“四中心一平臺”管理體系下需求側(cè)管理實踐

劉曉，趙麗美

（國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司，濟南250012）

“四中心一平臺”管理體系下需求側(cè)管理實踐

劉曉，趙麗美

（國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司，濟南250012）

傳統(tǒng)分散粗放式的管理模式已經(jīng)不能滿足大營銷體系建設對需求側(cè)管理的要求。2012年國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司建成了“四中心一平臺”管理指揮體系，并創(chuàng)新建設全面、高效的有序用電管理平臺，開展了一系列需求側(cè)管理實踐。介紹了“四中心一平臺”管理指揮體系下需求側(cè)監(jiān)控中心的功能定位，以及230M負控系統(tǒng)優(yōu)化升級、臺區(qū)負荷精細化管理、有序用電平臺建設應用等方面的主要做法和實施效果。通過開展創(chuàng)新實踐，大大提高了需求側(cè)管理水平，為全面、精益、高效開展有序用電、負荷監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析奠定了基礎。需求側(cè)管理實踐以來，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，具有廣闊的推廣應用前景。

需求側(cè)管理；有序用電；負荷控制

0 引言

我國正處于能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的關鍵時期［1-2］，能源服務由單向供給型轉(zhuǎn)向智能互動型，是實現(xiàn)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的重要組成部分［3］。需求側(cè)管理技術則是實現(xiàn)電網(wǎng)智能互動的關鍵技術手段［4-6］，它是指通過采取有效的激勵措施，引導電力用戶優(yōu)化用電方式，在不影響用戶正常用電需求的情況下減少電力消耗和電能需求，達到保護環(huán)境和節(jié)約能源目的的用電管理活動。有序用電是我國現(xiàn)階段需求側(cè)管理的主要方式［7］，在維護供用電秩序平穩(wěn)，保障重要用戶可靠供電方面做出了積極貢獻［8-9］。

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，負荷呈現(xiàn)爆炸性增長，用戶對優(yōu)質(zhì)服務的要求越來越高，以往粗放的需求側(cè)管理模式已經(jīng)不能滿足目前需要。2012年國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司建成了“四中心一平臺”管理指揮體系，并創(chuàng)新建設全面、高效、精益的有序用電管理平臺，開展了一系列需求側(cè)管理的創(chuàng)新實踐，有關成果獲得了2012年山東電力管理創(chuàng)新二等獎、2013年山東電力科技進步三等獎。

1 “四中心一平臺”管理指揮體系

為進一步縮短電網(wǎng)管控執(zhí)行鏈條，減少指揮層級，創(chuàng)新更扁平、更集約的管理機制，國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司將電網(wǎng)調(diào)控中心、配網(wǎng)調(diào)控中心、應急指揮中心、需求側(cè)監(jiān)控中心“四個中心”的軟件、硬件、人力資源進行整合，打造公司聯(lián)合指揮平臺，創(chuàng)新形成“四中心一平臺”大值班管理指揮體系。通過建設專網(wǎng)系統(tǒng)，集成電網(wǎng)調(diào)度控制、配網(wǎng)調(diào)度控制、應急值班、負荷監(jiān)控、需求側(cè)管理、客戶服務、GPS車輛管理、設備風險監(jiān)控等業(yè)務，將EMS、DAS、PMS、GIS、OMS、營銷管理、95598、需求側(cè)管理等各種應用系統(tǒng)的信息流、數(shù)據(jù)流實現(xiàn)統(tǒng)一匯集、共享、展示、研判，以實現(xiàn)“橫向聯(lián)動、縱向貫通、反應迅速、協(xié)同高效”的總體管理要求。

“四中心一平臺”體系將調(diào)控、應急、營銷、搶修、外聯(lián)等多個部門的工作在一個平臺上實現(xiàn)了信息共享和協(xié)同聯(lián)動。當電網(wǎng)（配網(wǎng)）運行方式存在薄弱環(huán)節(jié)時，電網(wǎng)調(diào)控中心（配網(wǎng)調(diào)控中心）將電網(wǎng)預警信息與事故預案通過生產(chǎn)管理指揮平臺通知其他三中心分別做好事故應急準備；當電網(wǎng)（配網(wǎng)）發(fā)生事故時，四中心能通過平臺信息立即啟動事故應急響應，從保電、調(diào)控、搶修、輿情控制等各方面做好快速、高效聯(lián)動，并將事故處理進展情況及時反饋至平臺以便信息同步共享，及時調(diào)整事故應急方案。

