關(guān)于電力負(fù)荷控制技術(shù)運(yùn)用的探討

連云港供電公司 胡碧燕 陸海燕

1.電力負(fù)荷控制技術(shù)

1.1 無線電力負(fù)荷控制技術(shù)

無線電力負(fù)荷控制技術(shù)采用無線電波作為信息傳輸通道，控制中心通過無線電臺與中轉(zhuǎn)站、接收執(zhí)行站交換信息，向大中小各用戶發(fā)送各種負(fù)荷控制指令，控制用戶側(cè)用電設(shè)備的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制目的。

1.2 工頻電力負(fù)荷控制技術(shù)

工頻電力負(fù)荷控制技術(shù)要求在每個(gè)變電站裝設(shè)一臺工頻信號發(fā)射機(jī)，應(yīng)用配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸通道。其基本原理是根據(jù)控制中心發(fā)來的控制信號，在配電變壓器低壓側(cè)，在電源電壓過零點(diǎn)前25°左右時(shí)產(chǎn)生一個(gè)畸變，該畸變信號返送到10kV側(cè)，再傳輸給該變電站的低壓側(cè)。

由于畸變是按照信息編碼的要求產(chǎn)生的，所以在接收端通過判別電壓過零前的畸變來接收編碼信息，即可實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的負(fù)荷控制。

1.3 載波電力負(fù)荷控制技術(shù)

傳統(tǒng)的載波通信是把載波信號耦合到高壓線的某一相上，經(jīng)高壓線傳送，接收端通過從同一相的高壓線上獲取此載波信號來實(shí)現(xiàn)一對一的遠(yuǎn)方通信。而載波負(fù)荷控制技術(shù)是把調(diào)制到10kHz左右頻率的控制信號耦合到配電網(wǎng)的6～35kV母線上，并隨配電網(wǎng)傳輸?shù)轿挥陔娋W(wǎng)末端的低壓側(cè)。位于低壓側(cè)的載波負(fù)荷控制接收機(jī)從電源中檢測出此控制信號，完成相應(yīng)的控制操作。載波電力負(fù)荷控制能直接控制到千家萬戶，有很好的擴(kuò)展性。

1.4 音頻電力負(fù)荷控制技術(shù)

音頻電力負(fù)荷控制技術(shù)的基本原理與載波電力負(fù)荷控制技術(shù)相似。該控制技術(shù)是在系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)變電站裝設(shè)一套信號注入設(shè)備，與變電站一次設(shè)備相連。注入設(shè)備包括載波式音頻信號發(fā)射機(jī)、站端控制機(jī)與信號耦合裝置。站端控制機(jī)接受來自控制中心的負(fù)荷控制命令，轉(zhuǎn)入載波式音頻信號發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)把此命令變成大功率的控制信號，經(jīng)信號耦合至配電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)載波（音頻）控制信號疊加到配電網(wǎng)上，最后傳輸至用戶側(cè)。安裝在用戶側(cè)的電力負(fù)荷控制終端從電源中檢測出控制信號，完成相應(yīng)的操作。

2.應(yīng)用電力負(fù)荷控制系統(tǒng)進(jìn)行需求側(cè)管理分析

2.1 實(shí)施電力需求側(cè)管理的意義

實(shí)施電力需求側(cè)管理能夠有效緩解電力供需矛盾，引導(dǎo)電力用戶優(yōu)化用電方式，提高終端用電效率，最大限度地提高電力資源利用率，減少資源消耗，達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、優(yōu)化電力資源配置地目的，實(shí)現(xiàn)能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 需求側(cè)管理的內(nèi)容和實(shí)施手段

需求側(cè)管理的主要內(nèi)容有三點(diǎn)：(1)提高能效；(2)負(fù)荷管理；(3)能源替代、余能回收及新能源發(fā)電。其中負(fù)荷管理又稱負(fù)荷整形，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)措施及必要的行政引導(dǎo)激勵(lì)用戶調(diào)整其負(fù)荷曲線形狀，有效地降低電力高峰需求或增加電力低谷需求，提高電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷率，從而提高供電企業(yè)的生產(chǎn)效益和供電可靠率。

圖1 需求側(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

負(fù)荷管理有三種基本類型。(1)削峰：在電網(wǎng)高峰負(fù)荷期減少用戶的電力需求；通過削峰，降低電網(wǎng)的高峰負(fù)荷；(2)填谷，在電網(wǎng)低谷時(shí)段啟用系統(tǒng)空閑的發(fā)電容量，增加用戶的電力電量需求；(3)移峰填谷，將電網(wǎng)高峰負(fù)荷的用電需求推移到低谷負(fù)荷時(shí)段，同時(shí)起到削峰和填谷的雙從作用。在電力需求側(cè)管理的實(shí)施手段方面，主要包括：(1)技術(shù)手段，通過采用先進(jìn)的節(jié)電技術(shù)和高效設(shè)備來提高用電效率；本文正是詳述的應(yīng)用電力負(fù)荷控制系統(tǒng)這一有效技術(shù)手段進(jìn)行需求側(cè)管理達(dá)到負(fù)荷整形從而提高客戶終端用電效益。(2)經(jīng)濟(jì)手段，指各種電價(jià)、直接經(jīng)濟(jì)激勵(lì)和需求側(cè)競價(jià)等措施對電力負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)和引導(dǎo)用電需求。(3)引導(dǎo)手段，對用戶進(jìn)行消費(fèi)引導(dǎo)的一種有效的、不可缺少的市場手段。(4)行政手段，是指政府及其有關(guān)職能部門，通過法律、標(biāo)準(zhǔn)、政策、制度等規(guī)范電力消費(fèi)和市場行為，推動節(jié)能增效、避免浪費(fèi)、保護(hù)環(huán)境的管理活動。

