電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在需求側(cè)管理中的應(yīng)用探討

劉 青

(連云港供電公司,222000)

2013年，我國大部分地區(qū)出現(xiàn)了歷史罕見的持續(xù)高溫天氣，華北、華東、華中等地區(qū)電力供需形勢緊張。當(dāng)前電煤供應(yīng)困難的問題沒有得到根本性解決，局部地區(qū)依然存在因電煤供應(yīng)不足導(dǎo)致停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)入7月以來，江蘇電網(wǎng)負(fù)荷屢次刷新歷史記錄，最高用電負(fù)荷突破8000萬千瓦。面對嚴(yán)峻的供用電形勢，科學(xué)合理的開展有序用電顯得尤為重要。電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在掌握電力用戶負(fù)荷情況、引導(dǎo)電力客戶優(yōu)化用電方式等方面發(fā)揮著重要作用，是開展有序用電的最主要技術(shù)手段。

1 電力負(fù)荷控制系統(tǒng)

1.1 電力負(fù)荷控制系統(tǒng)定義

電力負(fù)荷控制技術(shù)把用戶負(fù)荷作為控制的對象，是一種非控制發(fā)電廠型的電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動技術(shù)。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)精確的負(fù)荷、電量限制，對超量用電的用戶進(jìn)行可靠控制，并且在用電高峰期切除非必備的或者是可以暫時(shí)中斷的用電設(shè)備，從而有效的減輕負(fù)荷高峰期用電壓力。電力負(fù)荷控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、功率控制、電量控制、遙控操作、催費(fèi)告警、防竊電等功能，大大縮減了人力資源及時(shí)間，與此同時(shí)，利用該系統(tǒng)監(jiān)測并控制某個(gè)區(qū)域內(nèi)用戶用電負(fù)荷，形成一條較為平整、均勻的負(fù)荷曲線，有效保障了電力系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 電力負(fù)荷控制分類

電力負(fù)荷控制系統(tǒng)通常按照通信信道及組網(wǎng)的方式不同分為以下幾種：

(1) 無線公網(wǎng)通信技術(shù)

這種技術(shù)使用公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信道進(jìn)行信息的傳輸工作，同時(shí)由于無線通信技術(shù)的不同，出現(xiàn)了基于GSM、GPRS、CDMA等不同通信技術(shù)的負(fù)荷控制終端。無線公網(wǎng)技術(shù)具有無需網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、初期資金投入少等優(yōu)點(diǎn)，但存在后期運(yùn)行費(fèi)用高，受公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信狀況限制等問題。

(2) 230M無線專網(wǎng)技術(shù)

這種技術(shù)以無線電為信道，采用國家無線電管理委員會分配的頻段和地方無線電管理委員會批準(zhǔn)的頻率點(diǎn)，采用點(diǎn)對點(diǎn)通信方式。專網(wǎng)具有后期使用費(fèi)用低，自主維護(hù)實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)。但由于無線電傳播方式受地理位置影響較大，特別是在山區(qū)、丘陵地區(qū)或高樓林立的城市環(huán)境，負(fù)荷控制系統(tǒng)主站電臺可通過架設(shè)無線中繼站或遠(yuǎn)程基站來提高通信成功率。同時(shí)，隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展，基于230M信道的高速數(shù)傳系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。通過對組網(wǎng)方式、路由等技術(shù)的優(yōu)化，提出了通信速度快、基站小型化、蜂窩式組網(wǎng)、通過中繼消除盲區(qū)的組合解決方案。

(3) 載波電力負(fù)荷控制技術(shù)

在傳統(tǒng)的遠(yuǎn)方通訊中，載波信號耦合后被高壓線輸送，另一端則需要在此高壓線上進(jìn)行信息的接收，這樣就實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的信息通信。而載波電力負(fù)荷控制技術(shù)則是把10 kHz的信號耦合到電力系統(tǒng)的6～35 kV 母線上，然后通過配電系統(tǒng)到達(dá)整個(gè)電力系統(tǒng)的最尾端，也就是低壓側(cè)。載波負(fù)荷控制接收設(shè)備負(fù)責(zé)對接收的信息進(jìn)行分析，根據(jù)控制信號的要求進(jìn)行控制。

