電力負(fù)荷管理的淺談

何春林

【摘 要】電力客戶用電相對(duì)集中，造成電網(wǎng)高峰缺負(fù)荷，低谷窩負(fù)荷，峰谷差越來越大。然而，用戶對(duì)電能的質(zhì)量、供電可靠性的要求越來越高。因此，采用先進(jìn)的技術(shù)手段來調(diào)節(jié)負(fù)荷、保證供電、搞好負(fù)荷預(yù)測(cè)、提高用電管理的電力負(fù)荷管理越來越受到重視，在近幾十年得到了迅猛的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】電力負(fù)荷管理；現(xiàn)狀；發(fā)展方向

【Abstract】The relative concentration of electric power customers， resulting in a peak power grid load， low load Waterloo， peak growing worse. However， users of electric power quality， supply reliability have become increasingly demanding. Therefore， the use of advanced technological means to adjust the load to ensure the power supply， do a good job of load forecasting and improve the management of electricity power load management is receiving increasing attention in recent decades has been the rapid development.

【Key words】Power load management； Present situation； Development direction

0 引言

電力負(fù)荷管理技術(shù)無論是在缺電情況下的技術(shù)限電還是對(duì)用戶負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)管理，都是十分有效的技術(shù)手段，也是移峰填谷的先進(jìn)手段。負(fù)荷管理系統(tǒng)與配電調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)相結(jié)合，促進(jìn)了電網(wǎng)管理向現(xiàn)代化方向發(fā)展，提高了電力調(diào)度自動(dòng)化、辦公室自動(dòng)化和電力營(yíng)銷管理現(xiàn)代化的實(shí)用水平。對(duì)負(fù)荷進(jìn)行控制的想法是伴隨電力工業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展而出現(xiàn)的。法國(guó)于1986年在1500個(gè)變電站中建立了1300個(gè)電力負(fù)荷音頻監(jiān)控系統(tǒng)；瑞士安裝音頻監(jiān)控終端機(jī)近1萬臺(tái)，可監(jiān)控全國(guó)80%以上的電力負(fù)荷，20世紀(jì)80年代末美國(guó)就已有200多家電力公司應(yīng)用了電力負(fù)荷監(jiān)控技術(shù)[1]。在我國(guó)，電力負(fù)荷控制技術(shù)起步較晚，起初傳統(tǒng)的電力負(fù)荷控制方法是采用行政、經(jīng)濟(jì)手段進(jìn)行間接控制，這是用來解決供需矛盾、調(diào)整負(fù)荷曲線、保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效措施。但是，由于缺乏必要的技術(shù)手段，很多地方計(jì)劃用電的政策得不到有力的貫徹落實(shí)。缺乏技術(shù)手段的單純間接控制不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，不能實(shí)現(xiàn)用戶用電，宏觀拉平負(fù)荷曲線，所以實(shí)時(shí)電力負(fù)荷波動(dòng)帶來的一系列問題仍然存在[2]。

在計(jì)劃用電和電力供需十分突出的情況下，電力負(fù)荷控制技術(shù)的研究和應(yīng)用問題開始引起重視。從1977年底，我國(guó)開始了電力負(fù)荷控制技術(shù)的研究和應(yīng)用工作。從1977-1986年探索階段，研究了國(guó)外電力負(fù)荷控制技術(shù)采用的各種方法，并自行研制了音頻、工頻波形畸變、電力載波和無線電控制多種裝置。1987-1989年是有組織的試點(diǎn)階段從1990年開始進(jìn)入全面推廣應(yīng)用負(fù)荷控制系統(tǒng)階段。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入以及社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和完善，電網(wǎng)的建設(shè)也有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，電力供需矛盾趨于緩和，大部分地區(qū)不缺電，限電拉閘的現(xiàn)象已基本消失，某些地區(qū)形成了供過于求的局面，賣方市場(chǎng)的形成要求電力企業(yè)進(jìn)一步轉(zhuǎn)變觀念，加強(qiáng)管理，完善服務(wù).促進(jìn)銷售。隨著電力市場(chǎng)化進(jìn)程的加快，對(duì)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展提出了新的更高層次的要求，從系統(tǒng)功能上弱化“控制”，增強(qiáng)“管理”，逐步適應(yīng)電力企業(yè)商業(yè)化營(yíng)運(yùn)的要求和不斷改進(jìn)企業(yè)管理增強(qiáng)企業(yè)效益的要求，在電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)和完善了負(fù)荷管理的功能[3]。隨著電力部門市場(chǎng)化進(jìn)程的加快，對(duì)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展提出了新的更高層次的要求，從系統(tǒng)上弱化控制，增強(qiáng)管理，逐步適應(yīng)電力企業(yè)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的要求和不斷改進(jìn)企業(yè)管理增強(qiáng)企業(yè)效益的要求，在電力負(fù)荷控制的基礎(chǔ)上加強(qiáng)和完善了負(fù)荷管理的功能。在電力負(fù)荷控制基礎(chǔ)上擴(kuò)展起來的功能和負(fù)荷控制綜合在一起就形成了負(fù)荷管理系統(tǒng)。這些擴(kuò)展功能包括：為電能管理服務(wù)；為大用戶提供信息，更好的為用戶服務(wù)；有效控制地方上網(wǎng)電廠；為配網(wǎng)自動(dòng)化服務(wù)；管理中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有聯(lián)網(wǎng)和通信功能。電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的應(yīng)用面和規(guī)模不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)的功能和質(zhì)量都有了很大的改進(jìn)和提高，電力負(fù)荷管理技術(shù)正向更高層次發(fā)展[4]。

