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

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

隨著計算機應(yīng)用、現(xiàn)代通信及電力自動控制等技術(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)實時監(jiān)測用戶的用電情況提供了強有力的技術(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，他還可以利用移動公網(wǎng)與管理主站進行通訊，及時接收主站發(fā)出的計劃用電指標(biāo)，對區(qū)域范圍內(nèi)的功率、電量、負(fù)荷等進行控制。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)果等重要信息主動上報至管理主站，可滿足廣大供電企業(yè)及時全面獲取用戶用電情況及增強配電網(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，并可與遠程抄表功能配合對電能表中的實時數(shù)據(jù)進行自動抄錄，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]；實施遠程抄表。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)采集不及時等原因造成的抄錄數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況，不僅需耗費大量的人力資源，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算機應(yīng)用技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及微電子技術(shù)等組成的遠程自動抄表系統(tǒng)，有效實現(xiàn)了實時采集覆蓋范圍內(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)收繳電費的難度，還會在很大程度上造成企業(yè)內(nèi)部流動資金緊缺、運營成本增加等問題。而電力負(fù)荷控制裝置中的電量控制功能能將用戶預(yù)付電費核算為具體的電量，有效實現(xiàn)了現(xiàn)付錢在用電的經(jīng)營模式，同時一旦用戶剩余電量低于總購買電量的10%，終端就會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)能力和運營能力的增強提供了有力的保障。

用戶側(cè)管理功能。負(fù)荷管理終端的具有實時上報信息和巡檢的功能，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，同時系統(tǒng)還能利用終端的語音報警、液晶顯示等功能發(fā)布警示信號，及時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，遠程自動抄表功能能及時準(zhǔn)確地將用戶電能表中的數(shù)據(jù)進行記錄，有效減少了因用戶竊電給供電企業(yè)的經(jīng)濟損失。

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，在對沿墻天線架進行安裝時，需選擇一體化的鍍鋅鐵管。而當(dāng)天線未采取沿墻安裝時，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)定性以及運行效率等都能保持在一個相對較高的水平。

饋線指的是電臺與天線間的連接線，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進行連接，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、室外饋線保護管及負(fù)管終端等均需進行接地處理。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行處理，將其中一端與負(fù)管終端的接地端子進行連接，另一端與配電站內(nèi)接地網(wǎng)進行連接，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)荷管理終端運用了遙控線控制斷路器動作的原理，動作信號主要由負(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功能帶動遙控線，繼而實現(xiàn)對斷路器的控制。此外，如果我們使用分離脫扣開關(guān)進行接線，需要將負(fù)荷管理終端與常開觸點進行連接。使用低無壓釋放開關(guān)進行接線時，則需將負(fù)荷管理終端與常閉觸點進行連接。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）。為確保終端的運行效率，需對屏蔽層進行良好的接地處理。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接口輸出線等進行連接，以確保負(fù)荷管理終端數(shù)據(jù)輸出功能的實現(xiàn)。

3 負(fù)荷管理終端運行中存在的問題及處理策略

天線維護。由于天線長期處于露天環(huán)境中，常會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行安裝時，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)要求進行改進，從而減少強風(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。若安裝人員在對RS485線安裝時存在未嚴(yán)格按照既定的順序進行安裝、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。

通信信號改良。當(dāng)天線信號被干擾或信號強度過低時，終端會出現(xiàn)通信信號弱的情況，可通過增加饋線長度和尋找更高安裝地點等方式繞過電磁干擾強的區(qū)域。但如果是因網(wǎng)絡(luò)運營商沒有在該地區(qū)進行信號覆蓋造成的通信信號弱，則需對中國移動和中國聯(lián)通的信號狀況進行檢測，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強弱等，并挑選信號強度較強的一家作為終端的首選網(wǎng)絡(luò)，最終實現(xiàn)改良負(fù)荷管理終端通信信號的目的[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)荷管理終端的遠程通信功能，使得抄表成功率、負(fù)荷預(yù)測功能、故障上報功能等都得到了全面的提升。從改良前后電力負(fù)荷管理終端及其運行設(shè)備運行情況統(tǒng)計可以看出，改良后的電力負(fù)荷管理終端及其運行設(shè)備的各項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)荷管理終端及其運行設(shè)備對配電網(wǎng)用戶側(cè)進行監(jiān)管，可有效增強配電網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量和運行效率，為用電客戶提供穩(wěn)定電力能源的同時，使供電企業(yè)獲得了更加強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)實現(xiàn)對電力需求側(cè)進行監(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。