電力負荷控制技術發展研究

傅文進 楊蘇 吳秋池

摘 要：電力負荷控制系統在維護電網穩定運行方面發揮著重要的作用，通過負荷監控來實現削峰、填谷、移荷以及政策性節點降載等方式，來對電力負荷進行科學化的控制，在保證電網系統穩定可靠運行的同時，推進電力企業經濟效益和社會效益的提升，為社會生產生活提供更大的便利。

關鍵詞：電力系統；負荷控制；無線通信；

1電力負荷控制系統的工作原理和功能

電力負荷控制系統主要使用了有線、無線和載波等通信方式，并在用戶側安置相應的信號采集控制裝置，最終將所有的信號匯集到電力企業的控制系統中，在此基礎上進行相應的分析、處理和控制。通常情況下，電力負荷控制系統能夠包含主臺軟件、硬件設備、終端裝置、數據資料的信號收發設備等方面。隨著電力負荷控制系統的不斷發展，它已經逐漸成為我國當前進行電力負荷工作控制的主要手段和方式，對于電網系統的順利運行起到了十分重要的保障和促進作用。從電力負荷控制系統具有的功能方面來看，它能夠進行遙測、遙感和遙控，這也就是說，通過使用電力負荷控制系統能夠在遠距離的情況下，對電力運行系統進行信號采集、終端抄表、負荷控制和信號分析工作。需要注意的是，電力負荷控制系統還能夠對計量柜和電表的用電情況進行全面有效的監控故障，如果電網運行中出現了一些異常情況，該控制系統能自動的產生警報信號，提醒相關人員進行維修。電力負荷控制系統的主臺能對終端信息的上傳工作進行有效的支持，這樣它就能夠發揮人工召測和定時召測的作用，同時還能夠實現對電信號和功率的控制，對電網運行的全過程進行有效的記錄和分析。

2電力負荷控制技術的發展與應用

隨著電力工業的發展和科學技術水平的提高，對電力負荷的管理提出了更高的要求，促使其由初級階段發展到高級階段，由間接控制發展到直接控制，由簡單的分散型控制發展到復雜的集中控制。

工業發展的初期，電力主要用于生活照明，發電機組容量很小，啟動方便，調整電力負荷的辦法就是按需用電時啟動、停止發電機組的運行。隨著電力在工業中應用范圍擴大，電力變成連續生產，此時靠增加或減少發電機組出力，直至增加啟停部分發電機組來調整電力負荷。

20世紀初，提出了用經濟措施鼓勵用戶均衡用電，用技術措施控制那些可間斷供電的用電設備，從而降低峰谷用電負荷差，優化負荷曲線，保持電網的經濟安全運行狀態。實行峰谷分時電價，以經濟利益為主的間接控制電力負荷的方法，目前已被世界各國廣泛采用。但在某些情況下，用經濟杠桿達到改善負荷曲線的目的，需對用戶的用電負荷采取直接的控制措施，其基礎是利用一些電氣設備具有儲能特性和間斷供電的可能性，在高峰時間這些用電設備輪流地停電。因而出現了原始的分散型直接電力負荷控制設備帶時鐘的定時開關。集中型電力負荷控制技術最早出現在英國。

20世紀30年代，英國開始研究應用音頻電力負荷控制技術，但因二次世界大戰影響而幾乎停止了發展。二戰后，法國、西德、瑞士等國家大量使用了音頻電力負荷控制裝置，并很快向全世界其它國家發展。早期的音頻電力負荷控制系統的音頻信號是由高頻旋轉電機產生的，主控機和接收機采用常規的機械-電子機構，系統工作效率不高，控制用戶的數量也受到限制。電子技術的發展，可控硅換流技術的出現和計算機的廣泛應用，使現代的音頻控制系統用計算機代替了過去的機械-電子式中央控制機，可控硅靜態換頻器成為音頻信號發生器，以微處理器為基礎構成的接收機取代了機械-電子式的接收器。現代音頻負荷控制系統在功能、價格和可靠性等方面，都遠遠超過了早期的音頻負荷控制系統。因此，音頻負荷控制系統在世界各國得到了普遍使用。

