CN112129995B - 一种可再生能源电力生产和消纳量计量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可再生能源电力生产和消纳量计量方法及系统，基于2个计量模块，依据当前可再生能源发电和负荷情况，判断当前智能电表是否需要改变当前工作模式；实时计量可再生能源发电和消纳情况，并按需更新智能电表当前的工作模式。本发明能够基于智能电表，在电网、可再生能源发电、用户负载三者之间复杂的供用电关系中，实现对可再生能源电网供电量、可再生能源消纳量的实时、准确计量。

Description

一种可再生能源电力生产和消纳量计量方法及系统

技术领域

本发明属于电力自动化领域，尤其涉及一种可再生能源电力生产和消纳量计量方法及系统。

背景技术

发展可再生能源是世界能源行业的发展趋势。为了促进可再生能源的生产和消纳，国外普遍实施了可再生能源发电补贴、可再生能源配额制；国内则在可再生能源发电补贴的基础上，在用户侧还实施了可再生能源电力消纳保障机制，例如，2019年发布的《建立健全可再生能源电力消纳保障机制的通知》(发改能源〔2019〕807号)，2020年发布的《各省级行政区域2020年可再生能源电力消纳责任权重的通知》(发改能源[2020]767号)等。所有以上政策的实施，都依赖于对可再生能源电力的生产量和消纳量的准确计量。要对可再生能源电力的生产量和消纳量进行准确计量，就需要通过(智能)电表为每一个可再生能源电力的生产方和消纳方进行计量。

然而可再生能源电力的生产和消纳过程是复杂的，突出体现在以下几方面：1)对于可再生能源发电，其生产出来的电量可能有多个用途，包括自发自用、上网供电。2)对于可再生能源消纳，可能是电力用户使用的全部是自己所发出的可再生能源电力，也可能从电网上消纳了一部分可再生能源，但同时也可能包含了部分非可再生能源(例如火电、气电)。3)在可再生能源和传统化石能源发电全都上网的情况下，对于每一个单独的电力用户，并不能直接从物理上判别连接电网上所使用的究竟哪些是可再生能源、哪些是非可再生能源。

中国专利公开第CN 103645363 A号提供了一种双向计量三相智能电能表，能够对市网供电量和分布式能源发电中上网电量部分分别进行双向计量，从而支持“上网电价，统购统销”和“净电量”政策的实施。可是当前可再生能源电力消纳保障机制政策的实施，还要求准确计量用户的可再生能源消纳量，该专利申请无法提供。

论文“可再生能源电力消纳配额核算和履约交易模式探讨”(《中国电力企业管理》杂志2019年第12期)探讨了对用户侧可再生能源消纳量的核算，实际主要是根据合同交易等相关市场交易的结果，来倒推用户所消纳的可再生能源，其不足之处在于：对于用户自发自用的分布式能源缺乏统计；统计结果最终要等到电费结算才能提供给用户，起不到实时提醒用户和跟踪消纳情况的作用。

在电网、可再生能源发电、某一个用户负载三者之间的供用电关系中，在任一时段内，主要分为6种类型：1)电力用户未用电，可再生能源也没有发电。2)电网直接给用户负载供电，可再生能源不发电。3)可再生能源发电给电力用户使用，但功率不足，不足部分由电网提供。即电网和可再生能源同时给该电力用户供电。4)可再生能源单独给电力用户供电，既不使用电网电力，也不向电网提供可再生能源电力。5)电力用户未用电，可再生能源发电全部提供给电网。6)可再生能源发电，提供给电力用户使用，同时剩余的电力提供给电网。针对以上6种情况，现有技术中，不能够同时实现对可再生能源电力生产量、消纳量、上网供电量的实时、准确计量。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种可再生能源电力生产和消纳量计量方法及系统，该方法能够基于智能电表，在电网、可再生能源发电、用户负载三者之间复杂的供用电关系中，实现对可再生能源电网供电量、可再生能源消纳量的实时、准确计量。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种可再生能源电力生产和消纳量计量方法，所述方法包括以下步骤：

