張曦予

（廣東電網(wǎng)有限責任公司培訓(xùn)與評價中心，廣東 廣州 510000）

電力負荷控制技術(shù)是綜合利用現(xiàn)代化管理、自動控制、計算機應(yīng)用等多個學(xué)科技術(shù)進行電力營銷管理、電力營銷監(jiān)控、營業(yè)抄核收、數(shù)據(jù)采集等活動的一門技術(shù)?？茖W(xué)應(yīng)用電力負荷控制技術(shù)有助于均衡使用電力負荷，調(diào)平負荷曲線，增強電網(wǎng)運行的安全性、經(jīng)濟性，增加電力企業(yè)投資收益。

1 電力負荷控制技術(shù)的原理

當接通終端系統(tǒng)且系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常時，電力負荷控制系統(tǒng)會對所有上電位及有關(guān)程序進行初始化，在首次運轉(zhuǎn)裝置時，中心站會通過中間設(shè)備將數(shù)據(jù)信息傳輸至終端，終端收到有關(guān)要求和指令后開始正常運行。中心站發(fā)送信號給終端，終端接收信息后通過電臺將其整合成對應(yīng)模式，把調(diào)制后的數(shù)據(jù)信息輸送至主控單元，主控單元對這部分數(shù)據(jù)進行處理分析，根據(jù)不同代碼指令完成不同操作。

在電力系統(tǒng)運行過程中，終端根據(jù)脈沖表傳輸?shù)拿}沖數(shù)和中心站的參數(shù)來計算電量和功率，同時，依照電壓變送器的模擬量分別計算電壓和電流。在終端收到功控時段、功率定值和功控投入等指令后，開啟閉環(huán)控制，同時，以語音提示或指示燈方式傳輸聲光信號。如果負荷超過規(guī)定限值，并處在功控時間中，則會發(fā)出報警提示，一旦報警次數(shù)太多，則會發(fā)生跳閘。若負荷降至規(guī)定范圍之內(nèi)，則不會再報警。

2 電力負荷控制技術(shù)的實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電力負荷管理系統(tǒng)由主站、通信信道、中繼站、終端（用電信息采集和監(jiān)控終端）等組成。

一是主站。主站是一個由計算機、系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等構(gòu)建起的軟硬件平臺，是監(jiān)控和采集信息的核心，具有分析、共享和處理數(shù)據(jù)的功能，主要給需求側(cè)管理提供具體手段和策略。主站的功能主要依靠服務(wù)器數(shù)據(jù)庫、前置POS 機、防火墻、工作站等設(shè)備，經(jīng)負荷控制和數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)。主站通過前置POS 機連接網(wǎng)絡(luò)，由此保持持續(xù)、可靠、實時、穩(wěn)定、安全地運行。主站中的OS 系統(tǒng)支持多進程和多線程運行，具有安全保護的功能，應(yīng)用軟件采用的是面向?qū)ο蠛徒Y(jié)構(gòu)化的設(shè)計思路。當發(fā)生事故后，主站具有并行處理能力，可根據(jù)故障處理預(yù)案，快速恢復(fù)正常運行。二是通信信道。主要由調(diào)制解調(diào)、通信介質(zhì)、規(guī)約等構(gòu)成，負責聯(lián)絡(luò)終端與主站，實現(xiàn)信息交換功能。三是中繼站。主要功能是通信接力。由于在具體環(huán)境中傳輸信號時，經(jīng)常會受到各方面因素的干擾，如管理面積太大、地形條件惡劣等，造成傳輸信號失敗，在此種環(huán)境下，需要用到中繼站功能。四是終端。終端的主要功能是采集用戶用電信息并進行監(jiān)控，同時，將采集的有關(guān)數(shù)據(jù)和信息及時傳輸給主站。

2.2 系統(tǒng)信道與通信

一是無線信道。電力計量裝置如電能表、其他終端等，通常利用自身通信模式連入無線公網(wǎng)，無線公網(wǎng)采用CDMA、GPRS、4G 等通信模式。信號先后經(jīng)過無線公網(wǎng)、專用光纖網(wǎng)絡(luò)輸送到主站采集系統(tǒng)，實現(xiàn)上傳數(shù)據(jù)的操作。在幾種無線通信模式中，GPRS 主要是給GSM 用戶分組提供數(shù)據(jù)服務(wù)，又稱通用分組無線業(yè)務(wù)；4G 網(wǎng)絡(luò)屬于第四代移動通信技術(shù)，可提供多媒體移動服務(wù)。

二是230MHz 專用信道，這是一個點對點通信系統(tǒng)。在230MHz 網(wǎng)絡(luò)中，各終端都具有自己獨立的身份編號，能在同一頻點下實現(xiàn)與主站間的通信，實現(xiàn)信息交換功能。230MHz 具有下發(fā)控制指令迅速的特點，適用于小丘陵和平原地區(qū)，工礦企業(yè)等用電大的單位經(jīng)常使用230MHz進行信息的采集、傳輸工作。

