智能電網(wǎng)負荷管理系統結構功能 電力負荷管理與調荷技術(shù)（三）

一、供電企業(yè)負荷管理系統結構

供電企業(yè)的負荷管理系統主要側重于全面監控用戶(hù)用電情況，及時(shí)采集電力用戶(hù)的用電數據信息。并在數據采集基礎上將數據信息進(jìn)行發(fā)布，為電力生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)服務(wù)。根據供用電形勢，制訂負荷管理策略，執行負荷控制方案，積極推進(jìn)需求側管理項目，為大用戶(hù)提供特殊技術(shù)支持和服務(wù)等。

供電企業(yè)的負荷管理系統結構如下圖所示。

供電系統負荷管理系統結構圖

建立在供電企業(yè)的負荷管理中心為系統主站，包括由服務(wù)器、前置通信機、管理工作站等組成的計算機網(wǎng)絡(luò )，此外還包含各類(lèi)數據通信設備。

現場(chǎng)設備包括負荷管理終端或其他數據采集終端(如公用變壓器監測終端)，用于采集、計算存儲現場(chǎng)的電力數據，并執行負荷控制功能。

主站與終端之間一般通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據傳輸，無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )包括供電企業(yè)投資興建的基于230M通信的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )和基于公用無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )(如中國移動(dòng)公司的GPRS和中國聯(lián)通的CDMA)。前者通信網(wǎng)絡(luò )由供電企業(yè)負責維護，一旦建成，不需要額外的運行費用。后者由專(zhuān)門(mén)的通信服務(wù)商負責維護，但供電企業(yè)需要承擔運行費用。

供電企業(yè)的負荷管理系統可分為集中式負荷管理系統與分布式負荷管理系統。

1.集中式負荷管理系統。其特點(diǎn)是在一個(gè)地區建立一個(gè)集中的負荷管理中心，用電用戶(hù)的數據都集中到該中心。在我國，負荷管理系統一般按地市級權限分別建立。在這種模式下，縣級供電企業(yè)不再建立獨立的負荷管理中心，用電數據信息通過(guò)企業(yè)內部網(wǎng)絡(luò )獲得。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是負荷信息集中管理，標準統一，并能節省主站的投資。

2.分布式負荷管理系統。除在一個(gè)地區建立一個(gè)集中的負荷管理中心外，由各地下屬供電企業(yè)單獨建立負荷管理中心，獨立進(jìn)行各自系統的運行與管理，主負荷管理中心通過(guò)網(wǎng)絡(luò )對下屬分系統進(jìn)行運行監控。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是增加了系統運行的可靠性，但需要增加部分設備投資。

二、供電企業(yè)負荷管理系統功能

供電企業(yè)建立的負荷管理系統，主要實(shí)現的幾大功能包括：數據采集、負荷控制、需求側管理與服務(wù)支持、電力營(yíng)銷(xiāo)管理支持、系統運行管理等。

1. 數據采集功能

負荷管理系統的第一大功能便是數據采集，只有建立在完整準確的數據信息基礎上，才能實(shí)施其它功能，負荷管理系統的數據采集包括負荷管理中心主站對用電現場(chǎng)監控終端的數據采集及負荷管理終端對計量電能表和與之相關(guān)的其它監測設備的數據采集。負荷管理系統所采集的數據信息內容有基本負荷數據、基本電能量數據、電能質(zhì)量數據、工況類(lèi)數據、事件記錄數據，用戶(hù)端其他相關(guān)設備提供的數據。

一般來(lái)說(shuō)，負荷管理中心主站對終端的數據采集方式有以下兩種模式。一種模式是定時(shí)采集，這種采集模式主要有主站通過(guò)定時(shí)巡測將所有監控終端數據召測到負荷管理中心數據庫，或者終端定時(shí)主動(dòng)將數據上報給主站，對采集失敗的終端數據有自動(dòng)補收功能并給出相應的運行記錄。二是隨機收集(隨機召測)。主站系統可以任意選址、選項對某些終端的指定數據進(jìn)行隨機數據采集

2. 負荷控制功能

負荷控制是現場(chǎng)監控終端在系統主站的集中管理下，通過(guò)對用戶(hù)側配電開(kāi)關(guān)的控制，從而達到調整和限制負荷的目的。負荷控制功能包括定值閉環(huán)控制(功率控制和電量控制)、遠方遙控、負荷控制策略和技術(shù)的管理。

1)定值閉環(huán)控制。定值閉環(huán)控制包括功率控制(簡(jiǎn)稱(chēng)功控)和電量控制(簡(jiǎn)稱(chēng)電控)。通過(guò)數據通信通道，負荷管理中心主站設定用戶(hù)的負荷定值，功控實(shí)現的邏輯是：現場(chǎng)監控終端連續監測用戶(hù)用電負荷，當用戶(hù)用電負荷超過(guò)所設定的負荷定值時(shí)，自動(dòng)判斷越限用電，終端進(jìn)行現場(chǎng)告警，并控制用戶(hù)端配電開(kāi)關(guān)，實(shí)現閉環(huán)控制，以便將用電負荷限制在規定的定值水平之下。當用電負荷小于設定的定值或當前時(shí)鐘越過(guò)控制時(shí)間段時(shí)，允許用戶(hù)端配電開(kāi)關(guān)合上。電控實(shí)現的邏輯是：現場(chǎng)監控終端連續監測用戶(hù)用電量。當用電量超過(guò)電量定值(由負荷管理中心主站設定)判斷越限用電、終端進(jìn)行現場(chǎng)告警并能夠控制用戶(hù)端配電開(kāi)關(guān)，以便將用電量限制在規定的定值水平之下。當追加用電量定值，使得用電量小于定值后，允許用戶(hù)端配電開(kāi)關(guān)合上。