需求側(cè)監(jiān)控中心作為“四中心一平臺”體系的重要組成部分，負責濟南電網(wǎng)所轄的變電站遠方抄表設備和負荷控制設備的采集運維任務，組織開展需求側(cè)管理，包括有序用電、大客戶負荷監(jiān)控、需求側(cè)管理效果監(jiān)控分析等工作。特別是2012年建成的大營銷體系下精益集約高效的有序用電管理平臺，極大促進了四中心一平臺管理指揮體系建設應用。當電網(wǎng)出現(xiàn)電力缺口時，科學迅速地啟動有序用電方案，與其他三中心做好協(xié)同聯(lián)動，確保電網(wǎng)可靠運行，保障居民生活和重要用戶的正常用電。

圖1 負控230 M系統(tǒng)運行結(jié)構

2 需求側(cè)管理的創(chuàng)新實踐

2.1 總體思路

為實現(xiàn)預定功能定位，需求側(cè)監(jiān)控中心從加快系統(tǒng)建設和深化需求側(cè)監(jiān)控功能應用兩方面入手，通過230 M負控系統(tǒng)優(yōu)化升級、負荷精細化管理等手段，依托用戶用電信息采集系統(tǒng)、智能有序用電決策系統(tǒng)，打造大營銷體系下集約高效的有序用電管理平臺，促進業(yè)務運維水平，提升應急管理能力，全面提高直供區(qū)負荷監(jiān)測率、可控制負荷率、終端通信成功率等需求側(cè)監(jiān)控指標，進一步提高電網(wǎng)需求側(cè)管控水平。

2.2 230M負控系統(tǒng)優(yōu)化升級

用電信息采集系統(tǒng)當前的建設模式為市直大集中的模式，230 M負控系統(tǒng)結(jié)構由一個中心站，兩個智能中繼站及數(shù)千臺230 M負控終端組成，系統(tǒng)結(jié)構如圖1所示。

改造之前存在的問題包括：存在一批老舊負控終端，其維護備件早已停產(chǎn)，通信成功率低，現(xiàn)場維護次數(shù)頻繁，電臺容易出現(xiàn)跑頻、長發(fā)等現(xiàn)象，維護成本偏高；負荷控制策略單一粗放，多數(shù)負控設備僅接入一輪跳閘，可控負荷量固定，不能根據(jù)需要改變負荷控制量，同時不利于用戶組織生產(chǎn)；主站串口服務器在長時間通信后，經(jīng)常會出現(xiàn)串口資源無法釋放導致的通道無故占用問題，而且230 M通道系統(tǒng)缺乏備用通信機制，通道的單點故障可能使整個通信信道短時間不可用，導致系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性差，通信信道系統(tǒng)維護代價較高。隨著接入負控終端用戶數(shù)量的不斷增多，為了提高終端通信成功率和有序用電可靠性的要求，迫切需要實施主站系統(tǒng)通信優(yōu)化和230 M負控終端改造。

2.2.1 主站系統(tǒng)通信優(yōu)化

230 MHz無線專網(wǎng)通信技術涵蓋的技術點較多，通信環(huán)節(jié)也相對復雜。通信優(yōu)化項目共涉及軟硬件兩部分。硬件方面，新購置Nport5610串口通信服務器一臺；軟件方面，進行通信隊列設計和通信信道互備方案改造，對程序處理效率和穩(wěn)定性進行嚴格測試，避免出現(xiàn)解決當前技術要點卻影響了通信效率和穩(wěn)定性。

1）將兩臺串口服務器做熱備，新串口服務器作為主用串口服務器，舊串口服務器作為備用，當主用串口服務器異常時，啟用備用串口服務器，主站程序可根據(jù)通信狀況實現(xiàn)主、備串口服務器的自動切換。

2）針對230 M終端，記錄連續(xù)失敗次數(shù)并設定連續(xù)失敗閾值。每次通信時記錄連續(xù)失敗通信次數(shù)，對于連續(xù)數(shù)失敗次數(shù)大于設定閾值的終端，說明其串口通道出現(xiàn)問題，將其從主用串口切至備用串口，再次通信。系統(tǒng)通信功能設計如圖2。