S1、智能电表初始化；

S2、读取智能电表当前的工作模式，判断是否需要改变当前工作模式；如果不需要改变，则判断当前计量值更新周期是否已超期；

S3、如果当前工作模式需要改变，或者当前工作模式不需要改变但当前计量值更新周期已超期，则根据智能电表当前的工作模式，更新计量值，并根据当前发电和负荷情况，选择并更新智能电表当前的工作模式；

S4、智能电表进入睡眠模式，若睡眠周期超期或睡眠期间发生唤醒事件，则进入步骤S2。

优选地，所述智能电表初始化，包括：

设置睡眠周期T、计量值更新周期T₀、上次更新电量值时间T₁的初始值；设置工作模式M初始值、设置本地再生能源发电量G、提供给电网的电量G_P和本地消纳的电量G_C的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置电网供电总量D、可再生能源电量D_C和化石能源电量D_F的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置本地可再生能源电力消纳量计量值C：默认初始设置为0；其中，G＝G_P+G_C，D＝D_C+D_F，C＝G_C+D_C，1≤M≤6，且M为整数。

优选地，所述读取智能电表当前的工作模式，判断是否需要改变当前工作模式，包括：

读取M值，确定当前的工作模式；根据所测量的用户负荷功率P_D和本地可再生能源发电功率P_C，判断应该选择的供电模式M₁，比较M和M₁的值，如果两者相等，则不需要改变工作模式。

优选地，智能电表具有6种工作模式，具体为：

模式1：电力用户未用电，可再生能源未发电，电网未供电；

模式2：电网单独向用户供电模式；

模式3：电网和可再生能源发电共同向用户供电模式；

模式4：电网不供电，当地可再生能源发电单独向用户供电模式；

模式5：用户未用电，当地可再生能源发电单独向电网供电模式；

模式6：当地可再生能源发电向用户供电，同时多余的电力提供给电网模式。

优选地，读取M值，确定当前的工作模式，具体包括：

根据所测量的用户负荷功率P_D和本地可再生能源发电功率P_C，判断应该选择的供电模式M₁：

如果P_D＝0并且P_C＝0，则M₁＝1，此时电力用户未用电，可再生能源未发电，电网未供电；

否则，如果P_C＝0，则M₁＝2，此时可再生能源不发电，电网可单独供电；

否则，如果P_C<P_D，则M₁＝3，此时本地可再生能源在发电，但不足以提供用户服务所需电力，需要和电网共同供电；

否则，如果P_C＝P_D，则M₁＝4，此时本地可再生能源在发电，且发电量刚好可供用户负荷使用，可单独为用户供电；

否则，如果P_D＝0，则M₁＝5，此时该用户未用电，本地可再生能源所发发电量需要全部提供给电网；

否则，M₁＝6，此时本地可再生能源所发电力，除了能够供本地用户使用，余电还能够提供给电网。

优选地，更新计量值时，根据当前工作模式和m₁、m₂的实时值，做以下处理：

如果M＝1，则：D＝D、D_C＝D_C、D_F＝D_F、G＝G、G_P＝G_P、G_C＝G_C、C＝C；

如果M＝2，则：D＝D+m₂、D_C＝D_C+m₂*R_T、D_F＝D_F+m₂*(1-R_T)、G＝G、G_P＝G_P、G_C＝G_C、C＝C+m₂*R_T；

如果M＝3，则：D＝D+m₂、D_C＝D_C+m₂*R_T、D_F＝D_F+m₂*(1-R_T)、G＝G+m₁、G_P＝G_P、G_C＝G_C+m₁、C＝C+m₂*R_T+m₁；