2 電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在需求側(cè)管理中的應(yīng)用

2.1 推行電力需求側(cè)管理的作用

為了緩和電力供需矛盾，優(yōu)化用戶用電的方式，推行電力需求側(cè)管理能夠大大的提高電能的資源利用效率，有利于資源的節(jié)約利用和優(yōu)化配置，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會、環(huán)境和諧統(tǒng)一發(fā)展，最終為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略增加動力。

2.2 需求側(cè)管理的方法和實(shí)施內(nèi)容

目前，電力需求側(cè)管理中采取的手段有：（1）技術(shù)方法，技術(shù)手段是指在電力網(wǎng)絡(luò)中通過先進(jìn)的、高效的裝置設(shè)備達(dá)到用電效率提高的目的；本文闡述的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)就是通過對需求側(cè)進(jìn)行管理，達(dá)到負(fù)荷調(diào)整實(shí)現(xiàn)用電效益提高的目的。（2）經(jīng)濟(jì)方法，即使用價(jià)格手段從經(jīng)濟(jì)的角度對需求側(cè)進(jìn)行引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的調(diào)整，優(yōu)化電力資源的使用。（3）引導(dǎo)方法，即采用一定的方式誘導(dǎo)用戶改變用電方式等。（4）行政方法，政府相關(guān)單位使用法律、法規(guī)、規(guī)章、制度、條例等方式促進(jìn)電力市場的良性發(fā)展，促進(jìn)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)。

需求側(cè)管理的實(shí)施內(nèi)容主要是以下三個(gè)方面：（1）增強(qiáng)效能；（2）管理負(fù)荷；（3）剩余能源的再利用。其中管理負(fù)荷也叫做負(fù)荷整形，采用政治、經(jīng)濟(jì)、法律等手段促使用戶優(yōu)化自身的用電負(fù)荷曲線，平衡電力需求高峰與低谷負(fù)荷，提升電網(wǎng)負(fù)荷率，為供電企業(yè)提高生產(chǎn)效益和實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電提供保障。

2.3 系統(tǒng)應(yīng)用在需求側(cè)管理中的成效分析

電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在對需求側(cè)進(jìn)行管理的過程中具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：

(1) 提高負(fù)荷預(yù)測正確性。負(fù)荷預(yù)測是需求側(cè)管理中不可或缺的一項(xiàng)工作，而這種負(fù)荷控制系統(tǒng)的基本功能就是數(shù)據(jù)采集，準(zhǔn)確多樣的數(shù)據(jù)資源可以為中、短期負(fù)荷預(yù)測特別是短期預(yù)測提供支持。系統(tǒng)不僅能夠?qū)崟r(shí)召測到用戶的負(fù)荷、電量、電壓、電流等各類用電數(shù)據(jù)，還能通過遠(yuǎn)程抄表功能實(shí)現(xiàn)電能表歷史數(shù)據(jù)的抄錄和存儲。此外，本系統(tǒng)還能根據(jù)不同的季節(jié)、用戶行業(yè)、生產(chǎn)類型的劃分對信息進(jìn)行分類處理，大大的提高了預(yù)測的準(zhǔn)確性，方便供電企業(yè)了解地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷特性、用電規(guī)律等信息，為科學(xué)合理編制有序用電方案提供數(shù)據(jù)支持。

(2) 電能質(zhì)量管理。電力負(fù)荷控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)量裝置在線監(jiān)測和用戶負(fù)荷、電量、電壓等重要數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，利用負(fù)荷管理終端的交流采樣等部分，獲得電壓合格率和諧波含量等。電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的電能監(jiān)測功能，既能全面掌握電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，還能通過升級負(fù)荷管理終端替代電壓監(jiān)測設(shè)備，減少電網(wǎng)資金投入。

(3) 遠(yuǎn)程抄表及電費(fèi)回收。系統(tǒng)每日定時(shí)抄表，完整采集用戶電能量數(shù)據(jù)，把采集到的數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)用于電費(fèi)預(yù)結(jié)算，不但可以減少人力投入，還能改善因人工抄表帶來的線損波動，提高抄表準(zhǔn)確率。通過預(yù)購電等技術(shù)手段為電費(fèi)回收提供支撐，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

