山西大学物理实验中心的研究人员蒙宇、董有尔等，在2014年第5期《测试技术学报》上撰文，太阳能光伏发电作为一种零排放、零污染的可再生能源，已经受到世界各国的关注和青睐。为了满足小型光伏发电系统并网测试记录双向电能的需求，本文基于Cirrus Logic公司的电能计量芯片CS 5463与宏晶科技公司的STC12C5A60S2芯片，完成了并网双向测试电表的设计和性能测量，并对并网过程中相关参数进行了理论分析和计算，达到了实时判别光伏发电和电网供电方向和分别记录各自所供电能的目标，实现了光伏发电并网的计量需要。

随着工业的进步与全球能源结构的变化，人类对能源的要求越来越高，而化石能源却逐渐枯竭，故新型能源的发展已受到世界各国的重视，目前太阳能做为一种绿色环保无污染的新型能源已受到许多国家的青睐。

我国是光伏组件生产及出口大国． 在我国政府政策扶持下，光伏产业得到了支持与发展，同时国家电网发布了《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》等相关意见与规定，使用户可以在发电量充足的情况下将余电并入电网，而当发电量不足时由电网供能。

因此，需要实现双向计量收费，然而市场上并没有可以记录双向电能的并网电能表，且相关并网测试系统也价格昂贵。所以需要一种双向电能表，可分别记录并入电网的电能与从电网消耗的电能，并同时能测量有功功率、功率因数、有效电压、有效电流等参数供用户查看并网运行情况以进行相关研究。

为了对光伏发电应用以及光伏并网进行研究，山西大学近代物理实验室搭建了一套光伏并网系统。如图2所示，太阳能电池板将太阳辐射能转换为电能，并通过控制器存储在蓄电池中，在需要时通过并网逆变器将蓄电池中的直流电能逆变为与电网同频同相同幅的交流电能后并入电网。

由于市面上没有可双向计量的电表，故只能用2个单向电能表替代，1个用于记录并网逆变器输出的电能，另1个用于记录用户使用了的电能。但它们并不能实时指示电能的方向，且多一个电能表便增加了损耗与成本。为此，本文根据交流电能测量与电能方向判断的原理设计出一款多功能的双向电能表。