如果M＝4，则：D＝D、D_C＝D_C、D_F＝D_F、G＝G+m₁、G_P＝G_P、G_C＝G_C+m₁、C＝C+m₁；

如果M＝5，则：D＝D、D_C＝D_C、D_F＝D_F、G＝G+m₁、G_P＝G_P-m₂、G_C＝G_C、C＝C；

如果M＝6，则：D＝D、D_C＝D_C、D_F＝D_F、G＝G+m₁、G_P＝G_P-m₂、G_C＝G_C+m₁+m₂、C＝C+m₁+m₂。

优选地，所述根据智能电表当前的工作模式，更新计量值，包括：

智能电表包括第一计量模块和第二计量模块，分别对本地可再生能源发电量和电网供电量进行计量，将计量结果作为更新的计量值，并实时获取电网供电电量中可再生能源的比例R_T，实时更新不同时段的R_T值。

优选地，所述发生唤醒事件，包括：

本地可再生能源发电功率P_C或用户负荷功率P_D在采样间隔内的变化率超过设定阈值，或者P_C和P_D的大小关系发生变化时，确定发生了唤醒事件。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种可再生能源电力生产和消纳量计量系统，所述系统包括：

初始化模块，用于智能电表初始化；

判断模块，用于读取智能电表当前的工作模式，判断是否需要改变当前工作模式；如果不需要改变，则判断当前计量值更新周期是否已超期；

更新模块，用于如果当前工作模式需要改变，或者当前工作模式不需要改变但当前计量值更新周期已超期，则根据智能电表当前的工作模式，更新计量值，并根据当前发电和负荷情况，选择并更新智能电表当前的工作模式；

睡眠模块，用于智能电表进入睡眠模式，若睡眠周期超期或睡眠期间发生唤醒事件，则由判断模块重新执行判断操作。

优选地，所述智能电表初始化，包括：

设置睡眠周期T、计量值更新周期T₀、上次更新电量值时间T₁的初始值；设置工作模式M初始值、设置本地再生能源发电量G、提供给电网的电量G_P和本地消纳的电量G_C的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置电网供电总量D、可再生能源电量D_C和化石能源电量D_F的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置本地可再生能源电力消纳量计量值C：默认初始设置为0；其中，G＝G_P+G_C，D＝D_C+D_F，C＝G_C+D_C，1≤M≤6，且M为整数。

优选地，所述读取智能电表当前的工作模式，判断是否需要改变当前工作模式，包括：

读取M值，确定当前的工作模式；根据所测量的用户负荷功率P_D和本地可再生能源发电功率P_C，判断应该选择的供电模式M₁，比较M和M₁的值，如果两者相等，则不需要改变工作模式。

优选地，所述根据智能电表当前的工作模式，更新计量值，包括：

智能电表包括第一计量模块和第二计量模块，分别对本地可再生能源发电量和电网供电量进行计量，将计量结果作为更新的计量值，并实时获取电网供电电量中可再生能源的比例R_T，实时更新不同时段的R_T值。

优选地，所述发生唤醒事件，包括：

本地可再生能源发电功率P_C或用户负荷功率P_D在采样间隔内的变化率超过设定阈值，或者P_C和P_D的大小关系发生变化时，确定发生了唤醒事件。

一种可再生能源电力生产和消纳量计量系统，所述系统包括：处理器以及与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述一种可再生能源电力生产和消纳量计量方法的方法步骤。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明能够基于智能电表，在电网、可再生能源发电、用户负载三者之间复杂的供用电关系中，实现对可再生能源电网供电量、可再生能源消纳量的实时、准确计量。

本发明实现了在一块智能电表中对可再生能源发电量和消纳量的计量，可支持可再生能源消纳保障机制等相关政策的实施。相比于采用2块电表分别计量可再生能源发电量和电网电能使用量的方法，又节约了成本。

