電力調度中負荷管理技術的應用和發展

權凱麗

摘要：隨著社會經濟發展，社會用電量不斷增長，包括工業、商業、居民在內的各種用電負荷均有不同程度增加，對現有電網設備造成了很大壓力。為了滿足社會對電能需求，對電力調度工作提出了新要求，應用負荷管理技術可以有效滿足這些新要求，改善電力負荷曲線，實現電力負荷運行穩定性和均衡性，緩解電網設備壓力，提高了用戶供電可靠性。

關鍵詞：負荷管理; 電力調度

1 電力負荷管理系統的概念

所謂電力負荷管理系統，即是以現代通信技術、電力自動化控制技術和計算機應用技術為急促，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控系統。電力負荷管理系統主要組成部分包括有：系統主站，負荷管理終端和終端與主站之間的通信渠道組成。系統主站是整個管理系統的指揮中心，擔當和終端之間的通信任務，負責管理通信、系統控制和終端信息。系統終端一般安裝于客戶端，是整個管理系統的底層組成，也是管理系統的全部信息來源和運行基礎。主站和終端之間的通信渠道則負責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構成。作為管理系統的運行基礎，負荷管理終端的作用和結構是相關工作人員必須了解和熟練應用的。簡單的說，系統終端是一種電氣測控裝置，其主要理論基礎是電測量理論和儀表技術。近年來，隨著微電子技術包括數字電子技術等新技術的引入和應用，現在的負荷管理終端基本已經是數字式儀表，傳統的模擬測量儀表逐步被淘汰。現代負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、準確度和可靠性都遠非傳統終端可比。

2優點及效益

有效負荷管理可以減小系統用電負荷峰谷差，改善電網運行狀況，提高能源利用率，使有限的電力資源充分發揮效益，減少由于電力供需矛盾造成的損失; 可以保護環境，促進經濟、能源、環境協調發展，對電力供應成本、環境效益、電能數量和質量以及電價等產生影響。有效負荷管理可以產生3 個方面的效益。a. 系統峰荷減少可以減少系統裝機容量及備用容量，從而減少新增裝機容量，新的輸、配電設備投資，一定程度上減少了短缺性燃料需求。b. 系統峰谷差減少改善了電網運行狀況，使機組高效經濟運行，提高能源利用率，避免了發電機組頻繁啟動、停止，減少了機組損耗及運行和維護等費用。c. 少建電廠及少發電減少了 CO2和 SO2等氣體排放，減少了環境污染以及環境治理的社會投入。負荷管理效益分為靜態效益和動態效益。

a. 靜態效益主要包括經濟效益、環境效益以及社會效益。經濟效益是指因為實施負荷管理，減少或延緩新建電廠、減少對新設備投資以及間接獲得的各項經濟效益; 環境效益主要是因機組高效運行而減少 CO2和 SO2等氣體排放，減少環境污染所節省的開支。b. 動態效益是指由于實施負荷管理，改善了負荷曲線，提高了系統可靠性所體現出來的爬坡效益和備用效益。隨著電力市場化進程加快，對電力負荷管理技術提出了更高層次的新要求。從系統上弱化控制、增強管理，逐步適應電力企業商業化運營要求和不斷改進企業管理、增強企業效益的要求，在電力負荷控制的基礎上加強和完善負荷管理功能、綜合擴展功能和負荷控制，形成負荷管理系統。擴展功能包括為電能管理服務、為大用戶提供信息以更好地為用戶服務、有效控制上網電廠、為配電網自動化服務、管理中心計算機網絡具有聯網和通信功能。電力負荷管理系統應用和規模不斷擴大，功能和質量都有了很大改進和提高，電力負荷管理技術正向更高層次發展。

3 功能及結構

電力負荷管理技術已具備用電監測、控制、遠方抄表、防竊電分析和線損率分析等功能。負荷管理技術主要采用無線通信方式，包括 230 MHz 數傳電臺通信、IS-95CDMA 移動通信系統、通用分組無線業務 （ GPRS） 公網通信等。無線通信方式可以克服有線網絡存在物理環境限制先天不足的問題，增強系統對環境的適應性，提供良好的可移動性和可配置性。無線通信系統結構分為中心站、主站及從站，如圖 1 所示。

a. 中心站由專業服務器構成，是電力負荷系統運行中樞，對硬件要求很高，可以進行數據采集、對系統查詢以及進行控制命令發布，數據通過無線通道直接傳輸到主站。基本功能包括負控數據定時自動采集與數據庫錄入、負控數據即時補召功能、網絡通信任務調度與傳輸、自我主備狀態監視與切換、全網或分組即時巡測、即時全網對時，除此以外還必須設計靈活配置有關定時和即時巡測、終端監視等方式的模塊，以及有線和無線通信的無縫結合等。中心站對用戶信息進行傳輸時會發生 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多項電氣設備進行控制; 二是面對雙向控制主站，利用定時技術向系統設備發出巡檢與控制命令。b. 主站采用模塊化設計，支持 GPRS、CDMA、公共無線數據通信方式和有線網絡通信方式，其傳輸協議同時支持 TCP 和 UDP 協議，可以靈活配置 2 個或多個主、備傳輸通道，能夠實現 GPRS 或 CDMA 與GSM 通信通道自動切換。主站系統采用多任務、多線程并發通信調度管理機制，實現多臺工作站并行采集，每臺工作站可以支持 64 個從站并發采集，支持對采集任務的負載均衡。主站與從站通信采用分組加密算法和數據完整性驗證安全機制，確保數據傳輸安全; 主站與從。主站系統具有靈活的權限管理，權限控制不僅對用戶操作功能進行控制，而且可以對數據查詢，對操作范圍進行控制，不同區域的用戶僅能訪問其他區域的數據。主站支持配電管理終端軟件，電能表規約遠程升級，升級支持斷點續傳。根據電網結構和隸屬關系，用戶指定方式進行分組、歸類，提供曲線、表格等方便用戶查詢。c. 從站由多項設備構成，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據的變電站。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行控制; 二是將變電站等采集數據中心的用電情況反映到管理中心主站。

結束語

隨著人們生活水平日益提高，對各方面要求都在相應增長。電力調度采用負荷管理技術建立電力負荷管理系統是實施整個電力系統計劃安全用電和節約用電的一項重要技術手段。電力負荷管理系統對促進電力調度現代化發展有著非常重要的作用。隨著電力智能網技術不斷成熟和發展，負荷管理技術在電力調度中一定會有更大更廣闊的發展空間。

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