淺談電力負(fù)荷控制的基本原理及其控制策略

高楠　顧兵

【摘要】本文首先介紹了電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的組成，闡述了電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的工作原理，并著重對(duì)該系統(tǒng)的控制及管理過程進(jìn)行了探討，以此希望給予電力行業(yè)人員以有意義的借鑒，為我國電力事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】電力負(fù)荷控制；原理；控制策略

隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展，電力負(fù)荷控制技術(shù)及其電力負(fù)荷控制產(chǎn)品的發(fā)明和創(chuàng)造，在很大程度上提高了我國在這一領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力。本文將結(jié)合本人的工作經(jīng)驗(yàn)，首先對(duì)電力負(fù)荷控制的原理進(jìn)行論述，并分析了電力負(fù)荷的控制方法，以此希望為同行業(yè)人員提供有意義的借鑒。

1、負(fù)荷系統(tǒng)的組成及工作原理

電力負(fù)荷控制是一個(gè)集合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制、信息等多類學(xué)科的應(yīng)用技術(shù)，通過該技術(shù)可以對(duì)電力營業(yè)抄收、數(shù)據(jù)采集及其管理等進(jìn)行有效的控制。

1.1負(fù)荷系統(tǒng)的組成

電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主要包括負(fù)荷控制中心、控制終端及通信系統(tǒng)。負(fù)荷控制中心（主控站）的主要功能是對(duì)各負(fù)荷終端進(jìn)行控制和監(jiān)視；控制終端是一種接受主控站控制與監(jiān)視的設(shè)備，其安裝于客戶端。我國當(dāng)前的負(fù)荷管理主要是以地市為主控站基礎(chǔ)，直接管理大、中、小客戶的用電負(fù)荷。

1.2負(fù)荷系統(tǒng)的工作原理

控制終端包括主控單元、輸入輸出單元、電臺(tái)、顯示單元、調(diào)制解調(diào)單元和開關(guān)電源。在接通控制終端電源后，該系統(tǒng)程序?qū)⒆詣?dòng)初始化并進(jìn)入上電復(fù)位運(yùn)行。在中心站發(fā)出信號(hào)后，終端天線接收指令，再由電臺(tái)解調(diào)成低頻的FSK信號(hào)并傳輸至解調(diào)單元，經(jīng)調(diào)制解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號(hào)將發(fā)送給主控單元，最后由主控單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與識(shí)別并執(zhí)行操作。通常中心站發(fā)出的命令分為播命令和單點(diǎn)命令，播命令是向所有區(qū)域內(nèi)的終端發(fā)出的命令，單點(diǎn)命令是向選定的終端發(fā)出的命令。控制終端將根據(jù)命令對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并由異步串行接口將數(shù)據(jù)傳輸至調(diào)制解調(diào)單元進(jìn)行制，最后將信號(hào)由電臺(tái)和天線發(fā)回中心站。

在控制終端接受功率定值、功控投入等命令時(shí)，將執(zhí)行域內(nèi)閉環(huán)控，并發(fā)出聲光信號(hào)。當(dāng)負(fù)荷功率超出設(shè)定值或處于受控狀態(tài)時(shí)，將立即進(jìn)入報(bào)警累計(jì)狀態(tài)，超出報(bào)警設(shè)定值后，控制終端將開始第一次跳閘。若終端負(fù)荷功率仍然超核，將進(jìn)行后續(xù)的輪次跳閘，直至負(fù)荷低于規(guī)定值后，終端解除報(bào)警。當(dāng)中心站發(fā)出解除功控命令時(shí)，終端將熄滅功控指示燈，并允許客戶合閘。

當(dāng)中心站向控制終端發(fā)出電量控制命令時(shí)，在日或月用電量達(dá)到規(guī)定電量的80%后，終端將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，直到超出定值電量，終端將對(duì)主進(jìn)開關(guān)跳閘。在日或月末，或終端接受中心站解除限電命令后，終端將自動(dòng)解除限電狀態(tài)，并允許客戶合閘。另外，終端可在漢字顯示單元中顯示中心站發(fā)來的漢字信息，并會(huì)通過485接口對(duì)客戶用電量進(jìn)行抄送并發(fā)回中心站。

2、電力負(fù)荷控制及其管理

2.1電力負(fù)荷控制的方法

電力負(fù)荷的控制方法可以概括為直接法、間接法、分散法和集中法。直接控制法是在用電高峰時(shí)段，將部分可間斷供電的負(fù)荷進(jìn)行切除的一種方法；間接控制法是根據(jù)峰谷時(shí)段的用電量或客戶的最大用電量，采取不同的電價(jià)來刺激客戶的削峰填谷；分散控制法是根據(jù)負(fù)荷曲線，通過裝設(shè)于客戶端的定時(shí)開關(guān)等對(duì)客戶的用電負(fù)荷進(jìn)行控制；集中控制法是按照負(fù)荷曲線，通過負(fù)荷主控站，并借助控制信道和裝設(shè)于客戶端的裝置，對(duì)客戶可間斷的用電負(fù)荷進(jìn)行控制。