本发明具有实时计量可再生能源发电量和消纳量的作用，对用户具有实时提醒和督促的作用，对电力运营和管理部门，也有助于实现相关实时监视、管理职能。

本发明具有广泛的适用性。既可用于发电侧清洁能源电厂的上网电量统计，也可用于具有分布式能源的用户侧“自发自用、余电上网”电量的计量。对于自身没有安装可再生能源发电设施的用户，通过与上级控制系统的通信，也可以实现可再生能源消纳量的实时计量。

本发明扩展性较强。通过与上级控制系统的通信，可以实现可再生能源消纳情况的各类监视、统计功能，同时对于市场规则和相关政策也有较强的适应性。

通过参照以下附图及对本发明的具体实施方式的详细描述，本发明的特征及优点将会变得清楚。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是可再生能源电力生产和消纳量计量方法流程图；

图2是电网供电、可再生能源供电、用户负载之间的6种工作模式示意图；

图3是智能电表的一个结构示意图；

图4是智能电表的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

图1是可再生能源电力生产和消纳量计量方法流程图。如图1所示，本发明提供一种可再生能源电力生产和消纳量计量方法，所述方法包括以下步骤：

S1:智能电表初始化；

本步骤中，所述智能电表初始化，包括：

设置睡眠周期T、计量值更新周期T₀、上次更新电量值时间T₁的初始值；设置工作模式M初始值、设置本地再生能源发电量G、提供给电网的电量G_P和本地消纳的电量G_C的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置电网供电总量D、可再生能源电量D_C和化石能源电量D_F的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置本地可再生能源电力消纳量计量值C：默认初始设置为0；其中，G＝G_P+G_C，D＝D_C+D_F，C＝G_C+D_C，1≤M≤6，且M为整数。

具体地，设置睡眠时间间隔T：根据需要设置预置值，以秒为单位。

设置计量值更新时间间隔T₀：根据需要设置预置值，以秒为单位。

设置上次更新电量值时间T₁：初始值设置为当前初始化的时间。

图2是电网供电、可再生能源供电、用户负载之间的6种工作模式示意图。如图2所示，6种工作模式包括：

模式1：电力用户未用电，可再生能源未发电，电网未供电。

模式2：电网单独向用户供电模式。

模式3：电网和可再生能源发电共同向用户供电模式。

模式4：电网不供电，当地可再生能源发电单独向用户供电模式。

模式5：用户未用电，当地可再生能源发电单独向电网供电模式。

模式6：当地可再生能源发电向用户供电，同时多余的电力提供给电网模式。

设置工作模式M初始值：初始化时设置为1，即电力用户未用电、可再生能源未发电、电网未供电模式。

设置本地开再生能源发电量G、提供给电网的电量G_P和本地消纳的电量G_C的初始计量值：默认初始值都设置为0。其中G＝G_P+G_C。

设置电网供电总量D、可再生能源电量D_C和化石能源电量D_F的初始计量值：默认初始值都设置为0。其中D＝D_C+D_F。电网所供电量包括可再生能源电量和非可再生能源电量。

设置本地可再生能源电力消纳量计量值C：默认初始设置为0。根据前述定义，有：C＝G_C+D_C。

S2:读取智能电表当前的工作模式，判断是否需要改变当前工作模式；如果不需要改变，则判断当前计量值更新周期是否已超期；

本步骤中，读取M值，确定当前的工作模式；根据所测量的用户负荷功率P_D和本地可再生能源发电功率P_C，判断应该选择的供电模式M₁，比较M和M₁的值，如果两者相等，则不需要改变工作模式。