2)遠方遙控。遠方遙控屬于開(kāi)環(huán)控制，即控制動(dòng)作后，不進(jìn)行反饋判斷，負荷管理中心主站對終端直接下達控制命令，實(shí)現對用戶(hù)端配電開(kāi)關(guān)的遠距離控制，達到調整負荷的目的。遠方遙控常用于緊急狀態(tài)下，限制某一區域或某一線(xiàn)路下的負荷。

3)負荷控制策略和技術(shù)管理。要科學(xué)的實(shí)施DSM 項目，通過(guò)負荷管理系統調整用電負荷是必要的，這種調整必須要考慮到供電企業(yè)和用電部門(mén)的雙方利益。因此，負荷控制必須要根據當前的用電負荷及供電資源進(jìn)行控制方案的調整。在南方夏季高溫季節，用電負荷緊張，如何協(xié)調好供電企業(yè)產(chǎn)休調整計劃，確保電網(wǎng)安全對控制策略的制訂要求是非常嚴格的，并且這種策略是經(jīng)常變化的。

負荷控制功能的實(shí)施必須具有嚴格的權限和密碼檢驗措施，控制命令必須通過(guò)有效校核和確認，任何負荷控制操作必須有詳細的操作記錄。操作記錄由系統自動(dòng)生成并保證不被人為修改和刪除。負荷控制狀態(tài)的改變和控制動(dòng)作必須自動(dòng)生成詳細的事件記錄并告警。事件記錄內容包括：動(dòng)作時(shí)間、當時(shí)狀態(tài)及用電情況等。

三. 需求側管理與服務(wù)支持功能

負荷管理的主要目的是對需求側管理與服務(wù)支持。這主要體現在以下幾個(gè)方面：

1)系統對用戶(hù)端電量數據進(jìn)行采集和分析，及時(shí)準確地反映電力市場(chǎng)需求狀況，為預測負荷需求、調整電力供需平衡提供基礎數據。

2)為用戶(hù)提供用電負荷曲線(xiàn)，幫助用戶(hù)進(jìn)行用電負荷曲線(xiàn)優(yōu)化分析、企業(yè)生產(chǎn)用電成本分析，為用戶(hù)提供合理使用電能，提高用電效率，開(kāi)展能效管理等數據分析和技術(shù)指導工作。

3)落實(shí)政府批準的錯峰、避峰等需求側管理措施和方案。

4)監測用戶(hù)端電能質(zhì)量，為相應的技術(shù)及管理工作提供基礎數據信息。

5)為判斷供電故障提供數據依據，提高故障搶修響應能力。

四. 電力營(yíng)銷(xiāo)管理支持功能

負荷管理系統對電力營(yíng)銷(xiāo)管理支持功能包括遠程抄表，電費回收，電能計量、用電稽查等。

1)遠程抄表

負荷管理中心實(shí)現每日定時(shí)遠程抄表，保證抄表的及時(shí)性并與貿易結算用電能表數據的一致性。在數據傳輸環(huán)節，通過(guò)對數據校驗、加密等手段保證數據的安全性。

2)電費回收

主要體現在以下三個(gè)方面：一是負荷管理中心可利用信息發(fā)布功能，向用戶(hù)發(fā)送相應催費信息;二是利用負荷控制功能，實(shí)施催費限電，當用戶(hù)違背電力法，不按時(shí)履行繳納電費義務(wù)時(shí)，可利用負荷控制功能限制用戶(hù)繼續用電;三是負荷管理系統提供預售電控制功能，保護供電企業(yè)的正常利益。

3)電能計量及用電秩序管理

負荷管理系統實(shí)現對用戶(hù)端電能計量裝置運行狀況的在線(xiàn)監測，及時(shí)發(fā)送異常情況報警，為電能計量裝置的技術(shù)管理提供了支撐平臺。具體包括以下三個(gè)方面：一是負荷管理終端通過(guò)數據接口，連續(循環(huán))讀解電能表數據，實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測電能計量裝置的運行狀況，對掉電、斷相、欠壓、逆相序、編程計數、時(shí)鐘偏差等異常工況自動(dòng)報警，并提供事件記錄和相關(guān)數據;二是在線(xiàn)監測開(kāi)關(guān)量的變位狀況，及時(shí)發(fā)現開(kāi)關(guān)狀態(tài)變位及設施異動(dòng)情況(如擅自開(kāi)啟計量柜門(mén)等)，并報警和提供相應的事件記錄和數據;三是為用電異常分析提供依據，開(kāi)展負荷跟蹤對比等綜合數據監測分析功能。

五. 營(yíng)銷(xiāo)分析與決策分析支持功能

負荷管理系統數據采集到主站服務(wù)器后，通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)現數據共享，可為電力營(yíng)銷(xiāo)管理與分析決策提供技術(shù)支持，這主要表現在以下幾個(gè)方面。

1)基于采集的基礎數據，電力企業(yè)可開(kāi)發(fā)后臺應用軟件，實(shí)現電力銷(xiāo)售市場(chǎng)分析和負荷的短、中期預測功能。

2)可對各行業(yè)用電進(jìn)行有效統計和分析，并在此基礎上進(jìn)行行業(yè)的負荷預測。

3)在需求側管理政策指導下，用戶(hù)積極參與負荷管理，縮小峰谷比，改善負荷曲線(xiàn)，這就需要在負荷管理系統基礎數據上，進(jìn)行電價(jià)激勵實(shí)施效果評估及電價(jià)調整量化分析。

4)對分