基于云平臺的小動力負荷管理系統設計

唐理壯 張發斌 彭期波 王勇

（1.國網重慶市電力公司大足區供電分公司 重慶 402360 2.重慶櫻花電氣開關有限公司 重慶 400061）

基于云平臺的小動力負荷管理系統設計

唐理壯1張發斌2彭期波1王勇1

（1.國網重慶市電力公司大足區供電分公司 重慶 402360 2.重慶櫻花電氣開關有限公司 重慶 400061）

本文通過分析家庭作坊式的小動力電力負荷對電網的安全性、可靠性和經濟性帶來影響，針對存在的問題提出了基于云系統的解決方案。

云平臺；小動力；負荷管理

引言

由于小動力負荷的無序、快速的發展，對電力系統的安全、可靠供電造成了一定的影響；據有關方面的數據調查城鄉結合部、城中村的配電網故障發生幾率已經遠遠超出了其他區域；可見加強對這一區域配電網的安全經濟運行研究，加強對區域（配電臺區）配電網的監控和有序發展已經到了刻不容緩的態勢。

1 問題的產生

因市場經濟的刺激，大量家庭作坊式的生產、加工系統如雨后春筍般的發展起來，因城郊結合區域獨特的地理位置導致了大量小動力負荷的小家庭式作坊，據資料統計，供電所轄區內的超過30kW的家庭作坊數量達到了上千戶；他們為了適應快速變化的市場需求，有效的提高勞動效率，決定了此區域的配電網供電半徑相對較大且單個用戶輸送功率較大，且負荷波動較大的特性，同時也存在不定時的用電高峰超容問題。加上這些區域配電網一般投資少、設備功能簡單等原因造成這一地區故障頻發，嚴重影響此區域居民的正常用電。

2 小動力負荷的特點

在供電公司的供電范圍內，存在大量的小動力負荷，其主要特點為：

（1）家庭式作坊小動力負荷主要生產設備為電機，其性質為感性負載，功率因素較低，導致臺區無功缺額較大；

（2）小動力負荷根據生產經營狀況進行設備購置，電力負荷容量沒有進行備案登記管理，電力管理部門無法進行設計和動態管理；

（3）因小動力負荷的無序、動態增加，電力負荷超過原電路線路最大承載容量，不能隨實際電力負荷容量的大小隨時改變電力變壓器容量和線路截面的大小，存在較大的安全隱患；

（4）臺區電力負載過載，經常導致臺區變壓器過載保護，影響其他電力用戶用電；

（5）用戶加大了電力導線截面，經常導致上級保護動作，難于發現真正過載、超限用電用戶。

3 解決方案

為了提供優質的電力服務，電力系統不僅僅要對電力負荷進行報備管理，還需通過技術手段對用戶的電力負荷進行有效的管控，對小動力負荷的電力負載進行分級管理。

為方便運維人員的管理，可以在基于internet的網絡平臺進行管理，所有數據上傳到云端的服務器，所有運維人員可以根據權限查看設備運行狀態，可實現遠程合分閘管理。

（1）為實現其功能，對系統的進行硬件設計如下：

利用了云平臺系統，系統的GPRS網絡，將終端數據傳輸到建設的云平臺，數據由云平臺自動采集并存貯。用戶終端只需要可接入internet的電腦即可對系統進行管理，根據分配的權限進行操作。

（2）硬件系統設計：系統設計了蓄電池，可在停電情況下實現遠程的合分閘管理。CPU與計量模塊之間采用標準的RS485通信接口，采用DL/T645-2008通信規約完成數據交換。電力計量設備均通過第三方機構進行認證，只要滿足相應通信規約即可接入系統進行使用。合/分閘機構本身自帶短路、過載保護等功能，可大大提供供電系統的安全性和可靠性，保證用戶的電力設備正常使用。

具備狀態實時反饋：由控制器發送執行合/分閘指信，并在規定時間內無反饋信息，可判為設備故障。因設備短路故障時發生狀態變化，而未經過控制器發相應指令，可判斷為設備故障。

（3）主要功能

GPRS報警功能：通過中央處理器與GSM短信/GPRS模塊實現數據交換，通過無線網絡系統將數據送入到后臺管理系統。具體參見圖1。

圖1 終端硬件系統結構框圖

遠程送電功能：當用于辦理完相應送電手續后，管理人員實現遠程送電功能。

預警提示功能：當用戶負荷達到額定負荷數據時，提醒用戶及時對用電設備進行管理，以免停電造成不必要的停電損失。

遠程數據在線管理功能：遠程實現參數設置，包括管理人員、用戶手機號碼的管理、用戶電力負荷容量設置、預警負荷線設置等參數。

數據及短信記錄：支持遠程實時數據、已發送短信記錄上傳到后臺管理系統，以便于數據查詢與取證。

軟件安全機制：簡潔、安全的短信命令，自動屏蔽騷擾信息。

數據加密：為保護數據的有效性，采用軟件加密方法實現數據交換。

數據采用云技術，將數據傳送到云平臺，后臺從去端接入，降價了后臺管理的開發難度。

4 小結

本方案內置GSM短信/GPRS模塊既可實現自動發送短信，也可以作為數據傳送通道，將數據上傳到云監控服務器。通過的小動力負荷用戶的有效管理和監督，降低電力設備和線路的安全隱患，提高配電線路的安全性、可靠性和經濟性，能有效提高對用戶電力負荷的管理，提升電力公司的管理能力，提高供電質量，減少因部份小動力負荷造成的大面積（變壓器臺區）的停電影響。

[1]張發斌，楊小柳.基于GSM通信的智能配電房動力環境監控系統設計，自動化與儀器儀表，2015（7）.

[2]儲懷川，王誠忠，張宇.基于GSM短信的無人機房遠程控制系統的設計.有線電視技術，2015（5）：72～76

[3]羅滇生，王新坤.基于云計算的智能電網負荷預測平臺架構研究[J].湖南大學學報：自然科學版，2016，43（2）：101～108.

TM75

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1004-7344（2016）29-0079-01

2016-9-26