電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在需求側(cè)管理中的應(yīng)用探討

劉 青

(連云港供電公司,222000)

2013年，我國(guó)大部分地區(qū)出現(xiàn)了歷史罕見(jiàn)的持續(xù)高溫天氣，華北、華東、華中等地區(qū)電力供需形勢(shì)緊張。當(dāng)前電煤供應(yīng)困難的問(wèn)題沒(méi)有得到根本性解決，局部地區(qū)依然存在因電煤供應(yīng)不足導(dǎo)致停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)入7月以來(lái)，江蘇電網(wǎng)負(fù)荷屢次刷新歷史記錄，最高用電負(fù)荷突破8000萬(wàn)千瓦。面對(duì)嚴(yán)峻的供用電形勢(shì)，科學(xué)合理的開(kāi)展有序用電顯得尤為重要。電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在掌握電力用戶(hù)負(fù)荷情況、引導(dǎo)電力客戶(hù)優(yōu)化用電方式等方面發(fā)揮著重要作用，是開(kāi)展有序用電的最主要技術(shù)手段。

1 電力負(fù)荷控制系統(tǒng)

1.1 電力負(fù)荷控制系統(tǒng)定義

電力負(fù)荷控制技術(shù)把用戶(hù)負(fù)荷作為控制的對(duì)象，是一種非控制發(fā)電廠(chǎng)型的電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)精確的負(fù)荷、電量限制，對(duì)超量用電的用戶(hù)進(jìn)行可靠控制，并且在用電高峰期切除非必備的或者是可以暫時(shí)中斷的用電設(shè)備，從而有效的減輕負(fù)荷高峰期用電壓力。電力負(fù)荷控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、功率控制、電量控制、遙控操作、催費(fèi)告警、防竊電等功能，大大縮減了人力資源及時(shí)間，與此同時(shí)，利用該系統(tǒng)監(jiān)測(cè)并控制某個(gè)區(qū)域內(nèi)用戶(hù)用電負(fù)荷，形成一條較為平整、均勻的負(fù)荷曲線(xiàn)，有效保障了電力系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 電力負(fù)荷控制分類(lèi)

電力負(fù)荷控制系統(tǒng)通常按照通信信道及組網(wǎng)的方式不同分為以下幾種：

(1) 無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通信技術(shù)

這種技術(shù)使用公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信道進(jìn)行信息的傳輸工作，同時(shí)由于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的不同，出現(xiàn)了基于GSM、GPRS、CDMA等不同通信技術(shù)的負(fù)荷控制終端。無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)技術(shù)具有無(wú)需網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、初期資金投入少等優(yōu)點(diǎn)，但存在后期運(yùn)行費(fèi)用高，受公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信狀況限制等問(wèn)題。

(2) 230M無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)

這種技術(shù)以無(wú)線(xiàn)電為信道，采用國(guó)家無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì)分配的頻段和地方無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì)批準(zhǔn)的頻率點(diǎn)，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。專(zhuān)網(wǎng)具有后期使用費(fèi)用低，自主維護(hù)實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)。但由于無(wú)線(xiàn)電傳播方式受地理位置影響較大，特別是在山區(qū)、丘陵地區(qū)或高樓林立的城市環(huán)境，負(fù)荷控制系統(tǒng)主站電臺(tái)可通過(guò)架設(shè)無(wú)線(xiàn)中繼站或遠(yuǎn)程基站來(lái)提高通信成功率。同時(shí)，隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展，基于230M信道的高速數(shù)傳系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)對(duì)組網(wǎng)方式、路由等技術(shù)的優(yōu)化，提出了通信速度快、基站小型化、蜂窩式組網(wǎng)、通過(guò)中繼消除盲區(qū)的組合解決方案。

(3) 載波電力負(fù)荷控制技術(shù)

在傳統(tǒng)的遠(yuǎn)方通訊中，載波信號(hào)耦合后被高壓線(xiàn)輸送，另一端則需要在此高壓線(xiàn)上進(jìn)行信息的接收，這樣就實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的信息通信。而載波電力負(fù)荷控制技術(shù)則是把10 kHz的信號(hào)耦合到電力系統(tǒng)的6～35 kV 母線(xiàn)上，然后通過(guò)配電系統(tǒng)到達(dá)整個(gè)電力系統(tǒng)的最尾端，也就是低壓側(cè)。載波負(fù)荷控制接收設(shè)備負(fù)責(zé)對(duì)接收的信息進(jìn)行分析，根據(jù)控制信號(hào)的要求進(jìn)行控制。