具体地，读取M值，确定当前的工作模式；

根据所测量的用户负荷功率P_D和本地可再生能源发电功率P_C，判断应该选择的供电模式M₁：

如果P_D＝0并且P_C＝0，则M₁＝1，此时即电力用户未用电，可再生能源未发电，电网未供电；

否则，如果P_C＝0，则M₁＝2，此时即可再生能源不发电(例如无风或无光的情况)，电网可单独供电；

否则，如果P_C<P_D，则M₁＝3，此时即本地可再生能源在发电，但不足以提供用户服务所需电力，需要和电网共同供电；

否则，如果P_C＝P_D，则M₁＝4，此时即本地可再生能源在发电，且发电量刚好可供用户负荷使用，可单独为用户供电；

否则，如果P_D＝0，则M₁＝5，此时即该用户未用电，本地可再生能源所发发电量需要全部提供给电网；

否则，M₁＝6，此时即本地可再生能源所发电力，除了可供本地用户使用，余电还可提供给电网。

比较M和M₁的值，如果两者相等，则不需要改变工作模式。

判断当前计量值更新周期是否已超期，包括：

取当前时间t，与T₁比较，如果t-T₁>T₀，则判断为已超过内置的更新计量值周期。

S3:如果当前工作模式需要改变，或者当前工作模式不需要改变但当前计量值更新周期已超期，则根据智能电表当前的工作模式，更新计量值，并根据当前发电和负荷情况，选择并更新智能电表当前的工作模式；

如图3所示，本步骤中，智能电表包括第一计量模块和第二计量模块，分别对本地可再生能源发电量和电网供电量进行计量，将计量结果作为更新的计量值，并实时获取电网供电电量中可再生能源的比例R_T，实时更新不同时段的R_T值。

具体地，所述智能电表包含2个计量模块。其中第一计量模块对本地可再生能源发电量进行计量，其计量值为m₁，采取“读复位”模式，即读取其计量值后，m₁就自动清零，重新开始计量。第一计量模块不必须提供双向计量功能。第二计量模块也采用“读复位”模式，对电网供电进行计量，同时也可以对本地可再生能源对电网供电电量进行计量，即双向计量，主要通过其符号判断，其计量值为m₂，规定电网向用户供电则m₂为正，本地可再生能源向电网供电则m₂为负。

如图3所示，所述智能电表具有通信功能，需要和上级控制单元通信，获知当前时段，电网供电电量中可再生能源的比例R_T。R_T值取决于该用户直接参与电力市场交易所购买的当前时段电量中，可再生能源所占的比例。如果该用户没有直接参加市场交易，例如从售电公司买电或者非市场化用户的情况，则代为参与市场的售电公司或者电网公司，可以给出该R_T值。由于电力市场交易变化，例如现货交易的情况，不同时段的R_T值是不同的，需要智能电表及时与上级控制单元通信，实时更新不同时段的R_T值。

更新计量值时，根据当前工作模式和m₁、m₂的实时值，做以下处理：

如果M＝1，则：

D＝D(不变)、D_C＝D_C(不变)、D_F＝D_F(不变)、G＝G(不变)、G_P＝G_P(不变)、G_C＝G_C(不变)、C＝C(不变)；

如果M＝2，则：

D＝D+m₂、D_C＝D_C+m₂*R_T、D_F＝D_F+m₂*(1-R_T)、G＝G(不变)、G_P＝G_P(不变)、G_C＝G_C(不变)、C＝C+m₂*R_T；

如果M＝3，则：

D＝D+m₂、D_C＝D_C+m₂*R_T、D_F＝D_F+m₂*(1-R_T)、G＝G+m₁、G_P＝G_P(不变)、G_C＝G_C+m₁、C＝C+m₂*R_T+m₁；

