基于多路供电线路控制最大需量系统的方法研究

李春海，李　飞 ，陈洪雨，刘晓龙，袁琳琳

(1.石家庄科林电气股份有限公司，石家庄　050001 ;2.国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄　050021)



基于多路供电线路控制最大需量系统的方法研究

李春海1，李飞2，陈洪雨1，刘晓龙1，袁琳琳1

(1.石家庄科林电气股份有限公司，石家庄050001 ;2.国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄050021)

摘要：针对用电设备的人工选择停电问题，给出了一种基于多路供电线路控制最大需量系统的方法，介绍该方法利用既定的公式自动计算出各个用电设备的当前功耗和负荷，借助控制的系统平台自动对供电设备进行选择停电，从而避免最大需量的虚增，通过该控制方法可以控制关闭设备的数量，提高设备运行的经济性、高效性和安全性。

关键词：供电线路；最大需量；需量周期；优先级；线路检修；线路倒换

大型企业用电负荷大，并由多条线路同时供电，其基本电费按最大需量收取。当出现线路检修、倒换等情况时，一路供电线路会切断，功率负荷都加到了其他供电线路上，这时工作的线路上将出现最大需量虚增，给企业造成不必要的经济损失。以下将利用负荷控制方法设计基于多路供电线路控制最大需量系统，快速准确选择最佳停运设备，从而减少用户的经济损失[1-2]。

1多路供电线路控制最大需量系统介绍

1.1背景技术

大型企业需要多条线路同时供电，电费按最大需量收取。按照电力公司的要求，凡最大需量收取基本电费的两路及以上进线的用户，各路进线分别计算最大需量，累加计收基本电费[3]。

需量指的是一个规定的时间间隔内的功率的平均值。最大需量指的是在规定的周期或结算周期内记录的需量的最大值。

如1 000 kW持续10 min后，负荷降到500 kW，又持续5 min。那么该大用户最大需量就是按照下面的计算公式计算：

(1 000×10+500×5)/15=833.3kW

如本月某个15 min内，再出现高于833.3 kW的需量，则这个数自动消失，记录后者这个更高数作为最大需量。采用最大需量计算基本电费的计费方式，可以促进大工业用户调节用电负荷，作到负荷平衡，压缩尖峰负荷，保持当地电压稳定，也可促进用户少支出基本电费，是提高企业经济效益的措施之一。

最大需量有区间式[5]和滑差式这2种计算方式，目前使用最多的是滑差式。滑差式是从任意时刻起，按小于需量周期的时间递推测量需量的方法，所测得的需量叫滑差式需量。递推时间叫滑差时间，滑差时间我国一般采用1 min。需量周期我国一般采用15 min。

1.2硬件平台方案

多路供电线路控制最大需量的系统，硬件设施包括计算机、控制设备、设备开关柜，设备开关柜中设置各设备的电磁开关。控制设备与设备开关柜中的电磁开关连接。系统中还包括连接计算机的多路供电线路最大需量实时计算装置，具备与计算机的接口、用电信息读取接口。用电信息读取接口连接至少两路供电电力线或供电电力线上的电能表。用电信息读取接口为RS485接口[6-8]，RS485接口连接电能表的RS485输出端；或者采用采用电压互感器TV和电流互感器TA直接获取电压和电流信息进而得到最大需量[9-10]。

1.3系统存储信息

多路供电线路控制最大需量方法的实现需要具备以下信息源：各供电线路的标识码、对应标识码的最大需量值；各设备的标志、功率及设备本身的优先级别。

各用电支路的优先级别以及连接到各用电支路上的设备标志；设备的综合优先级为设备本身的优先级别乘以设备所在用电支路的优先级别。

1.4系统特点

系统无需人工过多干预，自动选择并关闭一些设备以避免最大需量的虚增。在选择关闭的设备时，根据设备的综合优先级和功率来选择，关闭设备的数量可以达到最少，关闭设备的综合优先级最低，并且同时关闭相互关联的设备，避免设备的无效运行，选择过程快速准确，降低线路检修或线路倒换对企业正常生产的影响，同时，避免了对关键设备的误操作。

2最大需量实现方法

在线路检修或线路倒换前，多路供电线路控制最大需量系统选择并关闭设备以满足要求。方法实现的详细步骤如下。

2.1参数设置存储及前期准备

设置各供电线路的标识码和最大需量值：供电线路的标识码可以定义为1、2、3等，对应的最大需量值是固定的，在这里确定其对应关系。

设置各设备的标志、功率及设备本身的优先级别：将设备按一定规则设定标志，并将其标定的功率与标志对应，同时按照设备的重要程度设定设备本身的优先级别。不同设备的优先级别可以相同。

设置各用电支路的优先级别以及连接到各用电支路上的设备标志：为了方便管理，企业一般将电力线路分成若干用电支路，每个用电支路连接功能相似的设备或连接一个生产线、一个生产车间，其优先级别也有区别。如果各用电支路优先级没有区别，则可以统一设置成1。

计算并保存：设备的综合优先级=设备本身的优先级别*设备所在用电支路的优先级别，其相应的计算公式如式(1)所示:

pritotal=pridev*priline

(1)

2个优先级别确定了设备的综合优先级，选取关闭的设备以此为主要依据。设备的综合优先级可以预先计算并存储，也可以在需要时再计算。

输入需断电的供电线路的标志码。

针对每台设备，设置是否可以关闭的标志。有些设备是不可停止的，这里将不可停止的设备标注出来。

设置共同工作的共同设备列表。该列表可能不止一个，这是同时关闭几台设备的依据。

关闭一路供电线路后剩余供电线路的最大需量等于所有供电线路的最大需量之和减去需断电的供电线路的最大需量，其计算公式如式(2)所示:

