浅谈电力负荷控制的基本原理及其控制策略

高楠　顾兵

【摘要】本文首先介绍了电力负荷控制系统的组成，阐述了电力负荷控制系统的工作原理，并着重对该系统的控制及管理过程进行了探讨，以此希望给予电力行业人员以有意义的借鉴，为我国电力事业的发展做出贡献。

【关键词】电力负荷控制；原理；控制策略

随着我国经济和科学技术水平的快速发展，电力负荷控制技术及其电力负荷控制产品的发明和创造，在很大程度上提高了我国在这一领域的技术实力。本文将结合本人的工作经验，首先对电力负荷控制的原理进行论述，并分析了电力负荷的控制方法，以此希望为同行业人员提供有意义的借鉴。

1、负荷系统的组成及工作原理

电力负荷控制是一个集合计算机、自动化控制、信息等多类学科的应用技术，通过该技术可以对电力营业抄收、数据采集及其管理等进行有效的控制。

1.1负荷系统的组成

电力负荷控制系统主要包括负荷控制中心、控制终端及通信系统。负荷控制中心（主控站）的主要功能是对各负荷终端进行控制和监视；控制终端是一种接受主控站控制与监视的设备，其安装于客户端。我国当前的负荷管理主要是以地市为主控站基础，直接管理大、中、小客户的用电负荷。

1.2负荷系统的工作原理

控制终端包括主控单元、输入输出单元、电台、显示单元、调制解调单元和开关电源。在接通控制终端电源后，该系统程序将自动初始化并进入上电复位运行。在中心站发出信号后，终端天线接收指令，再由电台解调成低频的FSK信号并传输至解调单元，经调制解调后的数据信号将发送给主控单元，最后由主控单元对数据进行分析与识别并执行操作。通常中心站发出的命令分为播命令和单点命令，播命令是向所有区域内的终端发出的命令，单点命令是向选定的终端发出的命令。控制终端将根据命令对数据进行采集，并由异步串行接口将数据传输至调制解调单元进行制，最后将信号由电台和天线发回中心站。

在控制终端接受功率定值、功控投入等命令时，将执行域内闭环控，并发出声光信号。当负荷功率超出设定值或处于受控状态时，将立即进入报警累计状态，超出报警设定值后，控制终端将开始第一次跳闸。若终端负荷功率仍然超核，将进行后续的轮次跳闸，直至负荷低于规定值后，终端解除报警。当中心站发出解除功控命令时，终端将熄灭功控指示灯，并允许客户合闸。

当中心站向控制终端发出电量控制命令时，在日或月用电量达到规定电量的80%后，终端将发出报警信号，直到超出定值電量，终端将对主进开关跳闸。在日或月末，或终端接受中心站解除限电命令后，终端将自动解除限电状态，并允许客户合闸。另外，终端可在汉字显示单元中显示中心站发来的汉字信息，并会通过485接口对客户用电量进行抄送并发回中心站。

2、电力负荷控制及其管理

2.1电力负荷控制的方法

电力负荷的控制方法可以概括为直接法、间接法、分散法和集中法。直接控制法是在用电高峰时段，将部分可间断供电的负荷进行切除的一种方法；间接控制法是根据峰谷时段的用电量或客户的最大用电量，采取不同的电价来刺激客户的削峰填谷；分散控制法是根据负荷曲线，通过装设于客户端的定时开关等对客户的用电负荷进行控制；集中控制法是按照负荷曲线，通过负荷主控站，并借助控制信道和装设于客户端的装置，对客户可间断的用电负荷进行控制。

2.1.1远程监控

远程监控主要是对单个用户的电力负荷进行抄表、监视、跳合闸、历史记录等操作。远程抄表可以对所有或指定的用户用电负荷进行实时抄表；远方监视是以文字、图形、声音、表格、曲线等方式，显示出选定客户的负荷信息及其实时抄表的所有内容。远程跳合闸是利用有线或无线的方式，对选定的单个客户进行电力负荷的跳闸或合闸；历史记录可以查找客户以往的电力负荷过载形成的报警记录、通信失败记录、人工开关操作记录、负荷侧的操作记录以及定时抄表所得的数据形成的记录。

2.1.2远程抄表及电量计费

电子式数字电能表的核心是微型处理器，其采用A/D转换模式处理电压和电流互感器中的电压与电流的数字化转换和交流采样。多功能的电子式电能表，其功能主要包括用电计测功能、监视功能、控制功能、管理功能和其他功能。用电计测功能包括累计和实时计量；监视功能包括防窃电监测功能和最大用电需求量监测等；控制功能主要体现在复费率时段的分时计费，但也具有对负荷进行控制的功能；管理功能主要体现在时段和费率的计费、抄表以及组网方面，时段可分为季节、月、日、特殊节假日等，也可根据峰谷期的不同定时。费率则由供电部门进行设定。抄表主要有手工抄表、本地自动抄表、远程自动抄表方式；其他功能主要包括缺相指示、电压异常报警、断电和恢复供电记录等。

2.1.3线损的统计分析

在所有终端的计量表都具有远程抄表功能的情况下，则可以建立线损的统计与分析功能。远程抄表的数据主要来源于系统内的各类终端、公用配电变压器、变电站能量采集系统和调度SCADA系统等。通过此功能可以对变压器台区、营业管辖区、管控线路，开展特定或任意时间段的线损统计和分析。

2.2电力负荷的管理

在电力负荷进入高峰或低谷负荷阶段，其管理方法主要包括：1）在电网的高峰负荷期，通过削峰减少客户对电力的需求，从而降低电网的用电负荷；2）当电网中的用电量进入低谷阶段时，启用系统中空闲的发电容量，以此增加客户的用电需求；3）将电网中的高峰负荷阶段推移至低谷负荷时段，以此起到削峰和填谷的双重功能。

电力需求侧的管理主要包括以下方法：1）行政管理。政府或其他管理部门，通过法律、政策、制度和标准等为管理依据，约束电力市场的消费行为，开展保护环境、节能降耗、避免浪费等的宣传活动；2）经济管理。指阶梯电价、经济鼓励和需求侧竞价等方式，引导和调节电力负荷的需求。3）技术管理。应用先进的节电技术和采用高效的设备，以此提高用电效率；4）引导管理。积极开展客户电力消费观念的引导工作，以节能降耗为荣，以用电浪费为耻。

3、结束语

电力负荷控制是一个集合数学、计算机、信息自动为一体的技术方法，该技术具有远程抄表、遥控操作、负荷控制、实施监控等多项功能，极大地提高了工作效率和安全措施。因此，作为电力行业工作者，只有彻底地掌握电力负荷控制系统的基本原理，科学的进行电力负荷管理，才能从真正意义上提高用电效率，为我国电力事业的进一步的发展和创新做出贡献。

参考文献

[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]徐任武.技术移荷：DSM工作的当务之急[J].电力需求侧管理，2001（01）.

作者简介

高楠（1983年9月）男，汉族，大学本科，助理工程师，从事电力工程技术工作。

顾兵（1969年3月）男，汉族，大学专科，助理工程师，从事电力工程技术工作。