圖2 采集系統(tǒng)通信功能設計

2.2.2 230M負控終端升級改造

負控終端升級改造主要開展兩項工作：一是集中更換老舊終端，二是根據(jù)現(xiàn)場負荷接入情況設置多層負荷控制策略。以某廠負控230 M終端改造工作為例，原終端型號為WJ201G，安裝時間為1996年，主要采集2條進線負荷。跳閘開關為1輪，接某開關出線，通信成功率低，可控負荷固定為2 000 kW，負荷控制策略單一，對客戶的生產(chǎn)造成不便。工作人員根據(jù)230 M終端改造工程質(zhì)量要求，更換為某新型智能終端，對控制回路和遙信回路重新布線，共設置了4輪次跳閘，根據(jù)負控需要可控負荷組合分別為400 kW、800 kW、1 500 kW和2 000 kW，大大提高了其通信成功率和負荷控制柔性，且客戶可根據(jù)負荷控制情況安排生產(chǎn)，對客戶影響降到最低。圖3為該用戶的負控改造現(xiàn)場情況。經(jīng)過4個月的改造工作，累計改造負荷近170 MW，為進一步提高需求側(cè)管控水平奠定基礎。

圖3 用戶終端改造現(xiàn)場情況

2.3 臺區(qū)負荷精細化管理

2.3.1 臺區(qū)基礎檔案管理

開展臺區(qū)普查，核清基礎資料，以摸清公變與公變、公變與專變之間的拓撲關系，理順低壓臺區(qū)的供電區(qū)域。主要手段是通過對營銷MIS系統(tǒng)和用電信息采集系統(tǒng)中的臺區(qū)檔案、變壓器檔案、客戶檔案、采集點檔案、終端檔案和智能電表檔案進行核對，確保信息一致。

2.3.2 臺區(qū)負荷監(jiān)控分析

利用用電信息采集系統(tǒng)的公用區(qū)負荷匯總功能，采集非輔助臺區(qū)考核計量點的電能表有功功率（表碼來源于正常采集的測量點），對臺區(qū)日負荷曲線進行監(jiān)測。

2.3.3 公用區(qū)變壓器監(jiān)測分析

用戶用電信息采集系統(tǒng)形成的電網(wǎng)拓撲結(jié)構頁面，通過選擇臺區(qū)變壓器和遙測類型，顯示出該采集點下的遙測數(shù)據(jù)、曲線圖和曲線數(shù)據(jù)等信息。遙測類型包括電壓、電流、有功、無功和功率因數(shù)等內(nèi)容。對公變的功率因數(shù)、負荷峰值數(shù)據(jù)、負荷率進行統(tǒng)計分析，包括不同統(tǒng)計周期的電壓、電流、有功功率、需量的最大值及出現(xiàn)時間，滿足各種條件查詢。

2.3.4 臺區(qū)負荷采集情況統(tǒng)計分析

不斷優(yōu)化統(tǒng)計分析功能，實現(xiàn)統(tǒng)計結(jié)果為經(jīng)濟考核及營銷分析與輔助決策提供數(shù)據(jù)支持。統(tǒng)計分析各單位臺區(qū)負荷采集成功率指標，按日統(tǒng)計負荷采集成功率情況；統(tǒng)計各單位負荷采集不成功的臺區(qū)，形成明細表，便于下一步消缺處理；提供采集失敗原因錄入功能，開展采集故障分析。

2.4 “大營銷”體系下的有序用電管理平臺建設應用

2012年國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司建成了“大營銷”體系下的全面、高效、精益的有序用電管理平臺，大大提高了需求側(cè)管理的精益化水平。有序用電主要包括方案編制、方案實施、效果分析及監(jiān)督整改3個部分。

方案編制。通過整理用戶負荷調(diào)查數(shù)據(jù)，分析行業(yè)用戶負荷特性、參與有序用電的能力和措施，對用戶實施差異化管理，將用戶分為重點限制類、合理控制類和重要保障類，按照有保有限的原則，采取相應的有序用電措施。