1 我國(guó)電力負(fù)荷管理技術(shù)存在的問題及改進(jìn)措施

1.1 電源問題

終端電源是否正常是終端能否安全、可靠運(yùn)行的極為重要的因素之一，。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察的情況看，由各種電源問題而導(dǎo)致的終端故障約占故障總數(shù)的10%以上。低壓側(cè)計(jì)量用戶負(fù)荷控制終端電源的引人點(diǎn)最好在計(jì)量柜內(nèi)的低壓母線上；雙電源用戶的終端電源最好取自于低壓總 開關(guān)的上口前且用戶不容易接觸的母線上：?jiǎn)位芈?高壓側(cè)計(jì)量的用戶.最好把電源的引人點(diǎn)放在高壓計(jì)量TV柜內(nèi)。這就要求廠家在制造TV柜時(shí).要考慮給負(fù)荷控制終端提供一個(gè)100V的電源口。

1.2 規(guī)范負(fù)荷控制系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

目前，負(fù)荷控制系統(tǒng)存在主站與終端之間兼容性較差，不同廠家設(shè)備之間不能相互兼容的問題。要解決這一問題.就要求所有生產(chǎn)負(fù)荷控制設(shè)備的廠家聯(lián)手制訂統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，保證所生產(chǎn)的配件是符合統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)配件。從而使用戶在進(jìn)行功能選擇和二次投資時(shí)具有更大的靈活性，也容易實(shí)現(xiàn)負(fù)控設(shè)備生產(chǎn)廠家之間的良性競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。

1.3 制定集中抄表的技術(shù)規(guī)范

計(jì)量表種類繁多，各種表的出口標(biāo)準(zhǔn)及通信規(guī)約各不相同，這就給終端抄表帶來極大困難。根本的解決辦法是統(tǒng)一終端RS485口和表計(jì)RS485口的出口標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)約，這樣既簡(jiǎn)化了抄表過程，增加了抄表的安全性和可靠性，同時(shí)也大大減少負(fù)荷控制檢修人員的工作量，但是這一成果的獲得要經(jīng)過一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過程和許多技術(shù)人員的共同努力[6]。

1.4 終端主板上缺少本地調(diào)試通信口

增加本地調(diào)試通信口后，可以把負(fù)荷控制終端與用戶局域網(wǎng)相連為用戶輸送相關(guān)負(fù)荷控制數(shù)據(jù)，使用戶能夠更好地組織生產(chǎn)、節(jié)約能源，使負(fù)荷控制終端在為供電部門服務(wù)的同時(shí)，為用戶提供高效、優(yōu)質(zhì)服務(wù)，也可大大方便負(fù)荷控制檢修人員的工作。負(fù)荷控制檢修人員檢測(cè)到復(fù)雜故障為檢修人員快速、準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)提供了極大的方便，并且也為分段檢修終端設(shè)備提供了可能。

1.5 增加終端機(jī)的遠(yuǎn)方復(fù)位功能

負(fù)荷控制終端死機(jī)問題的通常處理方法是把負(fù)荷控制終端關(guān)掉電源重新啟動(dòng)，所以，由負(fù)荷控制終端死機(jī)造成的終端超時(shí)及抄表故障等問題，都可以通過增加終端機(jī)遠(yuǎn)方復(fù)位功能輕松解決[7]。

