電力計量中負荷控制技術的發展及其應用探究

摘要：在科學技術高速發展的今天，新的技術在電力計量中得到了廣泛的應用和發展，電力計量中負荷控制新技術的應用和發展尤為突出。首先對電力計量中負荷控制技術的發展情況進行簡要概述，然后就當前電力計量中應用最為廣泛的基于無線電力負荷控制技術的負荷控制系統進行闡述，最后基于負荷控制技術的負荷控制系統在電力計量中的實際應用進行說明。

關鍵詞：電力計量；負荷控制技術；智能化；負荷控制系統

作者簡介：賈志強（1968-），男，河北唐山人，唐山供電公司開平客戶分中心，工程師；元偉（1970-），男，天津人，唐山供電公司計量部，工程師。（河北 唐山 063000）

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）33-0215-02

隨著社會主義市場經濟改革的不斷深入和發展，以及電力市場改革的不斷深化，電力部門和廣大電力客戶對電能計量工作提出了新的更高要求，負荷控制作為電力計量中的核心環節，有效的負荷控制可以改善電網負荷曲線形狀，使電力負荷較為均衡，以提高電網運行的經濟性、安全性和提高投資效益。實踐證明，有效借助當前高速發達的計算機及網絡通信等信息技術，構建基于電力負荷控制技術的電力負荷控制系統，以實現電力計量中負荷控制的高效管理，對促進當前電力系統的發展具有非常重要的意義。

一、電力負荷控制技術的發展情況概述

1.國外發展情況

早在20個世紀30年代，發達的工業資本主義國家英國就開始了基于音頻技術的相關電力負荷控制技術的研究。在亞洲，日本也開始從歐洲引進相關技術，并于20世紀60年代開始有關電力負荷控制技術的相關研究。美國從20世紀70年代開始重視電力負荷控制技術的發展，不僅從英國引進了基于音頻技術的電力負荷控制系統設備的制造技術，而且開始著手研究和發展無線電力負荷控制技術。20世紀80年代以來，美國還成功研制和使用了電力線載波負荷控制技術。目前世界上已經有幾十個國家使用了各種不同類型的電力負荷控制系統。

2.國內發展情況

在國內，電力負荷控制技術的研究和應用工作可分為三個階段：第一階段是探索階段，20世紀80年代，我國研究和借鑒了國外電力負荷控制技術所采用的各種方法，并自行研制了音頻、電力線載波和無線電控制等多種裝置，這些裝置先后在一些發達的一線城市得到應用；第二階段是有組織的試點階段，主要試點完全由我國自主開發的音頻和無線電負荷控制系統，分別在一些二線城市安裝使用；第三階段是全面推廣應用階段，到20世紀90年代末全國已有近200個地級城市供電系統安裝了負荷控制系統。

二、基于無線電力負荷技術的負荷控制控制系統

電力負荷控制技術發展至今，應用最為廣泛的當屬無線電力負荷控制技術，無線電力負荷控制技術的應用主要體現在無線電力負荷控制系統上。一個無線電力負荷控制系統的構成可以由圖1來描述。

由圖1所示，整個無線電力負荷控制系統由負荷控制中心、用戶終端以及中繼站等組成。

1.負荷控制中心

無線電力負荷控制中心主要由工作站、打印工作站、服務器、前置機以及UPS電源等設備組成。無線電力負荷控制中心作為整個電力負荷系統的命令發布中心和數據采集中心，該中心發出的各種查詢和控制命令，經無線通道直接傳送到用戶終端（包括單向控制用戶終端和雙向控制用戶終端）。其中，負荷控制中心對用戶終端的控制根據終端的類別分為以下兩種情況：一是對單向控制用戶終端而言，負荷控制中心可通過定量控制方式以及遙控跳閘等方式來控制各種電氣設備；二是對雙向控制用戶終端而言，負荷控制中心可定時發出巡檢命令和控制命令，通過逐站收集雙向用戶終端反饋的數據信息來執行與單向控制終端相同的操作。

2.用戶終端

用戶終端主要由主控板、顯示板、電源以及外圍設備接口等設備組成，無線電力負荷控制系統中的用戶終端主要安裝在需要采集和返回用電數據的用戶配、變電站。無線電力負荷控制系統中的用戶終端具有如下兩個方面的作用：一是接收控制中心發來的命令，并按照控制中心發來的命令實現本地用電功率控制和電量控制；二是將用戶配、變電站的用電情況返回給控制中心。