方案實施。實現(xiàn)負荷實時監(jiān)控，通過地圖形式展示濟南直供區(qū)及各縣公司的實時負荷；實現(xiàn)有序用電方案投控情況展示功能，實時監(jiān)控有序用電方案執(zhí)行過程中的投控情況、投控效果等信息；實現(xiàn)重點用戶負荷實時監(jiān)測功能，展示自定義的重點用戶的實時負荷情況，實時負荷分為GPRS和230 M兩部分，對于GPRS終端，使用采集的負荷數(shù)據(jù)進行展示，對于230 M終端，使用手工巡測獲取的負荷曲線數(shù)據(jù)進行展示，手工巡測可以即時啟停。圖4為有序用電方案執(zhí)行實時監(jiān)控效果圖。

效果分析和監(jiān)督整改。管理平臺實現(xiàn)了有序用電方案投控情況展示和分析。包括展示投控要求的執(zhí)行到位程度、有序用電方案執(zhí)行力度等功能。展示正常負荷、限后負荷，便于分析有序用電執(zhí)行效果。

圖4 全市負荷情況實時監(jiān)控效果圖

3 需求側(cè)管理實施效果

依托“四中心一平臺”指揮體系，通過不斷深化大營銷體系下的有序用電管理平臺應用，實現(xiàn)需求側(cè)管理水平的大幅提升。目前所轄范圍內(nèi)高壓客戶全部納入了負荷管理系統(tǒng)，可監(jiān)測負荷達到本地區(qū)最大用電負荷的98.75%，可控制負荷達到本地區(qū)最大用電負荷的46.38%。

3.1 負控系統(tǒng)優(yōu)化升級效果

圖5和圖6分別為負控系統(tǒng)優(yōu)化升級前后的通信失敗終端數(shù)量和通信成功率?？梢钥闯?，未作串口服務器熱備之前，230 M終端通信不是很穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)通信失敗等問題，系統(tǒng)功能優(yōu)化后通信成功率較為穩(wěn)定，并且維持在正常范圍之內(nèi)。據(jù)統(tǒng)計，230 M終端平均采集通信成功率由82.68%上升至91.32%，提升了8.64%。表1為改造前后的優(yōu)質(zhì)服務調(diào)研情況。通過對改造完成的負控230 M終端的運行情況進行統(tǒng)計對比，可知改造后終端運行可靠率明顯提升，而且大大提高了優(yōu)質(zhì)服務水平。

通過加強用電信息采集系統(tǒng)建設，依托“全覆蓋、全采集、全費控”的技術優(yōu)勢，結(jié)合用電信息采集系統(tǒng)相關功能，進一步構建、完善臺區(qū)負荷監(jiān)控管理體系。目前已實現(xiàn)公變監(jiān)測分析、公變峰值數(shù)據(jù)統(tǒng)計、公變負荷率分析等功能。為公司生產(chǎn)、營銷服務、市場開拓、電網(wǎng)規(guī)劃建設提供支持。

圖5 負控系統(tǒng)優(yōu)化升級前終端通信情況

圖6 負控系統(tǒng)優(yōu)化升級后終端通信情況

表1 優(yōu)質(zhì)服務調(diào)研對比

3.2 經(jīng)濟效益和社會效益

3.2.1 經(jīng)濟效益

大營銷體系下的有序用電管理新平臺應用后，迎峰度夏（冬）期間，單次最大移峰負荷為100MW。2012年歷次移峰累計820 MW，減少電量損失1 640 MWh；2013年累計1 050 MW，減少電量損失2 600 MWh。利用有序用電手段，消除局部潮流越限風險3次，利用PSASP仿真軟件計算可知，其中2012年避免拉路負荷共計約800 MW，減少電量損失800 MWh；2013年避免拉路負荷共計約500 MW，減少電量損失500 MWh。

按照2012年山東省綜合平均電價（不含基金）為600.07元／（MWh）計算，2012年減少電量損失為146.42萬元，2013年減少電量損失為186.22萬元。直接經(jīng)濟效益累計332.64萬元。

