淺析電力負荷控制技術的應用

王瑋瑋

（國網 山東博興縣供電公司，山東 博興256500）

1 電力負荷控制技術

1.1 無線電力負荷控制技術

無線電力負荷控制技術采用無線電波作為信息傳輸通道，控制中心通過無線電臺與中轉站、接收執行站交換信息，向大中小各用戶發送各種負荷控制指令，控制用戶側用電設備的控制系統，實現負荷控制目的。

1.2 工頻電力負荷控制技術

工頻電力負荷控制技術要求在每個變電站裝設一臺工頻信號發射機，應用配電網絡作為傳輸通道。 其基本原理是根據控制中心發來的控制信號，在配電變壓器低壓側，在電源電壓過零點前25°左右時產生一個畸變，該畸變信號返送到10kV 側，再傳輸給該變電站的低壓側。

由于畸變是按照信息編碼的要求產生的，所以在接收端通過判別電壓過零前的畸變來接收編碼信息，即可實現用戶側的負荷控制。

1.3 載波電力負荷控制技術

傳統的載波通信是把載波信號耦合到高壓線的某一相上，經高壓線傳送，接收端通過從同一相的高壓線上獲取此載波信號來實現一對一的遠方通信。而載波負荷控制技術是把調制到10kHz 左右頻率的控制信號耦合到配電網的6～35kV 母線上，并隨配電網傳輸到位于電網末端的低壓側。位于低壓側的載波負荷控制接收機從電源中檢測出此控制信號，完成相應的控制操作。 載波電力負荷控制能直接控制到千家萬戶，有很好的擴展性。

1.4 音頻電力負荷控制技術

音頻電力負荷控制技術的基本原理與載波電力負荷控制技術相似。 該控制技術是在系統內每個變電站裝設一套信號注入設備，與變電站一次設備相連。 注入設備包括載波式音頻信號發射機、站端控制機與信號耦合裝置。 站端控制機接受來自控制中心的負荷控制命令，轉入載波式音頻信號發射機， 發射機把此命令變成大功率的控制信號，經信號耦合至配電網中，實現載波（音頻）控制信號疊加到配電網上，最后傳輸至用戶側。 安裝在用戶側的電力負荷控制終端從電源中檢測出控制信號，完成相應的操作。

2 應用電力負荷控制系統進行需求側管理分析

2.1 實施電力需求側管理的意義

實施電力需求側管理能夠有效緩解電力供需矛盾，引導電力用戶優化用電方式，提高終端用電效率，最大限度地提高電力資源利用率，減少資源消耗，達到節約能源、保護環境、優化電力資源配置地目的，實現能源、經濟、環境的可持續發展。

2.2 需求側管理的內容和實施手段

需求側管理的主要內容有三點：（1）提高能效；（2）負荷管理；（3）能源替代、余能回收及新能源發電。其中負荷管理又稱負荷整形，通過技術、 經濟措施及必要的行政引導激勵用戶調整其負荷曲線形狀，有效地降低電力高峰需求或增加電力低谷需求，提高電力系統的供電負荷率，從而提高供電企業的生產效益和供電可靠率。

負荷管理有三種基本類型。（1）削峰：在電網高峰負荷期減少用戶的電力需求；通過削峰，降低電網的高峰負荷；（2）填谷，在電網低谷時段啟用系統空閑的發電容量，增加用戶的電力電量需求；（3）移峰填谷，將電網高峰負荷的用電需求推移到低谷負荷時段，同時起到削峰和填谷的雙從作用。 在電力需求側管理的實施手段方面，主要包括：（1）技術手段，通過采用先進的節電技術和高效設備來提高用電效率；本文正是詳述的應用電力負荷控制系統這一有效技術手段進行需求側管理達到負荷整形從而提高客戶終端用電效益。（2）經濟手段，指各種電價、直接經濟激勵和需求側競價等措施對電力負荷進行調節和引導用電需求。 （3）引導手段，對用戶進行消費引導的一種有效的、不可缺少的市場手段。（4）行政手段，是指政府及其有關職能部門，通過法律、標準、政策、制度等規范電力消費和市場行為，推動節能增效、避免浪費、保護環境的管理活動。

