電力計(jì)量中負(fù)荷控制技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用探究

摘要：在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，新的技術(shù)在電力計(jì)量中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，電力計(jì)量中負(fù)荷控制新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展尤為突出。首先對(duì)電力計(jì)量中負(fù)荷控制技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行簡要概述，然后就當(dāng)前電力計(jì)量中應(yīng)用最為廣泛的基于無線電力負(fù)荷控制技術(shù)的負(fù)荷控制系統(tǒng)進(jìn)行闡述，最后基于負(fù)荷控制技術(shù)的負(fù)荷控制系統(tǒng)在電力計(jì)量中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行說明。

關(guān)鍵詞：電力計(jì)量；負(fù)荷控制技術(shù)；智能化；負(fù)荷控制系統(tǒng)

作者簡介：賈志強(qiáng)（1968-），男，河北唐山人，唐山供電公司開平客戶分中心，工程師；元偉（1970-），男，天津人，唐山供電公司計(jì)量部，工程師。（河北 唐山 063000）

中圖分類號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）33-0215-02

隨著社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)改革的不斷深入和發(fā)展，以及電力市場改革的不斷深化，電力部門和廣大電力客戶對(duì)電能計(jì)量工作提出了新的更高要求，負(fù)荷控制作為電力計(jì)量中的核心環(huán)節(jié)，有效的負(fù)荷控制可以改善電網(wǎng)負(fù)荷曲線形狀，使電力負(fù)荷較為均衡，以提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性和提高投資效益。實(shí)踐證明，有效借助當(dāng)前高速發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信等信息技術(shù)，構(gòu)建基于電力負(fù)荷控制技術(shù)的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)電力計(jì)量中負(fù)荷控制的高效管理，對(duì)促進(jìn)當(dāng)前電力系統(tǒng)的發(fā)展具有非常重要的意義。

一、電力負(fù)荷控制技術(shù)的發(fā)展情況概述

1.國外發(fā)展情況

早在20個(gè)世紀(jì)30年代，發(fā)達(dá)的工業(yè)資本主義國家英國就開始了基于音頻技術(shù)的相關(guān)電力負(fù)荷控制技術(shù)的研究。在亞洲，日本也開始從歐洲引進(jìn)相關(guān)技術(shù)，并于20世紀(jì)60年代開始有關(guān)電力負(fù)荷控制技術(shù)的相關(guān)研究。美國從20世紀(jì)70年代開始重視電力負(fù)荷控制技術(shù)的發(fā)展，不僅從英國引進(jìn)了基于音頻技術(shù)的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)設(shè)備的制造技術(shù)，而且開始著手研究和發(fā)展無線電力負(fù)荷控制技術(shù)。20世紀(jì)80年代以來，美國還成功研制和使用了電力線載波負(fù)荷控制技術(shù)。目前世界上已經(jīng)有幾十個(gè)國家使用了各種不同類型的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)。

2.國內(nèi)發(fā)展情況

在國內(nèi)，電力負(fù)荷控制技術(shù)的研究和應(yīng)用工作可分為三個(gè)階段：第一階段是探索階段，20世紀(jì)80年代，我國研究和借鑒了國外電力負(fù)荷控制技術(shù)所采用的各種方法，并自行研制了音頻、電力線載波和無線電控制等多種裝置，這些裝置先后在一些發(fā)達(dá)的一線城市得到應(yīng)用；第二階段是有組織的試點(diǎn)階段，主要試點(diǎn)完全由我國自主開發(fā)的音頻和無線電負(fù)荷控制系統(tǒng)，分別在一些二線城市安裝使用；第三階段是全面推廣應(yīng)用階段，到20世紀(jì)90年代末全國已有近200個(gè)地級(jí)城市供電系統(tǒng)安裝了負(fù)荷控制系統(tǒng)。

二、基于無線電力負(fù)荷技術(shù)的負(fù)荷控制控制系統(tǒng)

電力負(fù)荷控制技術(shù)發(fā)展至今，應(yīng)用最為廣泛的當(dāng)屬無線電力負(fù)荷控制技術(shù)，無線電力負(fù)荷控制技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)上。一個(gè)無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的構(gòu)成可以由圖1來描述。

由圖1所示，整個(gè)無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)由負(fù)荷控制中心、用戶終端以及中繼站等組成。