3.需求側(cè)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

需求側(cè)技術(shù)系統(tǒng)是營銷技術(shù)支持系統(tǒng)的重要組成部分，由電力負(fù)荷管理系統(tǒng)、用電服務(wù)系統(tǒng)、集中抄表系統(tǒng)構(gòu)成。各子系統(tǒng)由主站、通信網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場終端組成。為適應(yīng)需求側(cè)管理技術(shù)、支持現(xiàn)場信息共享及綜合應(yīng)用，把獨(dú)立運(yùn)行的各個(gè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)并建設(shè)成一個(gè)分布式的網(wǎng)絡(luò)型主站系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

需求側(cè)技術(shù)系統(tǒng)的終端設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，配置不同的通信模塊就可適應(yīng)現(xiàn)場不同的通信要求。按終端功能劃分，有以下終端設(shè)備：標(biāo)準(zhǔn)型負(fù)荷管理終端；標(biāo)準(zhǔn)用電服務(wù)終端；抄表終端(采集模塊、手持抄表器)。

4.功能

4.1 負(fù)荷控制與管理

(1)負(fù)荷控制功能

負(fù)荷側(cè)控制有兩種方式：按區(qū)域分片控制，對全區(qū)域、分區(qū)域或單個(gè)用戶進(jìn)行即時(shí)或定時(shí)的負(fù)荷控制(投入或切除)，控制的模式有功率、電量、功率因數(shù)3種；按負(fù)荷容量控制，將用戶按容量大小分幾等級，可以選定一個(gè)或幾個(gè)容量等級的用戶進(jìn)行負(fù)荷控制。

(2)遠(yuǎn)方監(jiān)控功能

遠(yuǎn)方監(jiān)控指對單個(gè)用戶的負(fù)荷進(jìn)行抄表、跳合閘、監(jiān)視等。遠(yuǎn)方抄表：可以定時(shí)地對所有用戶的負(fù)荷進(jìn)行抄表，或任意地對選定用戶的負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)抄表。遠(yuǎn)方跳合閘：對選定的單個(gè)用戶，利用有線或無線方式使其個(gè)負(fù)荷開關(guān)跳閘或合閘。遠(yuǎn)方監(jiān)視：對于選定的用戶，以圖形、曲線、文字、表格、聲音等方式顯示，提供即時(shí)抄表的所得內(nèi)容。歷史記錄：除抄表所得數(shù)據(jù)形成的記錄之外，還可以形成報(bào)警、人工開關(guān)操作、負(fù)荷側(cè)操作、通信失敗等記錄。

4.2 遠(yuǎn)方抄表與電能計(jì)費(fèi)

數(shù)字電子式電能表是以微處理器為核心，采用A/D轉(zhuǎn)換對來自電流、電壓互感器的電流與電壓進(jìn)行交流采樣與數(shù)字化處理。多功能電子式電能表的功能可分為：用電計(jì)測功能，包括累計(jì)計(jì)量與實(shí)時(shí)計(jì)量；監(jiān)視功能，主要有最大需量監(jiān)視(計(jì)量窗口通常為15min，滑差為1min)與防竊電監(jiān)視等；控制功能，主要為復(fù)費(fèi)率分時(shí)計(jì)費(fèi)的時(shí)段控制，有的電能表還具有負(fù)荷控制功能；管理功能，主要包括按時(shí)段/費(fèi)率進(jìn)行計(jì)費(fèi)、抄表以及組網(wǎng)管理等，費(fèi)率可根據(jù)季節(jié)、星期、日或特殊節(jié)假日或峰谷期有所不同，費(fèi)率由供電部門設(shè)定；其他功能還有缺相指示、斷電、恢復(fù)供電時(shí)間記錄與電壓異常報(bào)警等。

抄表電能計(jì)費(fèi)一般有以下方式：手工抄表方式；預(yù)付費(fèi)電能計(jì)費(fèi)方式；本地自動抄表方式；遠(yuǎn)程自動抄表方式。

4.3 線損統(tǒng)計(jì)與分析

線損的統(tǒng)計(jì)分析功能建立在所有考核點(diǎn)的計(jì)量表記均實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表的基礎(chǔ)上，遠(yuǎn)方抄表的數(shù)據(jù)可來源于系統(tǒng)內(nèi)各類終端、調(diào)度SCADA系統(tǒng)、變電站能量采集系統(tǒng)、公用配電變壓器等?？蓪邆錀l件的線路、變壓器臺區(qū)、營業(yè)管轄區(qū)進(jìn)行日、月、年或任意期間內(nèi)的線損統(tǒng)計(jì)分析。

5.結(jié)語

綜上所述，電力負(fù)荷控制技術(shù)是實(shí)施計(jì)劃用電、節(jié)約用電、安全用電的技術(shù)措施，具有遙控操作、負(fù)荷控制、遠(yuǎn)程抄表、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，為需求側(cè)管理提供了有效的技術(shù)支持，負(fù)荷控制系統(tǒng)的應(yīng)用使需求側(cè)管理工作有了相應(yīng)的成效，利用負(fù)荷控制系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)荷管理，提高了客戶終端用電效益，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)也將在用電管理現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)的進(jìn)程中起到越來越重要的作用

[1]魏杰.電力負(fù)荷控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J].黑龍江電力,2007(2).

[2]麥卓成.電力需求側(cè)管理在客戶節(jié)能服務(wù)中的應(yīng)用[J].電力需求側(cè)管理,2008(1).