3.中繼站

對于一些地形較復雜或被控區域過大的區域，在實現負荷控制中心和用戶終端進行通信時，還需要若干個中繼站，中繼站起信號中繼的作用，使系統控制的范圍更大。中繼站主要具有如下兩個方面的作用：一是把無線電力負荷控制系統控制中心發給用戶終端的信號進行接收、調解和信號功率放大，最后通過天線發射出去，以使更大覆蓋范圍的用戶終端可以接收控制中心發來的信號；二是接收解調控制中心所不能直接覆蓋的用戶終端回饋的信號，然后再把接收到的信號功率進行放大，通過天線發射出去，以使控制中心能夠正確接收處理更遠區域里的用戶終端回傳的信息。

三、負荷控制技術在電力計量中的實際應用

1.基于負荷控制技術的負荷控制系統在電力計量中的應用說明

當前，負荷電力控制技術在電力計量中的應用主要體現在采用負荷控制技術建立的電力負荷控制系統在電力計量中的應用，包含如下幾點：一是數據的采集和共享。系統可以實現電能雙向計量，還可以自動采集客戶電能量數據、電能質量數據、各種電氣和狀態數據，對數據進行合理性檢查、分析和存儲管理。而且所有數據可以通過統一的平臺進行管理和發布，實現信息共享。二是負荷記錄。系統的負荷記錄功能提供了客戶可以定制的數據存儲機制，同時支持靈活的查詢方式、大容量的數據存儲。負荷記錄包括好幾類曲線，每類曲線包含若干數據，這些數據基本涵蓋了電力計量中的關鍵數據。三是遠程控制。系統支持從主站以密文方式下發命令，執行跳閘、允許合閘、報警、報警解除、保電、保電解除等操作，確保電力計量中相關負荷控制的有效執行。

2.負荷控制系統實際應用的注意事項

為了更好地發揮負荷控制系統在電力計量中的優勢，要求在將負荷控制系統投入實際使用時應注意如下幾點：首先，專用變壓器供電的電力用戶均應安裝電力負荷控制終端裝置，這是使用負荷控制系統有效開展電力計量工作的重要前提。其中新增用戶，應同步安裝電力負荷控制終端裝置，已經供電的用戶，應按照相關要求分期分批進行安裝、調試和投運電力負荷控制終端。其次，相關電力企業管理部門應組織制定電力負荷控制系統裝置的施工管理制度和工藝標準，保證系統裝置的安裝調試質量，同時加強對所轄各地區電力負荷控制系統的實用化評價，不斷完善和提高系統運行水平，更好地服務電力計量工作；最后，接入電力負荷控制系統的用戶端開關，應由供電企業和電力用戶共同選定，并在工程設計圖上標明接線位置，然后根據用電負荷的重要程度分輪次接入相應開關。另外，需要注意的是電力負荷控制終端裝置不得以任何方式接入貿易結算用計量點的電能計量二次回路，確保電力計量數據采集的精確性。

3.負荷控制系統應用于電力計量的優勢

目前我國采用電力負荷控制技術建立的負荷控制系統大多具有當地閉環控制、遠程遙控控制、中繼站控制、系統參數設置、系統操作以及用電管理等功能，這些功能在電力計量中的應用具有如下幾個方面的優勢：一是通過負荷控制系統可以對電力負荷以及客戶的用電狀況進行實時監測，通過了解負荷特性，有助于在用電高峰時段實行削峰填谷，使日負荷曲線變得比較平坦，就能夠使現有電力設備得到充分利用，通過優化電網運行方式，以及平衡電力資源來確保電力供應，從而推遲擴建資金的投入。二是可以穩定電網的運行方式，提高供電的可靠性，負荷控制系統的相關功能模塊能夠對一些故障迅速做出反應，從而確保電網安全穩定。同時還可以通過電力負荷控制系統來有效提高對用戶監視的準確率和控制的正確率，控制線路拉閘情況，提高電網的用電負荷率，確保電網的安全穩定運行。三是負荷控制系統可以對客戶、電量、電價、電費等營銷和服務的關鍵指標和環節實行集約化、精細化管理，另外控制中心通過電力負荷控制反饋的數據情況可以搞清各用電企業的用電特性，并據此制定可主動避峰、可安排輪休的工業用電負荷管理目標，實現電力運行方式的優化。同時根據相關數據的統計結果可以對當前電力市場運營情況、營銷能力、市場發展趨勢及服務客戶的能力等進行綜合分析和深度挖掘，開展市場前景預測，為電力部門制訂營銷管理目標及營銷決策提供科學的依據。

四、結語

采用電力負荷技術建立的電力負荷控制系統是實施整個電力系統計劃節約用電和安全用電的重要技術手段，充分發揮電力負荷控制系統在電力計量中的各種技術優勢，對促進用電管理現代化的發展進程具有非常重要的作用。相信隨著電力負荷控制技術的不斷成熟和發展，新的電力負荷控制技術將會在電力計量中得到更為廣泛的應用和發展。

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