1.負(fù)荷控制中心

無線電力負(fù)荷控制中心主要由工作站、打印工作站、服務(wù)器、前置機(jī)以及UPS電源等設(shè)備組成。無線電力負(fù)荷控制中心作為整個(gè)電力負(fù)荷系統(tǒng)的命令發(fā)布中心和數(shù)據(jù)采集中心，該中心發(fā)出的各種查詢和控制命令，經(jīng)無線通道直接傳送到用戶終端（包括單向控制用戶終端和雙向控制用戶終端）。其中，負(fù)荷控制中心對(duì)用戶終端的控制根據(jù)終端的類別分為以下兩種情況：一是對(duì)單向控制用戶終端而言，負(fù)荷控制中心可通過定量控制方式以及遙控跳閘等方式來控制各種電氣設(shè)備；二是對(duì)雙向控制用戶終端而言，負(fù)荷控制中心可定時(shí)發(fā)出巡檢命令和控制命令，通過逐站收集雙向用戶終端反饋的數(shù)據(jù)信息來執(zhí)行與單向控制終端相同的操作。

2.用戶終端

用戶終端主要由主控板、顯示板、電源以及外圍設(shè)備接口等設(shè)備組成，無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)中的用戶終端主要安裝在需要采集和返回用電數(shù)據(jù)的用戶配、變電站。無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)中的用戶終端具有如下兩個(gè)方面的作用：一是接收控制中心發(fā)來的命令，并按照控制中心發(fā)來的命令實(shí)現(xiàn)本地用電功率控制和電量控制；二是將用戶配、變電站的用電情況返回給控制中心。

3.中繼站

對(duì)于一些地形較復(fù)雜或被控區(qū)域過大的區(qū)域，在實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制中心和用戶終端進(jìn)行通信時(shí)，還需要若干個(gè)中繼站，中繼站起信號(hào)中繼的作用，使系統(tǒng)控制的范圍更大。中繼站主要具有如下兩個(gè)方面的作用：一是把無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)控制中心發(fā)給用戶終端的信號(hào)進(jìn)行接收、調(diào)解和信號(hào)功率放大，最后通過天線發(fā)射出去，以使更大覆蓋范圍的用戶終端可以接收控制中心發(fā)來的信號(hào)；二是接收解調(diào)控制中心所不能直接覆蓋的用戶終端回饋的信號(hào)，然后再把接收到的信號(hào)功率進(jìn)行放大，通過天線發(fā)射出去，以使控制中心能夠正確接收處理更遠(yuǎn)區(qū)域里的用戶終端回傳的信息。

三、負(fù)荷控制技術(shù)在電力計(jì)量中的實(shí)際應(yīng)用

1.基于負(fù)荷控制技術(shù)的負(fù)荷控制系統(tǒng)在電力計(jì)量中的應(yīng)用說明

當(dāng)前，負(fù)荷電力控制技術(shù)在電力計(jì)量中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在采用負(fù)荷控制技術(shù)建立的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在電力計(jì)量中的應(yīng)用，包含如下幾點(diǎn)：一是數(shù)據(jù)的采集和共享。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電能雙向計(jì)量，還可以自動(dòng)采集客戶電能量數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)、各種電氣和狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性檢查、分析和存儲(chǔ)管理。而且所有數(shù)據(jù)可以通過統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行管理和發(fā)布，實(shí)現(xiàn)信息共享。二是負(fù)荷記錄。系統(tǒng)的負(fù)荷記錄功能提供了客戶可以定制的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制，同時(shí)支持靈活的查詢方式、大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。負(fù)荷記錄包括好幾類曲線，每類曲線包含若干數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)基本涵蓋了電力計(jì)量中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。三是遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)支持從主站以密文方式下發(fā)命令，執(zhí)行跳閘、允許合閘、報(bào)警、報(bào)警解除、保電、保電解除等操作，確保電力計(jì)量中相關(guān)負(fù)荷控制的有效執(zhí)行。

2.負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的注意事項(xiàng)