20世紀70年代后期，美國研制和應用了電力線載波負荷控制技術。到20世紀80年代初，已有4個電力公司現場使用，負荷控制點為8.8萬個。美國在引進音頻控制技術后，即開始研制和發展了無線電力負荷控制技術。至1982年，美國就已有24個供電企業裝設無線電力負荷控制系統，控制點達到50多萬個。除此之外，美國還有些電力公司使用了無線電與電力線音頻、載波相結合的電力負荷控制系統，基于公共移動網新型數據傳輸組網技術發展的新型電力負荷控制系統。衛星通信控制技術也正在被試驗應用于電力負荷控制上。目前，世界上已有幾十個國家使用了各種電力負荷控制系統，安裝的控制接收機數量達到幾千萬臺，可控制的負荷覆蓋面占世界發電設備總裝機容量的30%以上。

3我國電力負荷控制技術的發展和應用

我國電力負荷控制技術發展也經歷了從間接控制到直接控制，從分散控制發展到集中控制的過程。從20世紀50年代部分地區出現電力供應緊張開始，政府采取行政措施，均衡用電，發展到峰谷分時電價。隨著工業的大規模發展，電費支出成本中的所占比例下降，峰谷電價逐漸失去作用。國家從計劃用電的需求出發，從20世紀80年代初開始推廣電力定量器和定時開關等分散型電力負荷控制設備。隨著國家推出相應的政策和措施，電力負荷控制技術得以推廣應用，對落實計劃用電起到積極作用。

隨著公用無線通信網技術的發展，利用GSM /GPRS或WCDMA 等公用數據通信網作為電力負荷控制系統的通信信道的作法也越來越受到電力單位的關注。應用GPRS 或WCDMA 組網，較230 MH z電力專用通信系統在網絡覆蓋面、通信技術先進性等方面有明顯的優勢，且建設費用相對較少。GPRS 或WCDMA 組網系統，在終端數據采集和防竊電、用電信息服務等附加功能的多樣性上占優，在遠程抄表和配電監測方面應用也較多。但由于公網網絡無法專用，部分技術應用受到營運商限制。網絡繁忙時，也無法保證負荷控制系統的獨占性，可能造成數據延時和擁塞。且GPRS或WCDMA 技術還處于不斷完善階段，負荷控制終端產品也未見到定型的成熟產品。所以目前階段的無線負荷控制技術的組網是以230MH z無線專網為主，公用數據通信網為補充的多元化組網方式。

目前，無線、音頻及載波3種負荷控制技術各有優缺點，組網時要根據當地電網的結構、地形地貌、負荷性質、密度噪聲等諸多因素以及配電調度自動化系統的要求綜合考慮，選取合適的電力負荷控制技術。升級改造現有負荷控制系統時，也要根據現有資源，建設適合的電力負荷控制系統。

4結束語

我國的電力負荷控制技術推廣應用雖晚，但近幾年發展迅速，國產無線微機、音頻電力負荷監控系統在各省級電網得到實際應用。各種新型的負荷控制設備也不斷研制生產出來，如國內自主研制的GR2001- T用電現場服務終端系統，已在多個省級電網內使用，取得了很好的經濟效益和社會效益。該系統建立在現代數字通信、計算機軟硬件技術、電能計量技術和電力營銷技術上，通過GSM /GPRS 網絡通信方式實現系統主站和現場終端之間的數據通信，具有遠程抄表、用電異常信息報警、電能質量檢測、線損分析、負荷管理和控制、居民集中抄表、變電站集中抄表等多種功能。電力負荷控制系統是實施計劃用電、節約用電、安全用電的技術手段，它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。相信，電力負荷控制技術將會得到更加迅速的發展和更為廣泛的應用。

參考文獻：

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