2.1.1遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控主要是對(duì)單個(gè)用戶的電力負(fù)荷進(jìn)行抄表、監(jiān)視、跳合閘、歷史記錄等操作。遠(yuǎn)程抄表可以對(duì)所有或指定的用戶用電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)抄表；遠(yuǎn)方監(jiān)視是以文字、圖形、聲音、表格、曲線等方式，顯示出選定客戶的負(fù)荷信息及其實(shí)時(shí)抄表的所有內(nèi)容。遠(yuǎn)程跳合閘是利用有線或無線的方式，對(duì)選定的單個(gè)客戶進(jìn)行電力負(fù)荷的跳閘或合閘；歷史記錄可以查找客戶以往的電力負(fù)荷過載形成的報(bào)警記錄、通信失敗記錄、人工開關(guān)操作記錄、負(fù)荷側(cè)的操作記錄以及定時(shí)抄表所得的數(shù)據(jù)形成的記錄。

2.1.2遠(yuǎn)程抄表及電量計(jì)費(fèi)

電子式數(shù)字電能表的核心是微型處理器，其采用A/D轉(zhuǎn)換模式處理電壓和電流互感器中的電壓與電流的數(shù)字化轉(zhuǎn)換和交流采樣。多功能的電子式電能表，其功能主要包括用電計(jì)測(cè)功能、監(jiān)視功能、控制功能、管理功能和其他功能。用電計(jì)測(cè)功能包括累計(jì)和實(shí)時(shí)計(jì)量；監(jiān)視功能包括防竊電監(jiān)測(cè)功能和最大用電需求量監(jiān)測(cè)等；控制功能主要體現(xiàn)在復(fù)費(fèi)率時(shí)段的分時(shí)計(jì)費(fèi)，但也具有對(duì)負(fù)荷進(jìn)行控制的功能；管理功能主要體現(xiàn)在時(shí)段和費(fèi)率的計(jì)費(fèi)、抄表以及組網(wǎng)方面，時(shí)段可分為季節(jié)、月、日、特殊節(jié)假日等，也可根據(jù)峰谷期的不同定時(shí)。費(fèi)率則由供電部門進(jìn)行設(shè)定。抄表主要有手工抄表、本地自動(dòng)抄表、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表方式；其他功能主要包括缺相指示、電壓異常報(bào)警、斷電和恢復(fù)供電記錄等。

2.1.3線損的統(tǒng)計(jì)分析

在所有終端的計(jì)量表都具有遠(yuǎn)程抄表功能的情況下，則可以建立線損的統(tǒng)計(jì)與分析功能。遠(yuǎn)程抄表的數(shù)據(jù)主要來源于系統(tǒng)內(nèi)的各類終端、公用配電變壓器、變電站能量采集系統(tǒng)和調(diào)度SCADA系統(tǒng)等。通過此功能可以對(duì)變壓器臺(tái)區(qū)、營業(yè)管轄區(qū)、管控線路，開展特定或任意時(shí)間段的線損統(tǒng)計(jì)和分析。

2.2電力負(fù)荷的管理

在電力負(fù)荷進(jìn)入高峰或低谷負(fù)荷階段，其管理方法主要包括：1）在電網(wǎng)的高峰負(fù)荷期，通過削峰減少客戶對(duì)電力的需求，從而降低電網(wǎng)的用電負(fù)荷；2）當(dāng)電網(wǎng)中的用電量進(jìn)入低谷階段時(shí)，啟用系統(tǒng)中空閑的發(fā)電容量，以此增加客戶的用電需求；3）將電網(wǎng)中的高峰負(fù)荷階段推移至低谷負(fù)荷時(shí)段，以此起到削峰和填谷的雙重功能。

電力需求側(cè)的管理主要包括以下方法：1）行政管理。政府或其他管理部門，通過法律、政策、制度和標(biāo)準(zhǔn)等為管理依據(jù)，約束電力市場(chǎng)的消費(fèi)行為，開展保護(hù)環(huán)境、節(jié)能降耗、避免浪費(fèi)等的宣傳活動(dòng)；2）經(jīng)濟(jì)管理。指階梯電價(jià)、經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)和需求側(cè)競價(jià)等方式，引導(dǎo)和調(diào)節(jié)電力負(fù)荷的需求。3）技術(shù)管理。應(yīng)用先進(jìn)的節(jié)電技術(shù)和采用高效的設(shè)備，以此提高用電效率；4）引導(dǎo)管理。積極開展客戶電力消費(fèi)觀念的引導(dǎo)工作，以節(jié)能降耗為榮，以用電浪費(fèi)為恥。

3、結(jié)束語

電力負(fù)荷控制是一個(gè)集合數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、信息自動(dòng)為一體的技術(shù)方法，該技術(shù)具有遠(yuǎn)程抄表、遙控操作、負(fù)荷控制、實(shí)施監(jiān)控等多項(xiàng)功能，極大地提高了工作效率和安全措施。因此，作為電力行業(yè)工作者，只有徹底地掌握電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的基本原理，科學(xué)的進(jìn)行電力負(fù)荷管理，才能從真正意義上提高用電效率，為我國電力事業(yè)的進(jìn)一步的發(fā)展和創(chuàng)新做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]徐任武.技術(shù)移荷：DSM工作的當(dāng)務(wù)之急[J].電力需求側(cè)管理，2001（01）.

作者簡介

高楠（1983年9月）男，漢族，大學(xué)本科，助理工程師，從事電力工程技術(shù)工作。

顧兵（1969年3月）男，漢族，大學(xué)專科，助理工程師，從事電力工程技術(shù)工作。