3.2.2 社會效益

加強電力需求側(cè)管理，做好有序用電方案，堅持有保有限的原則，確保居民生活、重要客戶以及公共設施用電，確保企業(yè)安全生產(chǎn)，保障重要用戶的正常用電，最大程度減少電量損失。通過有序用電的智能化決策過程，進一步達到維護正常供用電秩序，保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行和重要用戶電力可靠供應，達到滿足全市經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活用電需要的目標。有序用電的移峰填谷效益大大減少了高峰負荷備用，從而大幅度減少調(diào)峰電源建設，提升發(fā)電機組運行效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。未來風電、光伏發(fā)電等間歇性發(fā)電大量并網(wǎng)后，利用可中斷負荷、直接負荷控制等需求響應手段還可為此類發(fā)電形式提供需求側(cè)備用，從而提高新能源發(fā)電的利用率，進一步提升電力系統(tǒng)的整體運行品質(zhì)。

4 結(jié)語

介紹了國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司“四中心一平臺”管理指揮體系下的需求側(cè)管理實踐情況。通過開展230 M負控系統(tǒng)優(yōu)化升級、臺區(qū)負荷精細化管理等手段，利用有序用電智能決策系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)，為有效開展需求側(cè)管理奠定了基礎。有序用電管理平臺的建設實現(xiàn)了有序用電管理從方案編制、方案實施、結(jié)果分析及監(jiān)督整改工作的全過程在線管控及集約閉環(huán)管理。與以往分散粗放式的管理模式相比，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，為最大程度減少電量損失、保障電網(wǎng)安全和重要用戶可靠供電提供了有力支撐。

電力需求側(cè)管理應用的范圍不僅局限于調(diào)峰、錯峰，緩解電力供應緊張的局面，作為一種新的管理理念，作為協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)和電力市場的有效方式，后續(xù)應用和研究還有大量的工作。下一階段，將進一步拓展負荷管理系統(tǒng)監(jiān)測和控制負荷的范圍，開展深度負荷特性分析、客戶用電分析研究、需求側(cè)負荷預測等多方面更精細化的分析與管理，實現(xiàn)電力供需雙向互動，不斷提高電網(wǎng)運營監(jiān)控水平。

［1］國家能源局發(fā)展規(guī)劃司.能源規(guī)劃數(shù)據(jù)手冊［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［2］江澤民.對中國能源問題的思考［J］.上海交通大學學報，2008，42（3）：345-359.

［3］劉振亞.中國電力與能源［M］.北京：中國電力出版社，2012.

［4］劉曉.新能源電力系統(tǒng)廣域源荷互動調(diào)度模式理論研究［D］.北京：華北電力大學，2012.

［5］武建東.智能電網(wǎng)與中國互動電網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展［J］.電網(wǎng)與清潔能源，2009，25（4）：5-8.

［6］武建東.本刊特別報告之二——中國智能互動電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略［J］.中國電力企業(yè)管理，2009（13）：20-29.

［7］國家發(fā)改委.有序用電工作指南［M］.北京：中國電力出版社.

［8］湯祖旭，高白羽.遼陽地區(qū)的電力需求側(cè)管理實踐［C］／／2007中國電機工程學會電力系統(tǒng)自動化專委會供用電管理自動化學科組（分專委會）二屆三次會議論文集.北京：中國電機工程學會，2007：1-4.

［9］舒永生，申康，劉倩.重慶北碚供電局有序用電精益化管理探索與實踐［J］.電力需求側(cè)管理，2012，14（1）：43-45.

Demand Side Management Practices with the“Four Center One Platform”Management System

LIU Xiao，ZHAO Limei
（State Grid Jinan Power Supply Company，Jinan 250012，China）

Traditional extensive management mode on demand side cannot satisfy the requirements of big marketing system.In 2012，State Grid Jinan power supply company set up a"four center one platform"management system，and a series of management practices on the demand side were carried out based on an orderly electricity consumption management platform.In this paper，firstly outlined is the function of the demand side monitoring center under the"four center one platform"system. Then main methods and effect for the 230M load control system optimization，fine management of load and application platform of orderly electricity consumption are introduced.Through innovative practice，the demand side management level had been greatly improved，laying a strong foundation for orderly electricity consumption，load monitoring and data statistical analysis. Considerable economic and social benefits have been obtained.

demand side management；orderly electricity consumption；load control

C931

B

1007－9904（2015）04－0043－06

2014-12-08

劉曉（1980），男，博士，工程師，現(xiàn)從事運營監(jiān)測工作；

趙麗美（1962），女，工程師，從事需求側(cè)管理工作。