如果M＝4，则：

D＝D(不变)、D_C＝D_C(不变)、D_F＝D_F(不变)、G＝G+m₁、G_P＝G_P(不变)、G_C＝G_C+m₁、C＝C+m₁；

如果M＝5，则：

D＝D(不变)、D_C＝D_C(不变)、D_F＝D_F(不变)、G＝G+m₁、G_P＝G_P-m₂、G_C＝G_C(不变)、C＝C(不变)；

此时，m₂为负值，如果m₁与m₂的相反数差额较大(具体根据工程要求，可设置报警阈值)，则可报警、检修。

如果M＝6，则：

D＝D(不变)、D_C＝D_C(不变)、D_F＝D_F(不变)、G＝G+m₁、G_P＝G_P-m₂、G_C＝G_C+m₁+m₂、C＝C+m₁+m₂；

此时，m₂为负值。

根据当前发电和负荷情况，选择智能电表当前的工作模式，包括：

根据判断结果，修订当前智能电表工作模式，M＝M₁。

S4:智能电表进入睡眠模式，若睡眠周期超期或睡眠期间发生唤醒事件，则进入步骤S2。

本步骤中，本地可再生能源发电功率P_C或用户负荷功率P_D在采样间隔内的变化率超过设定阈值，或者P_C和P_D的大小关系发生变化时，确定发生了唤醒事件。

具体地，智能电表主程序流程进入休眠，睡眠周期T(可设置)。T时间段后恢复，并重新进行判断操作；如果在T时间段中途，有预设事件发生，也提前结束睡眠，重新进行判断操作。

具体预设事件可设置，主要是根据用户负荷功率P_D和本地可再生能源发电功率P_C变化情况超出一定范围，导致需要改变智能电表工作模式的情况，包括：P_C在采样间隔内变化率超过20％，或者变为0；P_D在采样间隔内变化率超过20％，或者变为0；在采样间隔内，P_C和P_D的大小比较关系发生变化，例如从P_C<P_D，变化到P_C＝P_D，或者P_C>P_D的情况。

实施例2

如图4所示，本发明还提供了一种可再生能源电力生产和消纳量计量系统，所述系统包括：

初始化模块，用于智能电表初始化；

判断模块，用于读取智能电表当前的工作模式，判断是否需要改变当前工作模式；如果不需要改变，则判断当前计量值更新周期是否已超期；

更新模块，用于如果当前工作模式需要改变，或者当前工作模式不需要改变但当前计量值更新周期已超期，则根据智能电表当前的工作模式，更新计量值，并根据当前发电和负荷情况，选择并更新智能电表当前的工作模式；

睡眠模块，用于智能电表进入睡眠模式，若睡眠周期超期或睡眠期间发生唤醒事件，则由判断模块重新执行判断操作。

优选地，所述智能电表初始化，包括：

设置睡眠周期T、计量值更新周期T₀、上次更新电量值时间T₁的初始值；设置工作模式M初始值、设置本地再生能源发电量G、提供给电网的电量G_P和本地消纳的电量G_C的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置电网供电总量D、可再生能源电量D_C和化石能源电量D_F的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置本地可再生能源电力消纳量计量值C：默认初始设置为0；其中，G＝G_P+G_C，D＝D_C+D_F，C＝G_C+D_C，1≤M≤6，且M为整数。

优选地，所述读取智能电表当前的工作模式，判断是否需要改变当前工作模式，包括：

读取M值，确定当前的工作模式；根据所测量的用户负荷功率P_D和本地可再生能源发电功率P_C，判断应该选择的供电模式M₁，比较M和M₁的值，如果两者相等，则不需要改变工作模式。

优选地，所述根据智能电表当前的工作模式，更新计量值，包括：

智能电表包括第一计量模块和第二计量模块，分别对本地可再生能源发电量和电网供电量进行计量，将计量结果作为更新的计量值，并实时获取电网供电电量中可再生能源的比例R_T，实时更新不同时段的R_T值。

优选地，所述发生唤醒事件，包括：

本地可再生能源发电功率P_C或用户负荷功率P_D在采样间隔内的变化率超过设定阈值，或者P_C和P_D的大小关系发生变化时，确定发生了唤醒事件。

本实施例中各个模块所实现的功能的实现过程与实施例1中的方法步骤的实现过程类似，在此不再赘述。

本发明能够基于智能电表，在电网、可再生能源发电、用户负载三者之间复杂的供用电关系中，实现对可再生能源电网供电量、可再生能源消纳量的实时、准确计量。同时，本发明实现了在一块智能电表中对可再生能源发电量和消纳量的计量，可支持可再生能源消纳保障机制等相关政策的实施，相比于采用2块电表分别计量可再生能源发电量和电网电能使用量的方法，又节约了成本。