為了更好地發(fā)揮負(fù)荷控制系統(tǒng)在電力計(jì)量中的優(yōu)勢，要求在將負(fù)荷控制系統(tǒng)投入實(shí)際使用時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：首先，專用變壓器供電的電力用戶均應(yīng)安裝電力負(fù)荷控制終端裝置，這是使用負(fù)荷控制系統(tǒng)有效開展電力計(jì)量工作的重要前提。其中新增用戶，應(yīng)同步安裝電力負(fù)荷控制終端裝置，已經(jīng)供電的用戶，應(yīng)按照相關(guān)要求分期分批進(jìn)行安裝、調(diào)試和投運(yùn)電力負(fù)荷控制終端。其次，相關(guān)電力企業(yè)管理部門應(yīng)組織制定電力負(fù)荷控制系統(tǒng)裝置的施工管理制度和工藝標(biāo)準(zhǔn)，保證系統(tǒng)裝置的安裝調(diào)試質(zhì)量，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)所轄各地區(qū)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的實(shí)用化評(píng)價(jià)，不斷完善和提高系統(tǒng)運(yùn)行水平，更好地服務(wù)電力計(jì)量工作；最后，接入電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的用戶端開關(guān)，應(yīng)由供電企業(yè)和電力用戶共同選定，并在工程設(shè)計(jì)圖上標(biāo)明接線位置，然后根據(jù)用電負(fù)荷的重要程度分輪次接入相應(yīng)開關(guān)。另外，需要注意的是電力負(fù)荷控制終端裝置不得以任何方式接入貿(mào)易結(jié)算用計(jì)量點(diǎn)的電能計(jì)量二次回路，確保電力計(jì)量數(shù)據(jù)采集的精確性。

3.負(fù)荷控制系統(tǒng)應(yīng)用于電力計(jì)量的優(yōu)勢

目前我國采用電力負(fù)荷控制技術(shù)建立的負(fù)荷控制系統(tǒng)大多具有當(dāng)?shù)亻]環(huán)控制、遠(yuǎn)程遙控控制、中繼站控制、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)操作以及用電管理等功能，這些功能在電力計(jì)量中的應(yīng)用具有如下幾個(gè)方面的優(yōu)勢：一是通過負(fù)荷控制系統(tǒng)可以對(duì)電力負(fù)荷以及客戶的用電狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過了解負(fù)荷特性，有助于在用電高峰時(shí)段實(shí)行削峰填谷，使日負(fù)荷曲線變得比較平坦，就能夠使現(xiàn)有電力設(shè)備得到充分利用，通過優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式，以及平衡電力資源來確保電力供應(yīng)，從而推遲擴(kuò)建資金的投入。二是可以穩(wěn)定電網(wǎng)的運(yùn)行方式，提高供電的可靠性，負(fù)荷控制系統(tǒng)的相關(guān)功能模塊能夠?qū)σ恍┕收涎杆僮龀龇磻?yīng)，從而確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定。同時(shí)還可以通過電力負(fù)荷控制系統(tǒng)來有效提高對(duì)用戶監(jiān)視的準(zhǔn)確率和控制的正確率，控制線路拉閘情況，提高電網(wǎng)的用電負(fù)荷率，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。三是負(fù)荷控制系統(tǒng)可以對(duì)客戶、電量、電價(jià)、電費(fèi)等營銷和服務(wù)的關(guān)鍵指標(biāo)和環(huán)節(jié)實(shí)行集約化、精細(xì)化管理，另外控制中心通過電力負(fù)荷控制反饋的數(shù)據(jù)情況可以搞清各用電企業(yè)的用電特性，并據(jù)此制定可主動(dòng)避峰、可安排輪休的工業(yè)用電負(fù)荷管理目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行方式的優(yōu)化。同時(shí)根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以對(duì)當(dāng)前電力市場運(yùn)營情況、營銷能力、市場發(fā)展趨勢及服務(wù)客戶的能力等進(jìn)行綜合分析和深度挖掘，開展市場前景預(yù)測，為電力部門制訂營銷管理目標(biāo)及營銷決策提供科學(xué)的依據(jù)。

四、結(jié)語

采用電力負(fù)荷技術(shù)建立的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)是實(shí)施整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)劃節(jié)約用電和安全用電的重要技術(shù)手段，充分發(fā)揮電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在電力計(jì)量中的各種技術(shù)優(yōu)勢，對(duì)促進(jìn)用電管理現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程具有非常重要的作用。相信隨著電力負(fù)荷控制技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，新的電力負(fù)荷控制技術(shù)將會(huì)在電力計(jì)量中得到更為廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

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