1.6 強(qiáng)化負(fù)荷在負(fù)荷預(yù)測(cè)方面的功能

影響負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度的因素有很多，其中包括難以預(yù)料的隨機(jī)因素和不可知因素，所以，在應(yīng)用傳統(tǒng)模型和現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)的同時(shí)，還應(yīng)增加一個(gè)修正公式。修正公式的數(shù)據(jù)源主要是由用戶輸入終端的本單位短期內(nèi)大的用電變化項(xiàng)。終端把用電變化項(xiàng)數(shù)據(jù)上傳存至主站服務(wù)器的修正值數(shù)據(jù)庫(kù)，通過修正公式計(jì)算得出修正電量值，用其對(duì)理論預(yù)測(cè)電量加以修正即可得到最終預(yù)測(cè)電量值。為防止用戶對(duì)用電變化項(xiàng)數(shù)據(jù)人為造假，就需建立一套完善的獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰制度，對(duì)造假用戶視情節(jié)輕重給以不同程度罰款，并把罰款所得獎(jiǎng)勵(lì)給如實(shí)輸入的用戶。

1.7 提高負(fù)荷控制系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的有效利用程度

負(fù)荷控制系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)被存放在負(fù)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中且有備份數(shù)據(jù)庫(kù)，經(jīng)過分析、處理后提供給中心數(shù)據(jù)庫(kù)A。中心數(shù)據(jù)庫(kù)A也可以從負(fù)荷控制數(shù)據(jù)庫(kù)中隨時(shí)提取數(shù)據(jù)：將中心數(shù)據(jù)庫(kù)A中的數(shù)據(jù)代人電費(fèi)計(jì)算公式得到電費(fèi)數(shù)據(jù)傳送給中心數(shù)據(jù)庫(kù)B；中心數(shù)據(jù)庫(kù)B在接到銀行營(yíng)業(yè)室的申請(qǐng)單并通過身份驗(yàn)證后.將電費(fèi)數(shù)據(jù)經(jīng)銀行中間數(shù)據(jù)庫(kù)提供給銀行營(yíng)業(yè)室：銀行營(yíng)業(yè)室在收取電費(fèi)后，中間數(shù)據(jù)庫(kù)A和B中自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)交費(fèi)情況記錄字段并同時(shí)傳送給營(yíng)銷營(yíng)業(yè)室：營(yíng)銷營(yíng)業(yè)室可以隨時(shí)向中心數(shù)據(jù)庫(kù)A、B和銀行中間數(shù)據(jù)庫(kù)提出數(shù)據(jù)查詢申請(qǐng)，身份驗(yàn)證通過后可獲得查詢數(shù)據(jù)；同時(shí)，營(yíng)銷營(yíng)業(yè)室肩負(fù)著監(jiān)督和檢查中心數(shù)據(jù)庫(kù)A、B及銀行中間數(shù)據(jù)庫(kù)的職能[8]。

2 我國(guó)負(fù)荷管理技術(shù)的發(fā)展方向

從目前電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)看，原有的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用電管理的現(xiàn)代需求.必須要進(jìn)行功能及技術(shù)上的更新及完善。總的方向是：通信組網(wǎng)的多樣化、故障診斷與維護(hù)自動(dòng)化、服務(wù)性系統(tǒng)、用電企業(yè)的最佳助手、終端多樣化。具體細(xì)化內(nèi)容如下：

2.1 擴(kuò)展應(yīng)用對(duì)象

新的負(fù)荷管理系統(tǒng)應(yīng)以變電站、大用戶、公用配變、居民戶等為主要控制管理對(duì)象，為電力企業(yè)掌握實(shí)時(shí)供用電信息、合理調(diào)度電力生產(chǎn)和供應(yīng)、改善電網(wǎng)負(fù)荷曲線、提高供電和服務(wù)質(zhì)量、加強(qiáng)營(yíng)銷管理等。

2.2 加強(qiáng)集中抄表和遠(yuǎn)方抄表功能

通過科學(xué)的數(shù)據(jù)傳輸和信息處理技術(shù)，保證數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確無誤，保證抄表數(shù)據(jù)時(shí)間的一致性和及時(shí)性，為電費(fèi)集抄和結(jié)算提供現(xiàn)代化手段[9]。