实施例3

本发明还提供了一种可再生能源电力生产和消纳量计量系统，所述系统包括：处理器以及与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现实施例1中的一种可再生能源电力生产和消纳量计量方法的方法步骤。

本实施例中，处理器所执行的方法步骤与实施例1中的方法步骤相同，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可再生能源电力生产和消纳量计量方法，其特征在于，包括：

S1、智能电表初始化；

S2、读取智能电表当前的工作模式，判断是否需要改变当前工作模式；如果不需要改变，则判断当前计量值更新周期是否已超期；

S3、如果当前工作模式需要改变，或者当前工作模式不需要改变但当前计量值更新周期已超期，则根据智能电表当前的工作模式，更新计量值，并根据当前发电和负荷情况，选择并更新智能电表当前的工作模式；

S4、智能电表进入睡眠模式，若睡眠周期超期或睡眠期间发生唤醒事件，则进入步骤S2；

所述步骤S1智能电表初始化，包括：

设置睡眠周期T、计量值更新周期T₀、上次更新电量值时间T₁的初始值；设置工作模式M初始值、设置本地再生能源发电量G、提供给电网的电量G_P和本地消纳的电量G_C的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置电网供电总量D、可再生能源电量D_C和化石能源电量D_F的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置本地可再生能源电力消纳量计量值C：默认初始设置为0；其中，G＝G_P+G_C，D＝D_C+D_F，C＝G_C+D_C，1≤M≤6，且M为整数；

所述步骤S2中读取智能电表当前的工作模式，判断是否需要改变当前工作模式，包括：

读取M值，确定当前的工作模式；根据所测量的用户负荷功率P_D和本地可再生能源发电功率P_C，判断应该选择的供电模式M₁，比较M和M₁的值，如果两者相等，则不需要改变工作模式；

智能电表具有6种工作模式，具体为：

模式1：电力用户未用电，可再生能源未发电，电网未供电；

模式2：电网单独向用户供电模式；

模式3：电网和可再生能源发电共同向用户供电模式；

模式4：电网不供电，当地可再生能源发电单独向用户供电模式；

模式5：用户未用电，当地可再生能源发电单独向电网供电模式；

模式6：当地可再生能源发电向用户供电，同时多余的电力提供给电网模式；

所述步骤S3中根据智能电表当前的工作模式，更新计量值，包括：

智能电表包括第一计量模块和第二计量模块，分别对本地可再生能源发电量和电网供电量进行计量，将计量结果作为更新的计量值，并实时获取电网供电电量中可再生能源的比例R_T，实时更新不同时段的R_T值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，读取M值，确定当前的工作模式，具体包括：

根据所测量的用户负荷功率P_D和本地可再生能源发电功率P_C，判断应该选择的供电模式M₁：

如果P_D＝0并且P_C＝0，则M₁＝1，此时电力用户未用电，可再生能源未发电，电网未供电；

否则，如果P_C＝0，则M₁＝2，此时可再生能源不发电，电网可单独供电；

否则，如果P_C<P_D，则M₁＝3，此时本地可再生能源在发电，但不足以提供用户服务所需电力，需要和电网共同供电；

否则，如果P_C＝P_D，则M₁＝4，此时本地可再生能源在发电，且发电量刚好可供用户负荷使用，可单独为用户供电；

否则，如果P_D＝0，则M₁＝5，此时该用户未用电，本地可再生能源所发发电量需要全部提供给电网；

否则，M₁＝6，此时本地可再生能源所发电力，除了能够供本地用户使用，余电还能够提供给电网。

3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，步骤S3更新计量值时，根据当前工作模式和m₁、m₂的实时值，做以下处理：