三是光纖通道。光纖通信具有安全穩(wěn)定、通信容量大等特點，是現(xiàn)階段最好的通信方式，可以很好地滿足用電信息采集和監(jiān)控的需要。在電力負荷控制方面，光纖通道的優(yōu)勢十分顯著，能大大提高負荷控制的安全性和精準度，有利于推動智能電網(wǎng)建設(shè)。

2.3 終端

電力負荷控制系統(tǒng)終端主要由處理單元、輸入輸出接口、交流采樣單元、通信接口、電源單元、GPRS 單元等組成。

圖1 終端結(jié)構(gòu)圖

一是處理單元。主要功能是數(shù)據(jù)采集、處理、控制，提供語音和通信服務(wù)，另外，還負責協(xié)調(diào)與其他模塊的工作。二是輸入輸出接口。主要功能是隔離脈沖量、抄表等信號，調(diào)整模擬量和狀態(tài)量，還能有效隔離有關(guān)輸出驅(qū)動信號。三是交流采樣單元。主要功能是對電網(wǎng)交流信號進行實時收集，并實現(xiàn)對功率、電量、頻率、諧波、相角等電氣量的計算。四是通信接口。通信接口配置了標準的232 接口、RS485 接口和紅外接口，可實現(xiàn)通信功能。五是電源單元。一般是通過電力電子模塊把電網(wǎng)交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，再提供給各模塊使用。在高壓環(huán)境下使用的電流互感器和電壓互感器需配備兩個繞組，其中，一個作為交流采樣單元的一部分，另一個送入電能計量裝置。六是GPRS 單元。GPRS 單元通過移動公司的GSM/GPRS 網(wǎng)絡(luò)同主臺通訊，把終端的信息傳遞給主臺，并執(zhí)行來自主臺的命令。

3 電力負荷控制技術(shù)的應(yīng)用

3.1 削峰

第一，直接控制負荷，即通過集中或分散的方式控制峰荷階段的負荷。第二，分時電價調(diào)控。把握用戶的可間斷供電負荷，電力部門可根據(jù)不同情況采取差異性電價優(yōu)惠，通過分時電價的方式約束用戶用電，假如在峰荷期間使用電量超過限額，則需支付額外的電費，在用電低谷階段可實行相應(yīng)的電價降價政策，為用戶提供均衡用電保障，合理控制用電量。

3.2 填谷

首先，利用有效措施在用電低谷階段儲存電量。其次，實行差異化電價，季節(jié)不同，實行的電價也不相同，通過該種方式對用電量進行平衡，防止出現(xiàn)低谷效應(yīng)。最后，時段不同，收取電費的計價標準也不一樣，通過該種方式達到填谷的效果。

3.3 移荷

移荷主要是指在用電高峰轉(zhuǎn)移用戶的用電行為，主要用在峰前或峰后階段，移荷的方式主要有三種：一是貯熱。該方式存儲的熱量較小，一般只能應(yīng)用2 ～4h。二是通過階段分時電價的方式，使用戶主動采取移荷行為。三是控制電器設(shè)備，如果可以控制加熱爐等設(shè)備的出力大小，就能實現(xiàn)轉(zhuǎn)移峰荷的目的。

3.4 節(jié)電降載

第一，工作人員對電氣設(shè)備進行仔細檢查，結(jié)合具體情況制定合理方案。第二，在選擇取暖設(shè)備時，應(yīng)選擇雙燃料采暖系統(tǒng)，在電能供應(yīng)短缺時，能采用煤氣設(shè)備進行取暖，在用電低谷時能進行相互轉(zhuǎn)換。第三，最大限度地利用太陽能資源，有效減少電能供應(yīng)負擔，達到降載的效果。第四，合理提高電能利用效率，充分減少電力載荷，通過熱能和電能有機結(jié)合達到有效控制電力負荷的目的。

4 電力負荷控制技術(shù)的發(fā)展與展望

經(jīng)過這幾年的迅猛發(fā)展，無線微機電力負荷監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各省級電網(wǎng)中，且正逐步生產(chǎn)研發(fā)出各種新型負荷控制設(shè)備，比如，我國自主研發(fā)的GR2001-T 用電現(xiàn)場服務(wù)終端系統(tǒng)，采用計算機軟硬件技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)、電力營銷技術(shù)以及電能計算技術(shù)等多項技術(shù)，利用GSM/GPRS 網(wǎng)絡(luò)通信方式實現(xiàn)現(xiàn)場終端與系統(tǒng)主站間的數(shù)據(jù)通信，具備線損分析、遠程抄表、信息報警、電能檢測、負荷控制管理、變電站集中抄表等功能。電力負荷控制系統(tǒng)是實現(xiàn)節(jié)約用電、計劃用電、安全用電的重要載體，其必將在現(xiàn)代化用電管理中發(fā)揮越來越大的作用。相信在不久的將來，電力負荷控制技術(shù)的發(fā)展會更加迅速，應(yīng)用范圍會更加的廣泛。

4 結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和改革開放的不斷深入，電力負荷控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用也越來越受到人們的關(guān)注。電力部門可以通過應(yīng)用電力負荷控制技術(shù)更好地實現(xiàn)節(jié)約用電、計劃用電和安全用電的目的，促進我國用電管理現(xiàn)代化的發(fā)展。