能量(kwh)，包括第i个用户所独立消耗的电能量和所分摊的公用电能量之和，i＝1,2,...,n。

42、c.用户公用分摊电量δwi和用户实际电量ai的计算时间段是根据供电部门或用电管理部门与用户签订的协议，或以日历月为单位指定计算指定时间段，例如：关口电表w计量2024年1月1日至1月31日的电能量a(kwh)是n个用户在2024年1月1日至1月31日期间消耗的电能量总和。一般按月计量，第j个月关口电表w计量的电能量为aj，第i个用户第j个月用户电表wi计量的电能量为aji,aj(kwh)＝∑aji,j＝1,2,...,12；i＝1,2,...,n。

43、一种多用户电量精确计量与公用电量分摊系统，其特征在于，包括配电变压器(10)、线路(20)、配电设备(30)、用户支路及负荷(40)、公用负荷支路及负荷(50)以及数据采集、计算和通信控制器(60)；

44、在上述的一种多用户电量精确计量与公用电量分摊系统中，配电变压器(10)包括公用变压器、专用变压器和计量负荷中心或集中供电的电力用户所消费的电能量的关口电表，具体情形如下：

45、a.公用变压器：通过多条线路分别向多个负荷中心供电；

46、b.专用变压器：通过一条线路向一个负荷中心或集中供电的电力用户供电；

47、c.配电变压器的供电方式：三相四相制、三相三相制和单相两线制。单相两线制分两种情形：

48、(1)相电压220v供电：a相电压uan，b相电压ubn，c相电压ucn

49、(2)线电压380v(400v)供电：ab相电压uab，bc相电压ubc，ca相电压uca。

50、在上述的一种多用户电量精确计量与公用电量分摊系统中，线路(20)的敷设方式与配电变压器的供电方式一致，包括三相四相制、三相三相制和单相两线制。

51、在上述的一种多用户电量精确计量与公用电量分摊系统中，配电设备(30)是连接供电线路和用户负荷的电能分配设备，包括满足用户电压质量和节能需求的动态调压设备和无功补偿设备、给不同用户负荷分配电能的开关设备。最简配电设备(30)是连接供电线路和用户负荷的汇流母线和给不同用户负荷分配电能的开关设备。

52、在上述的一种多用户电量精确计量与公用电量分摊系统中，用户支路及负荷(40)包括单独给用户提供电能的线路、用户电表和用户负荷。用户电表根据用户的供电方式和电压等级配置。用户负荷不得超过设计容量的限制，超过限制必须向供电部门报备增容。

53、在上述的一种多用户电量精确计量与公用电量分摊系统中，公用负荷支路及负荷(50)包括多用户公用负荷的供电线路和负荷，即：线路、照明、通风、空调、电梯等设备。

54、在上述的一种多用户电量精确计量与公用电量分摊系统中，数据采集、计算和通信控制器(60)包括同步模拟量数据采集单元、通信数据传输单元、高性能微处理器(arm嵌入式系统及linux操作系统)、随机存储单元以及计算和通信控制软件。数据采集、计算和通信控制器(60)与配电设备的用户开关控制系统结合在一起，实现各用户的电能计量(包括收费)、电能分配、计划用电和安全用电的控制等功能。

55、本发明具有下列技术特点和优越性：

56、1.统一供电关口电表和各用户电表的计量精度、计量电量起始时刻、记录和上传计量电量，达到精确计量和准确计算供电电量和用电电量的目的。

57、2.按用户独立消费电量占全部用户消费总电量的比例分摊公用电量，多用电多分摊、少用电少分摊、不用电不分摊，达到公用电量公平合理分摊的目的。

58、综上所述，与现有技术相比，本发明具有供电电量和用电电量计量精度高，公用电量分摊公平合理，适用于多用户用电管理数字化、信息化和智能化的场景。