負(fù)荷管理終端及同步設(shè)備在配電網(wǎng)用戶側(cè)的實(shí)施

福建網(wǎng)能科技開發(fā)有限責(zé)任公司 陳曉杉 羅麗紅 趙 蓉 王 妍 姜小文

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用、現(xiàn)代通信及電力自動(dòng)控制等技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用，我國現(xiàn)行的電力負(fù)荷管理終端已具備相對完善的管理能力和服務(wù)質(zhì)量，為供電企業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)測用戶的用電情況提供了強(qiáng)有力的技術(shù)和設(shè)備。上海協(xié)同科技有限公司生產(chǎn)的電力負(fù)荷管理終端，具有安裝簡便、操作簡單、使用價(jià)值高等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于市場中。該終端主要由專網(wǎng)通信負(fù)荷管理終端1只、同軸電纜饋線30m、熱鍍鋅角鋼天線架1根、五單元定向天線1套、接地線10m、高頻接頭20只、脈沖線3m、485通信線3m、控制電纜145m、電線20m等零部件組成。

該系統(tǒng)擁有高性能的內(nèi)核處理器和操作系統(tǒng)，可應(yīng)用于變電站、大用戶、配電站等多種環(huán)境中。同時(shí)，他還可以利用移動(dòng)公網(wǎng)與管理主站進(jìn)行通訊，及時(shí)接收主站發(fā)出的計(jì)劃用電指標(biāo)，對區(qū)域范圍內(nèi)的功率、電量、負(fù)荷等進(jìn)行控制。再有就是，電力負(fù)荷管理終端可將用戶的用電參數(shù)、執(zhí)行負(fù)荷控制結(jié)果等重要信息主動(dòng)上報(bào)至管理主站，可滿足廣大供電企業(yè)及時(shí)全面獲取用戶用電情況及增強(qiáng)配電網(wǎng)安全性能的需求。

1 負(fù)荷管理終端及同步設(shè)備的功能介紹

負(fù)荷預(yù)測。文章介紹的電力負(fù)荷管理終端具備采集用戶用電負(fù)荷、用電量、電壓及電流等數(shù)據(jù)的功能，并可與遠(yuǎn)程抄表功能配合對電能表中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)抄錄，為供電企業(yè)給用戶作用精準(zhǔn)的負(fù)荷預(yù)測提供可靠的參考依據(jù)[1]；實(shí)施遠(yuǎn)程抄表。在傳統(tǒng)的人工抄表中，普遍存在著因工作人員操作不規(guī)范、讀數(shù)不準(zhǔn)確及數(shù)據(jù)采集不及時(shí)等原因造成的抄錄數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況，不僅需耗費(fèi)大量的人力資源，還在很大程度上增加了工作人員的工作負(fù)擔(dān)。文章所介紹的電力負(fù)荷管理終端則具備了由計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及微電子技術(shù)等組成的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)采集覆蓋范圍內(nèi)電力用戶的用電需求，具有準(zhǔn)確性高、便于管理等優(yōu)勢。

購電制功能。在傳統(tǒng)供電企業(yè)運(yùn)營管理模式中，主要采用的是用戶先用電再付錢模式，不僅增加了供電企業(yè)收繳電費(fèi)的難度，還會(huì)在很大程度上造成企業(yè)內(nèi)部流動(dòng)資金緊缺、運(yùn)營成本增加等問題。而電力負(fù)荷控制裝置中的電量控制功能能將用戶預(yù)付電費(fèi)核算為具體的電量，有效實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)付錢在用電的經(jīng)營模式，同時(shí)一旦用戶剩余電量低于總購買電量的10%，終端就會(huì)做出提示用戶再次購買電量的指示，為供電企業(yè)的再生產(chǎn)能力和運(yùn)營能力的增強(qiáng)提供了有力的保障。

用戶側(cè)管理功能。負(fù)荷管理終端的具有實(shí)時(shí)上報(bào)信息和巡檢的功能，可幫助控制中心全面監(jiān)管用戶在用電過程中是否存在失壓、斷相以及欠壓等安全隱患，同時(shí)系統(tǒng)還能利用終端的語音報(bào)警、液晶顯示等功能發(fā)布警示信號(hào)，及時(shí)提醒用戶檢測用電環(huán)境的安全性；反竊電功能。負(fù)荷控制系統(tǒng)搜集的電壓、電流模擬量等可直接作為判斷用戶是否存在竊電行為的直接依據(jù)。另外，遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表功能能及時(shí)準(zhǔn)確地將用戶電能表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，有效減少了因用戶竊電給供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。

