電力調(diào)度中負(fù)荷管理技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

權(quán)凱麗

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，社會用電量不斷增長，包括工業(yè)、商業(yè)、居民在內(nèi)的各種用電負(fù)荷均有不同程度增加，對現(xiàn)有電網(wǎng)設(shè)備造成了很大壓力。為了滿足社會對電能需求，對電力調(diào)度工作提出了新要求，應(yīng)用負(fù)荷管理技術(shù)可以有效滿足這些新要求，改善電力負(fù)荷曲線，實現(xiàn)電力負(fù)荷運行穩(wěn)定性和均衡性，緩解電網(wǎng)設(shè)備壓力，提高了用戶供電可靠性。

關(guān)鍵詞：負(fù)荷管理; 電力調(diào)度

1 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的概念

所謂電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，即是以現(xiàn)代通信技術(shù)、電力自動化控制技術(shù)和計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為急促，包含用電和符合控制管理功能的大型信息采集處理的實時監(jiān)控系統(tǒng)。電力負(fù)荷管理系統(tǒng)主要組成部分包括有：系統(tǒng)主站，負(fù)荷管理終端和終端與主站之間的通信渠道組成。系統(tǒng)主站是整個管理系統(tǒng)的指揮中心，擔(dān)當(dāng)和終端之間的通信任務(wù)，負(fù)責(zé)管理通信、系統(tǒng)控制和終端信息。系統(tǒng)終端一般安裝于客戶端，是整個管理系統(tǒng)的底層組成，也是管理系統(tǒng)的全部信息來源和運行基礎(chǔ)。主站和終端之間的通信渠道則負(fù)責(zé)傳遞終端采集的信息并回饋以主站的信息，以通信橋梁的身份參與系統(tǒng)構(gòu)成。作為管理系統(tǒng)的運行基礎(chǔ)，負(fù)荷管理終端的作用和結(jié)構(gòu)是相關(guān)工作人員必須了解和熟練應(yīng)用的。簡單的說，系統(tǒng)終端是一種電氣測控裝置，其主要理論基礎(chǔ)是電測量理論和儀表技術(shù)。近年來，隨著微電子技術(shù)包括數(shù)字電子技術(shù)等新技術(shù)的引入和應(yīng)用，現(xiàn)在的負(fù)荷管理終端基本已經(jīng)是數(shù)字式儀表，傳統(tǒng)的模擬測量儀表逐步被淘汰?，F(xiàn)代負(fù)荷管理終端一般具有控制、存儲、運算、邏輯判斷和部分自動操作的智能化特點，且其測量精度、準(zhǔn)確度和可靠性都遠(yuǎn)非傳統(tǒng)終端可比。

2優(yōu)點及效益

有效負(fù)荷管理可以減小系統(tǒng)用電負(fù)荷峰谷差，改善電網(wǎng)運行狀況，提高能源利用率，使有限的電力資源充分發(fā)揮效益，減少由于電力供需矛盾造成的損失; 可以保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，對電力供應(yīng)成本、環(huán)境效益、電能數(shù)量和質(zhì)量以及電價等產(chǎn)生影響。有效負(fù)荷管理可以產(chǎn)生3 個方面的效益。a. 系統(tǒng)峰荷減少可以減少系統(tǒng)裝機(jī)容量及備用容量，從而減少新增裝機(jī)容量，新的輸、配電設(shè)備投資，一定程度上減少了短缺性燃料需求。b. 系統(tǒng)峰谷差減少改善了電網(wǎng)運行狀況，使機(jī)組高效經(jīng)濟(jì)運行，提高能源利用率，避免了發(fā)電機(jī)組頻繁啟動、停止，減少了機(jī)組損耗及運行和維護(hù)等費用。c. 少建電廠及少發(fā)電減少了 CO2和 SO2等氣體排放，減少了環(huán)境污染以及環(huán)境治理的社會投入。負(fù)荷管理效益分為靜態(tài)效益和動態(tài)效益。

a. 靜態(tài)效益主要包括經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益以及社會效益。經(jīng)濟(jì)效益是指因為實施負(fù)荷管理，減少或延緩新建電廠、減少對新設(shè)備投資以及間接獲得的各項經(jīng)濟(jì)效益; 環(huán)境效益主要是因機(jī)組高效運行而減少 CO2和 SO2等氣體排放，減少環(huán)境污染所節(jié)省的開支。b. 動態(tài)效益是指由于實施負(fù)荷管理，改善了負(fù)荷曲線，提高了系統(tǒng)可靠性所體現(xiàn)出來的爬坡效益和備用效益。隨著電力市場化進(jìn)程加快，對電力負(fù)荷管理技術(shù)提出了更高層次的新要求。從系統(tǒng)上弱化控制、增強管理，逐步適應(yīng)電力企業(yè)商業(yè)化運營要求和不斷改進(jìn)企業(yè)管理、增強企業(yè)效益的要求，在電力負(fù)荷控制的基礎(chǔ)上加強和完善負(fù)荷管理功能、綜合擴(kuò)展功能和負(fù)荷控制，形成負(fù)荷管理系統(tǒng)。擴(kuò)展功能包括為電能管理服務(wù)、為大用戶提供信息以更好地為用戶服務(wù)、有效控制上網(wǎng)電廠、為配電網(wǎng)自動化服務(wù)、管理中心計算機(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)應(yīng)用和規(guī)模不斷擴(kuò)大，功能和質(zhì)量都有了很大改進(jìn)和提高，電力負(fù)荷管理技術(shù)正向更高層次發(fā)展。