3 需求側管理系統結構

需求側技術系統是營銷技術支持系統的重要組成部分，由電力負荷管理系統、用電服務系統、集中抄表系統構成。 各子系統由主站、通信網絡與現場終端組成。 為適應需求側管理技術、支持現場信息共享及綜合應用，把獨立運行的各個子系統設計并建設成一個分布式的網絡型主站系統。

需求側技術系統的終端設備采用模塊化設計，配置不同的通信模塊就可適應現場不同的通信要求。按終端功能劃分，有以下終端設備：標準型負荷管理終端；標準用電服務終端；抄表終端（采集模塊、手持抄表器）。

4 功能

4.1 負荷控制與管理

4.1.1 負荷控制功能

負荷側控制有兩種方式：按區域分片控制，對全區域、分區域或單個用戶進行即時或定時的負荷控制(投入或切除)，控制的模式有功率、電量、功率因數3 種；按負荷容量控制，將用戶按容量大小分幾等級，可以選定一個或幾個容量等級的用戶進行負荷控制。

4.1.2 遠方監控功能

遠方監控指對單個用戶的負荷進行抄表、跳合閘、監視等。遠方抄表：可以定時地對所有用戶的負荷進行抄表，或任意地對選定用戶的負荷進行實時抄表。遠方跳合閘：對選定的單個用戶，利用有線或無線方式使其個負荷開關跳閘或合閘。 遠方監視：對于選定的用戶，以圖形、曲線、文字、表格、聲音等方式顯示，提供即時抄表的所得內容。 歷史記錄：除抄表所得數據形成的記錄之外，還可以形成報警、人工開關操作、負荷側操作、通信失敗等記錄。

4.2 遠方抄表與電能計費

數字電子式電能表是以微處理器為核心，采用A/D 轉換對來自電流、電壓互感器的電流與電壓進行交流采樣與數字化處理。 多功能電子式電能表的功能可分為：用電計測功能，包括累計計量與實時計量；監視功能，主要有最大需量監視(計量窗口通常為15min，滑差為1min)與防竊電監視等；控制功能，主要為復費率分時計費的時段控制，有的電能表還具有負荷控制功能；管理功能，主要包括按時段/費率進行計費、抄表以及組網管理等，費率可根據季節、星期、日或特殊節假日或峰谷期有所不同， 費率由供電部門設定； 其他功能還有缺相指示、斷電、恢復供電時間記錄與電壓異常報警等。 抄表電能計費一般有以下方式：手工抄表方式；預付費電能計費方式；本地自動抄表方式；遠程自動抄表方式。

4.3 線損統計與分析

線損的統計分析功能建立在所有考核點的計量表記均實現遠方抄表的基礎上， 遠方抄表的數據可來源于系統內各類終端、 調度SCADA 系統、變電站能量采集系統、公用配電變壓器等。 可對具備條件的線路、變壓器臺區、營業管轄區進行日、月、年或任意期間內的線損統計分析。

5 結語

綜上所述，電力負荷控制技術是實施計劃用電、節約用電、安全用電的技術措施，具有遙控操作、負荷控制、遠程抄表、實時監控等功能，為需求側管理提供了有效的技術支持，負荷控制系統的應用使需求側管理工作有了相應的成效，利用負荷控制系統進行負荷管理，提高了客戶終端用電效益，電力負荷控制系統也將在用電管理現代化實現的進程中起到越來越重要的作用。

［1］魏杰.電力負荷控制技術的發展與應用綜述[J].黑龍江電力,2007(2).

［2］麥卓成.電力需求側管理在客戶節能服務中的應用[J].電力需求側管理,2008(1).