关于电力负荷控制技术运用的探讨

连云港供电公司 胡碧燕 陆海燕

1.电力负荷控制技术

1.1 无线电力负荷控制技术

无线电力负荷控制技术采用无线电波作为信息传输通道，控制中心通过无线电台与中转站、接收执行站交换信息，向大中小各用户发送各种负荷控制指令，控制用户侧用电设备的控制系统，实现负荷控制目的。

1.2 工频电力负荷控制技术

工频电力负荷控制技术要求在每个变电站装设一台工频信号发射机，应用配电网络作为传输通道。其基本原理是根据控制中心发来的控制信号，在配电变压器低压侧，在电源电压过零点前25°左右时产生一个畸变，该畸变信号返送到10kV侧，再传输给该变电站的低压侧。

由于畸变是按照信息编码的要求产生的，所以在接收端通过判别电压过零前的畸变来接收编码信息，即可实现用户侧的负荷控制。

1.3 载波电力负荷控制技术

传统的载波通信是把载波信号耦合到高压线的某一相上，经高压线传送，接收端通过从同一相的高压线上获取此载波信号来实现一对一的远方通信。而载波负荷控制技术是把调制到10kHz左右频率的控制信号耦合到配电网的6～35kV母线上，并随配电网传输到位于电网末端的低压侧。位于低压侧的载波负荷控制接收机从电源中检测出此控制信号，完成相应的控制操作。载波电力负荷控制能直接控制到千家万户，有很好的扩展性。

1.4 音频电力负荷控制技术

音频电力负荷控制技术的基本原理与载波电力负荷控制技术相似。该控制技术是在系统内每个变电站装设一套信号注入设备，与变电站一次设备相连。注入设备包括载波式音频信号发射机、站端控制机与信号耦合装置。站端控制机接受来自控制中心的负荷控制命令，转入载波式音频信号发射机，发射机把此命令变成大功率的控制信号，经信号耦合至配电网中，实现载波（音频）控制信号叠加到配电网上，最后传输至用户侧。安装在用户侧的电力负荷控制终端从电源中检测出控制信号，完成相应的操作。

2.应用电力负荷控制系统进行需求侧管理分析

2.1 实施电力需求侧管理的意义

实施电力需求侧管理能够有效缓解电力供需矛盾，引导电力用户优化用电方式，提高终端用电效率，最大限度地提高电力资源利用率，减少资源消耗，达到节约能源、保护环境、优化电力资源配置地目的，实现能源、经济、环境的可持续发展。

2.2 需求侧管理的内容和实施手段

需求侧管理的主要内容有三点：(1)提高能效；(2)负荷管理；(3)能源替代、余能回收及新能源发电。其中负荷管理又称负荷整形，通过技术、经济措施及必要的行政引导激励用户调整其负荷曲线形状，有效地降低电力高峰需求或增加电力低谷需求，提高电力系统的供电负荷率，从而提高供电企业的生产效益和供电可靠率。

图1 需求侧系统结构示意图

负荷管理有三种基本类型。(1)削峰：在电网高峰负荷期减少用户的电力需求；通过削峰，降低电网的高峰负荷；(2)填谷，在电网低谷时段启用系统空闲的发电容量，增加用户的电力电量需求；(3)移峰填谷，将电网高峰负荷的用电需求推移到低谷负荷时段，同时起到削峰和填谷的双从作用。在电力需求侧管理的实施手段方面，主要包括：(1)技术手段，通过采用先进的节电技术和高效设备来提高用电效率；本文正是详述的应用电力负荷控制系统这一有效技术手段进行需求侧管理达到负荷整形从而提高客户终端用电效益。(2)经济手段，指各种电价、直接经济激励和需求侧竞价等措施对电力负荷进行调节和引导用电需求。(3)引导手段，对用户进行消费引导的一种有效的、不可缺少的市场手段。(4)行政手段，是指政府及其有关职能部门，通过法律、标准、政策、制度等规范电力消费和市场行为，推动节能增效、避免浪费、保护环境的管理活动。

3.需求侧管理系统结构

需求侧技术系统是营销技术支持系统的重要组成部分，由电力负荷管理系统、用电服务系统、集中抄表系统构成。各子系统由主站、通信网络与现场终端组成。为适应需求侧管理技术、支持现场信息共享及综合应用，把独立运行的各个子系统设计并建设成一个分布式的网络型主站系统。系统结构如图1所示。

需求侧技术系统的终端设备采用模块化设计，配置不同的通信模块就可适应现场不同的通信要求。按终端功能划分，有以下终端设备：标准型负荷管理终端；标准用电服务终端；抄表终端(采集模块、手持抄表器)。

4.功能

4.1 负荷控制与管理

(1)负荷控制功能

负荷侧控制有两种方式：按区域分片控制，对全区域、分区域或单个用户进行即时或定时的负荷控制(投入或切除)，控制的模式有功率、电量、功率因数3种；按负荷容量控制，将用户按容量大小分几等级，可以选定一个或几个容量等级的用户进行负荷控制。

(2)远方监控功能

远方监控指对单个用户的负荷进行抄表、跳合闸、监视等。远方抄表：可以定时地对所有用户的负荷进行抄表，或任意地对选定用户的负荷进行实时抄表。远方跳合闸：对选定的单个用户，利用有线或无线方式使其个负荷开关跳闸或合闸。远方监视：对于选定的用户，以图形、曲线、文字、表格、声音等方式显示，提供即时抄表的所得内容。历史记录：除抄表所得数据形成的记录之外，还可以形成报警、人工开关操作、负荷侧操作、通信失败等记录。

4.2 远方抄表与电能计费

数字电子式电能表是以微处理器为核心，采用A/D转换对来自电流、电压互感器的电流与电压进行交流采样与数字化处理。多功能电子式电能表的功能可分为：用电计测功能，包括累计计量与实时计量；监视功能，主要有最大需量监视(计量窗口通常为15min，滑差为1min)与防窃电监视等；控制功能，主要为复费率分时计费的时段控制，有的电能表还具有负荷控制功能；管理功能，主要包括按时段/费率进行计费、抄表以及组网管理等，费率可根据季节、星期、日或特殊节假日或峰谷期有所不同，费率由供电部门设定；其他功能还有缺相指示、断电、恢复供电时间记录与电压异常报警等。

抄表电能计费一般有以下方式：手工抄表方式；预付费电能计费方式；本地自动抄表方式；远程自动抄表方式。

4.3 线损统计与分析

线损的统计分析功能建立在所有考核点的计量表记均实现远方抄表的基础上，远方抄表的数据可来源于系统内各类终端、调度SCADA系统、变电站能量采集系统、公用配电变压器等。可对具备条件的线路、变压器台区、营业管辖区进行日、月、年或任意期间内的线损统计分析。

5.结语

综上所述，电力负荷控制技术是实施计划用电、节约用电、安全用电的技术措施，具有遥控操作、负荷控制、远程抄表、实时监控等功能，为需求侧管理提供了有效的技术支持，负荷控制系统的应用使需求侧管理工作有了相应的成效，利用负荷控制系统进行负荷管理，提高了客户终端用电效益，电力负荷控制系统也将在用电管理现代化实现的进程中起到越来越重要的作用

[1]魏杰.电力负荷控制技术的发展与应用综述[J].黑龙江电力,2007(2).

[2]麦卓成.电力需求侧管理在客户节能服务中的应用[J].电力需求侧管理,2008(1).