2 負(fù)荷管理終端及同步設(shè)備的現(xiàn)場施工

2.1 戶外線路的現(xiàn)場施工要求

電力負(fù)荷管理終端的戶外線路主要包含了天線、饋線以及地線三個(gè)部分，其中天線的施工要求有：天線需安裝在距離屋面1.5m的高度、且天線安裝方向的誤差需要控制在±10°內(nèi)，天線支架需要選擇直徑大于38mm鍍鋅白鐵管。若天線被安裝于無人員活動(dòng)的環(huán)境中，還需使用地面垂直長度大于1.5m的鍍鋅白鐵管保護(hù)饋線，并確保鍍鋅白鐵管處于被固定和兩端接地的狀態(tài)。此外，在對沿墻天線架進(jìn)行安裝時(shí)，需選擇一體化的鍍鋅鐵管。而當(dāng)天線未采取沿墻安裝時(shí)，天線主軸離墻的距離通常需要控制在1.1～1.2m之間。如此一來，天線的安全性、穩(wěn)定性以及運(yùn)行效率等都能保持在一個(gè)相對較高的水平。

饋線指的是電臺(tái)與天線間的連接線，通常使用的是電阻為50Ω同軸電纜線。饋線兩端通過接頭分別與天線與電臺(tái)進(jìn)行連接，是電力負(fù)荷管理終端的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。饋線的做頭、連接、穿墻、敷設(shè)以及固定等均需要嚴(yán)格按照《雙向終端裝置安裝技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行。防止因操作不規(guī)范造成系統(tǒng)短路、線路斷裂以及連接處脫落等情況出現(xiàn)；接地線的施工要求有：天線架、室外饋線保護(hù)管及負(fù)管終端等均需進(jìn)行接地處理。所使用的接地線為截面大于16mm2的多股銅芯線。終端接地線兩端則主要采用的是焊片或壓接的方式進(jìn)行處理，將其中一端與負(fù)管終端的接地端子進(jìn)行連接，另一端與配電站內(nèi)接地網(wǎng)進(jìn)行連接，接地電阻要控制在＜4Ω范圍內(nèi)。

2.2 室內(nèi)線路的現(xiàn)場實(shí)施要求

室內(nèi)線路主要包含了開關(guān)控制線、脈沖線兩種線路：開關(guān)控制線的施工要求。負(fù)荷管理終端運(yùn)用了遙控線控制斷路器動(dòng)作的原理，動(dòng)作信號(hào)主要由負(fù)管終端的跳閘輸出繼電器發(fā)出，通過連接線傳輸至繼箱，再由繼箱中的輸出繼電器的常開和常閉兩個(gè)功能帶動(dòng)遙控線，繼而實(shí)現(xiàn)對斷路器的控制。此外，如果我們使用分離脫扣開關(guān)進(jìn)行接線，需要將負(fù)荷管理終端與常開觸點(diǎn)進(jìn)行連接。使用低無壓釋放開關(guān)進(jìn)行接線時(shí)，則需將負(fù)荷管理終端與常閉觸點(diǎn)進(jìn)行連接。但無論采用何種開關(guān)，都需將斷路器控制回路串聯(lián)接入系統(tǒng)中。

脈沖線。用于連接脈沖電度表和負(fù)荷管理終端連接線稱為脈沖線，主要由2股線路組成，（每股線路中需包含16根0.15mm2的線芯）。為確保終端的運(yùn)行效率，需對屏蔽層進(jìn)行良好的接地處理。負(fù)荷管理終端和電能表主要使用RS485通信線連接，該連接線是終端實(shí)現(xiàn)讀取電能表數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。RS485通信線兩端的連接處使用的是搪錫或壓接的方式做頭，并在負(fù)荷管理終端側(cè)將線屏蔽層與接地端子、RS232接口輸出線等進(jìn)行連接，以確保負(fù)荷管理終端數(shù)據(jù)輸出功能的實(shí)現(xiàn)。