(4) 用電負(fù)荷平衡調(diào)度作用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)科學(xué)運(yùn)行。通過對負(fù)荷曲線實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，按照行業(yè)、生產(chǎn)特性等分類，通過安排主動避峰、輪休等多種方式應(yīng)對在各個(gè)用電方案等級下的負(fù)荷管理目標(biāo)，使電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。這種技術(shù)的應(yīng)用可以大大的提高需求側(cè)負(fù)荷管理的準(zhǔn)確性和效率，一般情況下，能保證居民生活正常用電，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全運(yùn)行和電力資源的有效供應(yīng)。

(5) 用戶個(gè)性化服務(wù)。根據(jù)用戶需求，向用戶提供用電負(fù)荷等用電數(shù)據(jù)，發(fā)布用電信息，為用戶提供個(gè)性化服務(wù)與管理咨詢，引導(dǎo)用戶調(diào)整生產(chǎn)方式，科學(xué)合理用電。同時(shí)通過系統(tǒng)的中文發(fā)布功能，可實(shí)時(shí)更新電力系統(tǒng)檢修、電力預(yù)測、錯(cuò)峰限電等供電信息，以利于用電客戶合理安排生產(chǎn)。

2.4 系統(tǒng)存在的不足和改進(jìn)建議

(1) 無線公網(wǎng)通信盲點(diǎn)。目前部分省市電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主要采用GPRS公網(wǎng)通信，數(shù)據(jù)的正確性和實(shí)時(shí)性都受通信質(zhì)量的影響。公網(wǎng)通信很容易受到天氣、設(shè)備位置以及用戶端周邊環(huán)境的影響，使得傳輸信號出現(xiàn)盲點(diǎn)甚至是信息的失真。產(chǎn)生這種情況的原因有：第一，電力負(fù)荷控制設(shè)備的安裝位置偏遠(yuǎn)，移動基站的建設(shè)尚未完善，信號質(zhì)量難有保證；第二，電力負(fù)荷控制設(shè)備處于密集的建筑物或者是地下建筑中；第三，電力負(fù)荷控制設(shè)備通過串連的方式連接，由于電流互感器是使用雙繞組形式的，產(chǎn)生電磁場之間的干擾，負(fù)荷控制裝置難以接受到與實(shí)際情況相符的信號。為了克服以上缺點(diǎn)，通常要采取以下手段：第一，使用天線，通過饋線連接天線增加終端設(shè)備的信號接受范圍。第二，對通訊模塊進(jìn)行外移，使得終端的采集器與通訊模塊分開，前者進(jìn)行用戶用電信息的采集，后者置于信號較好的地段，實(shí)現(xiàn)一種聯(lián)合通訊的形式。第三，增設(shè)信號放大器或抗干擾設(shè)備。通過各種有效措施的實(shí)施來提高數(shù)據(jù)的完整新和準(zhǔn)確性，不斷地實(shí)現(xiàn)對于系統(tǒng)的完善和升級，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完全正確。

(2) 控制負(fù)荷與提供服務(wù)矛盾。兩者之間的關(guān)系在電力供應(yīng)緊張的時(shí)候顯得尤其重要，強(qiáng)制的錯(cuò)峰在一定的程度上損害了用戶的利益，因此需求側(cè)管理尤其要注重供電企業(yè)與用戶之間的友好關(guān)系，應(yīng)該營造“客戶第一為中心，市場結(jié)合為導(dǎo)向”的工作理念。歸根結(jié)底，這只是一種技術(shù)上的手段，發(fā)動用戶進(jìn)行用電的調(diào)整、改善自身電力消費(fèi)的結(jié)構(gòu)和方式才是根本的途徑。錯(cuò)峰是進(jìn)行需求側(cè)管理的一種主要方法，行政手段的實(shí)施只能是作為輔助形式。

3 結(jié)語

隨著社會用電結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的功能也逐步拓展和完善，系統(tǒng)已逐漸從單一控制轉(zhuǎn)向多元管理，從限電轉(zhuǎn)向服務(wù)，由原先的數(shù)據(jù)采集、控制，向多層次數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用方向發(fā)展，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)在需求側(cè)管理中的應(yīng)用能夠有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電、高效用電、合理用電的目標(biāo)，為電網(wǎng)和用戶迎峰度夏和節(jié)能減排服務(wù)。

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