S1=Detotal-Declose

(2)

式中：S1为关闭一路供电线路后剩余供电线路的最大需量；Detotal为所有供电线路的最大需量之和；Declose为需断电的供电线路的最大需量;设置阀值P，P的取值范围在0~10%，这里是设置一个冗余，如果不需要，P=0；S2是冗余值，S2=S1×P。最后的目标是关闭一些设备后，总负荷最大值满足要求，其计算公式如式(3)所示:

Deleft=S1-S2

(3)

2.2判断当前功耗

计算机通过多路供电线路最大需量实时计算装置获取当前各供电线路的负荷，计算当前各供电线路的总负荷计算公式如下式(4)所示:

Desum=ln1De+…+lnxDe(4)

式中：Desum为各供电线路的总负荷；ln1De为第1条供电线路的负荷；lnxDe为第x条供电线路的负荷。

按照计算方法减小的总功耗的计算公式如式(5)所示：

Derun=Desum-Deleft

(5)

式中：Derun为需减少的总功耗，Desum为各供电线路的总负荷，Deleft为剩余总功耗；而后进行判断，如果R大于0，设置并清空停止设备列表。设置选取关闭设备的总功率W=0，否则，提示可以进行断电操作，过程结束。

2.3选取设备

选取综合优先级最低且未经选取的设备，这里保证一个设备只判断选取一次。

首先判断针对进行判断的停运设备是否在共同设备列表中。

如果不在，该设备单独工作，判断该设备是否可以关闭并且是否开启状态，如果满足上述条件，进行选取该设备，其相应的计算公式如式(6)所示：

DecloseSel=DecloseSel0+DeSel

(6)

DeSel为选取设备的最大需量，DecloseSel为累计选取关闭设备的总需量。将该设备的标志加入停止设备列表中，判断总需量；否则，执行选取设备。

如果在，判断该列表中是否有综合优先级更高的设备，如果没有，判断该列表中是否有不可关闭的设备，如果没有，将共同设备列表中开启的设备的标志加入停止设备列表中，其相应的计算公式如式(7)所示：

DecloseSel=DecloseSel0+Destart

(7)

Destart为开启设备的需量,DecloseSel为累计选取关闭设备的总需量，判断总需量；否则，执行选取设备。

2.4判断总功率

比较DecloseSel与Derun，如果DecloseSel大于等于Derun，计算机通过控制电磁开关关闭停止设备列表中的设备，再判断当前功耗，否则，执行选取设备。

在处理共同设备列表中的设备过程中，当选取到其中综合优先级最高的设备时，再判断列表中其他设备的状态，也就是说，对其中综合优先级低的设备先不做处理，当需要判断处理其中综合优先级最高的设备时，统一处理列表中的设备。

下面是基于多路供电线路控制最大需量系统方法的逻辑流程图，如下图1所示。

图1　逻辑流程示意

3结束语

多路供电线路最大需量的系统，涉及电力计量技术，特别涉及多路供电线路的用电量计量及控制，用于线路检修或线路倒换时控制功耗。系统中计算机与设备开关柜中的电磁开关连接，系统中还包括连接计算机的多路供电线路最大需量实时计算装置，装置包括处理器、与计算机的接口、用电信息读取接口，用电信息读取接口连接至少两路供电电力线或供电电力线上的电能表。方法包括设置设备的优先级，按照设备的优先级选择关闭的设备，并比较供电线路上的总负荷，当满足要求时，停止关闭设备，提示可以断电。系统无需人工过多干预，自动选择并关闭一些设备以避免最大需量的虚增。同时可以做到控制关闭设备的数量，减少企业由于线路检修或线路倒换造成的生产上的损失，提高电力系统运行的经济性和安全性。

参考文献:

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[3]毛莹，王辉. 影响最大需量准确性的原因分析[J].江西电力，2009，33(6): 52-54.

[4]陆艳. 电能表需量周期试验方法的分析[J]. 浙江电力， 2008，27(5): 73-75.

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[10]陈静. 试论电力计量技术的管理及应用[J]. 中国新技术新产品，2012(9): 235.

Method Study Maximum Demand Control System Based on Multi Power Supply Line

Li Chunhai1,Li Fei2,Chen Hongyu1,Liu Xiaolong1,Yuan Linlin1

(1.Shijiazhuang Kelin Electric Co.,Ltd.,Shijiazhuang 050001, China;2.State Grid Hebei Electric Power Research Institute，Shijiazhuang 050021,China)

Abstract:Aiming at the problem of artificial selection power electrical equipment, this paper put forward a method of a multi-channel power supply line control system based on the maximum demand. This method is using the established formula automatically calculate the current power and load of electrical equipment for each, according to the size and power consumption, to control the lower priority equipment.With the help of the automatic control system platform for power equipment of power, so as to avoid the maximum demand inflated. Proved by practice, this control method can achieve control off the number of devices, reduce the enterprise because of line maintenance or line switching caused by the loss of production, improve the safety and veracity and efficiency andeconomy of power system operation.

Key words:supply line;maximum demand;demand period;priority;line aintenance;circuit switching

中图分类号：TM933.4

文献标志码：B

文章编号：1001-9898(2016)01-0010-04

作者简介：李春海(1979-)，男，工程师，主要从事电力系统自动化研究工作。

收稿日期：2015-07-14