2 電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在需求側(cè)管理中的應(yīng)用

2.1 推行電力需求側(cè)管理的作用

為了緩和電力供需矛盾，優(yōu)化用戶(hù)用電的方式，推行電力需求側(cè)管理能夠大大的提高電能的資源利用效率，有利于資源的節(jié)約利用和優(yōu)化配置，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)、環(huán)境和諧統(tǒng)一發(fā)展，最終為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略增加動(dòng)力。

2.2 需求側(cè)管理的方法和實(shí)施內(nèi)容

目前，電力需求側(cè)管理中采取的手段有：（1）技術(shù)方法，技術(shù)手段是指在電力網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)先進(jìn)的、高效的裝置設(shè)備達(dá)到用電效率提高的目的；本文闡述的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)就是通過(guò)對(duì)需求側(cè)進(jìn)行管理，達(dá)到負(fù)荷調(diào)整實(shí)現(xiàn)用電效益提高的目的。（2）經(jīng)濟(jì)方法，即使用價(jià)格手段從經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)需求側(cè)進(jìn)行引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的調(diào)整，優(yōu)化電力資源的使用。（3）引導(dǎo)方法，即采用一定的方式誘導(dǎo)用戶(hù)改變用電方式等。（4）行政方法，政府相關(guān)單位使用法律、法規(guī)、規(guī)章、制度、條例等方式促進(jìn)電力市場(chǎng)的良性發(fā)展，促進(jìn)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)。

需求側(cè)管理的實(shí)施內(nèi)容主要是以下三個(gè)方面：（1）增強(qiáng)效能；（2）管理負(fù)荷；（3）剩余能源的再利用。其中管理負(fù)荷也叫做負(fù)荷整形，采用政治、經(jīng)濟(jì)、法律等手段促使用戶(hù)優(yōu)化自身的用電負(fù)荷曲線(xiàn)，平衡電力需求高峰與低谷負(fù)荷，提升電網(wǎng)負(fù)荷率，為供電企業(yè)提高生產(chǎn)效益和實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電提供保障。

2.3 系統(tǒng)應(yīng)用在需求側(cè)管理中的成效分析

電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在對(duì)需求側(cè)進(jìn)行管理的過(guò)程中具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：

(1) 提高負(fù)荷預(yù)測(cè)正確性。負(fù)荷預(yù)測(cè)是需求側(cè)管理中不可或缺的一項(xiàng)工作，而這種負(fù)荷控制系統(tǒng)的基本功能就是數(shù)據(jù)采集，準(zhǔn)確多樣的數(shù)據(jù)資源可以為中、短期負(fù)荷預(yù)測(cè)特別是短期預(yù)測(cè)提供支持。系統(tǒng)不僅能夠?qū)崟r(shí)召測(cè)到用戶(hù)的負(fù)荷、電量、電壓、電流等各類(lèi)用電數(shù)據(jù)，還能通過(guò)遠(yuǎn)程抄表功能實(shí)現(xiàn)電能表歷史數(shù)據(jù)的抄錄和存儲(chǔ)。此外，本系統(tǒng)還能根據(jù)不同的季節(jié)、用戶(hù)行業(yè)、生產(chǎn)類(lèi)型的劃分對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)處理，大大的提高了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，方便供電企業(yè)了解地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷特性、用電規(guī)律等信息，為科學(xué)合理編制有序用電方案提供數(shù)據(jù)支持。

(2) 電能質(zhì)量管理。電力負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和用戶(hù)負(fù)荷、電量、電壓等重要數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，利用負(fù)荷管理終端的交流采樣等部分，獲得電壓合格率和諧波含量等。電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的電能監(jiān)測(cè)功能，既能全面掌握電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，還能通過(guò)升級(jí)負(fù)荷管理終端替代電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備，減少電網(wǎng)資金投入。

(3) 遠(yuǎn)程抄表及電費(fèi)回收。系統(tǒng)每日定時(shí)抄表，完整采集用戶(hù)電能量數(shù)據(jù)，把采集到的數(shù)據(jù)傳送到營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)用于電費(fèi)預(yù)結(jié)算，不但可以減少人力投入，還能改善因人工抄表帶來(lái)的線(xiàn)損波動(dòng)，提高抄表準(zhǔn)確率。通過(guò)預(yù)購(gòu)電等技術(shù)手段為電費(fèi)回收提供支撐，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

(4) 用電負(fù)荷平衡調(diào)度作用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)科學(xué)運(yùn)行。通過(guò)對(duì)負(fù)荷曲線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，按照行業(yè)、生產(chǎn)特性等分類(lèi)，通過(guò)安排主動(dòng)避峰、輪休等多種方式應(yīng)對(duì)在各個(gè)用電方案等級(jí)下的負(fù)荷管理目標(biāo)，使電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。這種技術(shù)的應(yīng)用可以大大的提高需求側(cè)負(fù)荷管理的準(zhǔn)確性和效率，一般情況下，能保證居民生活正常用電，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全運(yùn)行和電力資源的有效供應(yīng)。