3 功能及結(jié)構(gòu)

電力負(fù)荷管理技術(shù)已具備用電監(jiān)測、控制、遠(yuǎn)方抄表、防竊電分析和線損率分析等功能。負(fù)荷管理技術(shù)主要采用無線通信方式，包括 230 MHz 數(shù)傳電臺通信、IS-95CDMA 移動通信系統(tǒng)、通用分組無線業(yè)務(wù) （ GPRS） 公網(wǎng)通信等。無線通信方式可以克服有線網(wǎng)絡(luò)存在物理環(huán)境限制先天不足的問題，增強系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)性，提供良好的可移動性和可配置性。無線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為中心站、主站及從站，如圖 1 所示。

a. 中心站由專業(yè)服務(wù)器構(gòu)成，是電力負(fù)荷系統(tǒng)運行中樞，對硬件要求很高，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、對系統(tǒng)查詢以及進(jìn)行控制命令發(fā)布，數(shù)據(jù)通過無線通道直接傳輸?shù)街髡?。基本功能包括?fù)控數(shù)據(jù)定時自動采集與數(shù)據(jù)庫錄入、負(fù)控數(shù)據(jù)即時補召功能、網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)調(diào)度與傳輸、自我主備狀態(tài)監(jiān)視與切換、全網(wǎng)或分組即時巡測、即時全網(wǎng)對時，除此以外還必須設(shè)計靈活配置有關(guān)定時和即時巡測、終端監(jiān)視等方式的模塊，以及有線和無線通信的無縫結(jié)合等。中心站對用戶信息進(jìn)行傳輸時會發(fā)生 2 種情況： 一是面對單向控制主站，利用定量控制以及遙控跳閘的方式對系統(tǒng)多項電氣設(shè)備進(jìn)行控制; 二是面對雙向控制主站，利用定時技術(shù)向系統(tǒng)設(shè)備發(fā)出巡檢與控制命令。b. 主站采用模塊化設(shè)計，支持 GPRS、CDMA、公共無線數(shù)據(jù)通信方式和有線網(wǎng)絡(luò)通信方式，其傳輸協(xié)議同時支持 TCP 和 UDP 協(xié)議，可以靈活配置 2 個或多個主、備傳輸通道，能夠?qū)崿F(xiàn) GPRS 或 CDMA 與GSM 通信通道自動切換。主站系統(tǒng)采用多任務(wù)、多線程并發(fā)通信調(diào)度管理機(jī)制，實現(xiàn)多臺工作站并行采集，每臺工作站可以支持 64 個從站并發(fā)采集，支持對采集任務(wù)的負(fù)載均衡。主站與從站通信采用分組加密算法和數(shù)據(jù)完整性驗證安全機(jī)制，確保數(shù)據(jù)傳輸安全; 主站與從。主站系統(tǒng)具有靈活的權(quán)限管理，權(quán)限控制不僅對用戶操作功能進(jìn)行控制，而且可以對數(shù)據(jù)查詢，對操作范圍進(jìn)行控制，不同區(qū)域的用戶僅能訪問其他區(qū)域的數(shù)據(jù)。主站支持配電管理終端軟件，電能表規(guī)約遠(yuǎn)程升級，升級支持?jǐn)帱c續(xù)傳。根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和隸屬關(guān)系，用戶指定方式進(jìn)行分組、歸類，提供曲線、表格等方便用戶查詢。c. 從站由多項設(shè)備構(gòu)成，常見的有主控板、顯示板、電源以及外圍接口等，一般安裝在需要采集數(shù)據(jù)的變電站。從站的作用有 2 個： 一是接收主站命令，按照命令對電量以及電功率進(jìn)行控制; 二是將變電站等采集數(shù)據(jù)中心的用電情況反映到管理中心主站。

結(jié)束語

隨著人們生活水平日益提高，對各方面要求都在相應(yīng)增長。電力調(diào)度采用負(fù)荷管理技術(shù)建立電力負(fù)荷管理系統(tǒng)是實施整個電力系統(tǒng)計劃安全用電和節(jié)約用電的一項重要技術(shù)手段。電力負(fù)荷管理系統(tǒng)對促進(jìn)電力調(diào)度現(xiàn)代化發(fā)展有著非常重要的作用。隨著電力智能網(wǎng)技術(shù)不斷成熟和發(fā)展，負(fù)荷管理技術(shù)在電力調(diào)度中一定會有更大更廣闊的發(fā)展空間。

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