2.3 加強(qiáng)預(yù)購(gòu)電和限電催費(fèi)功能[10]

對(duì)高耗能企業(yè).以及信譽(yù)等級(jí)差的客戶利用負(fù)荷控制終端自身具有的定量控制功能實(shí)現(xiàn)預(yù)購(gòu)電控制.使其進(jìn)行先購(gòu)后用，杜絕出現(xiàn)呆壞帳.通過系統(tǒng)信息傳輸功能和遙控功能，向用戶催交電費(fèi)或?qū)嵤┐呓浑娰M(fèi)性限電。

2.4 終端數(shù)據(jù)用戶側(cè)共享

在負(fù)荷控制終端上增加通信端口，將各種數(shù)據(jù)信息傳給用戶的管理系統(tǒng)，為用戶提供實(shí)時(shí)用電數(shù)據(jù)和信息，使用戶及時(shí)了解掌握用電情以便在供電企業(yè)的指導(dǎo)和幫助下進(jìn)行自我控制調(diào)節(jié)用電.提高用電效率，降低用電成本，達(dá)到安全高效經(jīng)濟(jì)用電的目的。

2.5 增加配變管理功能

通過對(duì)安裝于公用配電變壓器上的終端沒備，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理.以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器的異?；虿缓侠聿唤?jīng)濟(jì)的運(yùn)行現(xiàn)象.如：輕載、超載、三相不平衡等，進(jìn)而達(dá)到改善提高運(yùn)行效率、保證電壓質(zhì)量、確保運(yùn)行安全的目的。

2.6 增加并網(wǎng)管理功能

對(duì)以下幾類用戶：地方小火電、地方小水電、熱電廠、以及其他各種類型的并網(wǎng)用戶。通過監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的發(fā)電、上網(wǎng)、下網(wǎng)等計(jì)量點(diǎn)的負(fù)荷、電量數(shù)據(jù)，繪制相應(yīng)的負(fù)荷、電量曲線，及時(shí)了解實(shí)時(shí)的供用電情況，并根據(jù)電力企業(yè)的實(shí)際需求.依據(jù)有關(guān)規(guī)定或協(xié)定，對(duì)其進(jìn)行合理監(jiān)控，使之上網(wǎng)電量始終控制在計(jì)劃指標(biāo)內(nèi)，按電網(wǎng)系統(tǒng)的要求進(jìn)行發(fā)電和上網(wǎng)[11]。

2.7 增加計(jì)量監(jiān)測(cè)和計(jì)量裝置的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)檢定功能

通過系統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表功能.將智能電表的各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、運(yùn)行參數(shù)抄讀回系統(tǒng)中心站.以定時(shí)跟蹤了解客戶計(jì)量裝置的運(yùn)行狀況.從而做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和記錄異常情況，為事后追憶和有效處理解決。提供依據(jù)和方向。硬件加裝實(shí)時(shí)校表裝置.使計(jì)量表得到實(shí)時(shí)的檢定，當(dāng)電能表出現(xiàn)故障時(shí)即時(shí)上報(bào)。

2.8 增加防竊電功能

為終端加裝高精度交流采樣裝置測(cè)量用戶的用電量，并與從電能表抄得的數(shù)據(jù)相比較。分析由交流采樣計(jì)算得到的電量曲線和從表計(jì)得到的電量曲線的對(duì)比圖.從而實(shí)現(xiàn)防竊電的功能[12]。

2.9 增加供電質(zhì)量管理功能

電壓合格率統(tǒng)計(jì)分析、功率因數(shù)統(tǒng)計(jì)分析、諧波監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析、供電可靠性統(tǒng)計(jì)分析、增加電能損耗管理功能、線損統(tǒng)計(jì)分析、變電站母線平衡統(tǒng)計(jì)分析、增加負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)管理功能、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析[13]。

3 結(jié)束語(yǔ)

在通信技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展成熟的今天，充分利用現(xiàn)有負(fù)荷管理系統(tǒng)的通信和處理能力，將各項(xiàng)促進(jìn)DSM進(jìn)步的新功能融人到該系統(tǒng)中來，走系統(tǒng)集成的道路，以較小的代價(jià)不僅能盤活現(xiàn)有的國(guó)有資產(chǎn)，而且從技術(shù)上真正起到促進(jìn)電力營(yíng)銷邁向現(xiàn)代化[14]。

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[責(zé)任編輯：謝慶云]