(5) 用戶(hù)個(gè)性化服務(wù)。根據(jù)用戶(hù)需求，向用戶(hù)提供用電負(fù)荷等用電數(shù)據(jù)，發(fā)布用電信息，為用戶(hù)提供個(gè)性化服務(wù)與管理咨詢(xún)，引導(dǎo)用戶(hù)調(diào)整生產(chǎn)方式，科學(xué)合理用電。同時(shí)通過(guò)系統(tǒng)的中文發(fā)布功能，可實(shí)時(shí)更新電力系統(tǒng)檢修、電力預(yù)測(cè)、錯(cuò)峰限電等供電信息，以利于用電客戶(hù)合理安排生產(chǎn)。

2.4 系統(tǒng)存在的不足和改進(jìn)建議

(1) 無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通信盲點(diǎn)。目前部分省市電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主要采用GPRS公網(wǎng)通信，數(shù)據(jù)的正確性和實(shí)時(shí)性都受通信質(zhì)量的影響。公網(wǎng)通信很容易受到天氣、設(shè)備位置以及用戶(hù)端周邊環(huán)境的影響，使得傳輸信號(hào)出現(xiàn)盲點(diǎn)甚至是信息的失真。產(chǎn)生這種情況的原因有：第一，電力負(fù)荷控制設(shè)備的安裝位置偏遠(yuǎn)，移動(dòng)基站的建設(shè)尚未完善，信號(hào)質(zhì)量難有保證；第二，電力負(fù)荷控制設(shè)備處于密集的建筑物或者是地下建筑中；第三，電力負(fù)荷控制設(shè)備通過(guò)串連的方式連接，由于電流互感器是使用雙繞組形式的，產(chǎn)生電磁場(chǎng)之間的干擾，負(fù)荷控制裝置難以接受到與實(shí)際情況相符的信號(hào)。為了克服以上缺點(diǎn)，通常要采取以下手段：第一，使用天線(xiàn)，通過(guò)饋線(xiàn)連接天線(xiàn)增加終端設(shè)備的信號(hào)接受范圍。第二，對(duì)通訊模塊進(jìn)行外移，使得終端的采集器與通訊模塊分開(kāi)，前者進(jìn)行用戶(hù)用電信息的采集，后者置于信號(hào)較好的地段，實(shí)現(xiàn)一種聯(lián)合通訊的形式。第三，增設(shè)信號(hào)放大器或抗干擾設(shè)備。通過(guò)各種有效措施的實(shí)施來(lái)提高數(shù)據(jù)的完整新和準(zhǔn)確性，不斷地實(shí)現(xiàn)對(duì)于系統(tǒng)的完善和升級(jí)，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完全正確。

(2) 控制負(fù)荷與提供服務(wù)矛盾。兩者之間的關(guān)系在電力供應(yīng)緊張的時(shí)候顯得尤其重要，強(qiáng)制的錯(cuò)峰在一定的程度上損害了用戶(hù)的利益，因此需求側(cè)管理尤其要注重供電企業(yè)與用戶(hù)之間的友好關(guān)系，應(yīng)該營(yíng)造“客戶(hù)第一為中心，市場(chǎng)結(jié)合為導(dǎo)向”的工作理念。歸根結(jié)底，這只是一種技術(shù)上的手段，發(fā)動(dòng)用戶(hù)進(jìn)行用電的調(diào)整、改善自身電力消費(fèi)的結(jié)構(gòu)和方式才是根本的途徑。錯(cuò)峰是進(jìn)行需求側(cè)管理的一種主要方法，行政手段的實(shí)施只能是作為輔助形式。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)用電結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的功能也逐步拓展和完善，系統(tǒng)已逐漸從單一控制轉(zhuǎn)向多元管理，從限電轉(zhuǎn)向服務(wù)，由原先的數(shù)據(jù)采集、控制，向多層次數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用方向發(fā)展，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在需求側(cè)管理中的應(yīng)用能夠有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電、高效用電、合理用電的目標(biāo)，為電網(wǎng)和用戶(hù)迎峰度夏和節(jié)能減排服務(wù)。

[1]靳華偉,秦立軍,陳茜,汪瑩,王雷.關(guān)于智能電網(wǎng)中需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)的探討[J].中國(guó)電業(yè)(技術(shù)版).2011(07)

[2]陳鷹.論電力需求側(cè)管理的有效策略[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2012(20)

[3]楊加生.電力負(fù)荷管理系統(tǒng)在需求側(cè)管理中的應(yīng)用探究[J].機(jī)電信息.2012(24)