3 負(fù)荷管理終端運(yùn)行中存在的問題及處理策略

天線維護(hù)。由于天線長期處于露天環(huán)境中，常會(huì)因外界因素的侵蝕出現(xiàn)折斷或破損的問題。為此安裝人員在對天線進(jìn)行安裝時(shí)，需系統(tǒng)全面地檢查天線的固定螺絲是否緊固、天線與底座的連接是否牢固，并按照相關(guān)要求進(jìn)行改進(jìn)，從而減少強(qiáng)風(fēng)、大雪以及冰凍等自然災(zāi)害對天線產(chǎn)生的不利影響[2]；RS485線糾錯(cuò)。若安裝人員在對RS485線安裝時(shí)存在未嚴(yán)格按照既定的順序進(jìn)行安裝、固定螺絲未擰緊等失誤，就有可能出現(xiàn)RS485線不能準(zhǔn)確傳輸信息或傳輸信息不及時(shí)等情況。針對此類問題，可在送電之前利用萬用表檢測線路連接情況。具體操作為：將萬用表調(diào)到最小電阻檔或通斷檔，根據(jù)萬用表提示判斷RS485線通斷情況。此外還可在送電后及時(shí)觀察負(fù)荷管理終端的指示燈是否正常，若不正常則重新核對接線順序和接口是否緊固。

通信信號(hào)改良。當(dāng)天線信號(hào)被干擾或信號(hào)強(qiáng)度過低時(shí)，終端會(huì)出現(xiàn)通信信號(hào)弱的情況，可通過增加饋線長度和尋找更高安裝地點(diǎn)等方式繞過電磁干擾強(qiáng)的區(qū)域。但如果是因網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商沒有在該地區(qū)進(jìn)行信號(hào)覆蓋造成的通信信號(hào)弱，則需對中國移動(dòng)和中國聯(lián)通的信號(hào)狀況進(jìn)行檢測，如利用兩家公司電話卡撥打他人電話，通過通話流暢度判斷信號(hào)強(qiáng)弱等，并挑選信號(hào)強(qiáng)度較強(qiáng)的一家作為終端的首選網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)改良負(fù)荷管理終端通信信號(hào)的目的[3]。

4 負(fù)荷管理終端及同步設(shè)備現(xiàn)場改良后效果

我公司對2018年8月至12月發(fā)生的遠(yuǎn)程通信故障和10kV及以上高壓用戶故障均使用了上述處理方法改良電力負(fù)荷管理終端，有效改善了我公司負(fù)荷管理終端的遠(yuǎn)程通信功能，使得抄表成功率、負(fù)荷預(yù)測功能、故障上報(bào)功能等都得到了全面的提升。從改良前后電力負(fù)荷管理終端及其運(yùn)行設(shè)備運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)可以看出，改良后的電力負(fù)荷管理終端及其運(yùn)行設(shè)備的各項(xiàng)性能都得到了有效地改善，其中抄表成功率從原來的88.9%上升至現(xiàn)在的99.32%，預(yù)測用戶負(fù)荷準(zhǔn)確性從原來的85.3%上升至現(xiàn)在的98.91%，故障上報(bào)的準(zhǔn)確性則從原來的87.9%上升至現(xiàn)在的93.2%，且經(jīng)過對負(fù)荷管理終端的接線和安裝等環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范后，其穩(wěn)定性也從原來的79.8%上升至現(xiàn)在的97.1%。因此，利用文章所介紹的電力負(fù)荷管理終端及其運(yùn)行設(shè)備對配電網(wǎng)用戶側(cè)進(jìn)行監(jiān)管，可有效增強(qiáng)配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行效率，為用電客戶提供穩(wěn)定電力能源的同時(shí)，使供電企業(yè)獲得了更加強(qiáng)勁的盈利能力和市場競爭能力。

綜上，將負(fù)荷管理終端及同步設(shè)備應(yīng)用于配電網(wǎng)用戶側(cè)，是供電企業(yè)實(shí)現(xiàn)對電力需求側(cè)進(jìn)行監(jiān)督和管理的必由之路。且隨著智能電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展和用電需求量的不斷增大，電力負(fù)荷管理系統(tǒng)在增強(qiáng)配電網(wǎng)安全性、規(guī)范用電客戶用電行為以及提升供電企業(yè)電力服務(wù)能力等方面的作用也在不斷凸顯，值得在今后的工作中不斷推廣和使用。