如果M＝1，则：D＝D、D_C＝D_C、D_F＝D_F、G＝G、G_P＝G_P、G_C＝G_C、C＝C；

如果M＝2，则：D＝D+m₂、D_C＝D_C+m₂*R_T、D_F＝D_F+m₂*(1-R_T)、G＝G、G_P＝G_P、G_C＝G_C、C＝C+m₂*R_T；

如果M＝3，则：D＝D+m₂、D_C＝D_C+m₂*R_T、D_F＝D_F+m₂*(1-R_T)、G＝G+m₁、G_P＝G_P、G_C＝G_C+m₁、C＝C+m₂*R_T+m₁；

如果M＝4，则：D＝D、D_C＝D_C、D_F＝D_F、G＝G+m₁、G_P＝G_P、G_C＝G_C+m₁、C＝C+m₁；

如果M＝5，则：D＝D、D_C＝D_C、D_F＝D_F、G＝G+m₁、G_P＝G_P-m₂、G_C＝G_C、C＝C；

如果M＝6，则：D＝D、D_C＝D_C、D_F＝D_F、G＝G+m₁、G_P＝G_P-m₂、G_C＝G_C+m₁+m₂、C＝C+m₁+m₂。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发生唤醒事件，包括：

本地可再生能源发电功率P_C或用户负荷功率P_D在采样间隔内的变化率超过设定阈值，或者P_C和P_D的大小关系发生变化时，确定发生了唤醒事件。

5.一种可再生能源电力生产和消纳量计量系统，其特征在于，所述系统包括：

初始化模块，用于智能电表初始化；

判断模块，用于读取智能电表当前的工作模式，判断是否需要改变当前工作模式；如果不需要改变，则判断当前计量值更新周期是否已超期；

更新模块，用于如果当前工作模式需要改变，或者当前工作模式不需要改变但当前计量值更新周期已超期，则根据智能电表当前的工作模式，更新计量值，并根据当前发电和负荷情况，选择并更新智能电表当前的工作模式；

睡眠模块，用于智能电表进入睡眠模式，若睡眠周期超期或睡眠期间发生唤醒事件，则由判断模块重新执行判断操作；

所述智能电表初始化，包括：

设置睡眠周期T、计量值更新周期T₀、上次更新电量值时间T₁的初始值；设置工作模式M初始值、设置本地再生能源发电量G、提供给电网的电量G_P和本地消纳的电量G_C的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置电网供电总量D、可再生能源电量D_C和化石能源电量D_F的初始计量值：默认初始值都设置为0；设置本地可再生能源电力消纳量计量值C：默认初始设置为0；其中，G＝G_P+G_C，D＝D_C+D_F，C＝G_C+D_C，1≤M≤6，且M为整数；

所述读取智能电表当前的工作模式，判断是否需要改变当前工作模式，包括：

读取M值，确定当前的工作模式；根据所测量的用户负荷功率P_D和本地可再生能源发电功率P_C，判断应该选择的供电模式M₁，比较M和M₁的值，如果两者相等，则不需要改变工作模式；

智能电表具有6种工作模式，具体为：

模式1：电力用户未用电，可再生能源未发电，电网未供电；

模式2：电网单独向用户供电模式；

模式3：电网和可再生能源发电共同向用户供电模式；

模式4：电网不供电，当地可再生能源发电单独向用户供电模式；

模式5：用户未用电，当地可再生能源发电单独向电网供电模式；

模式6：当地可再生能源发电向用户供电，同时多余的电力提供给电网模式；

所述根据智能电表当前的工作模式，更新计量值，包括：

智能电表包括第一计量模块和第二计量模块，分别对本地可再生能源发电量和电网供电量进行计量，将计量结果作为更新的计量值，并实时获取电网供电电量中可再生能源的比例R_T，实时更新不同时段的R_T值。

6.一种可再生能源电力生产和消纳量计量系统，其特征在于，所述系统包括：处理器以及与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现权利要求1中的所述一种可再生能源电力生产和消纳量计量方法的方法步骤。

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