基于云平台的小动力负荷管理系统设计

唐理壮 张发斌 彭期波 王勇

（1.国网重庆市电力公司大足区供电分公司 重庆 402360 2.重庆樱花电气开关有限公司 重庆 400061）

基于云平台的小动力负荷管理系统设计

唐理壮1张发斌2彭期波1王勇1

（1.国网重庆市电力公司大足区供电分公司 重庆 402360 2.重庆樱花电气开关有限公司 重庆 400061）

本文通过分析家庭作坊式的小动力电力负荷对电网的安全性、可靠性和经济性带来影响，针对存在的问题提出了基于云系统的解决方案。

云平台；小动力；负荷管理

引言

由于小动力负荷的无序、快速的发展，对电力系统的安全、可靠供电造成了一定的影响；据有关方面的数据调查城乡结合部、城中村的配电网故障发生几率已经远远超出了其他区域；可见加强对这一区域配电网的安全经济运行研究，加强对区域（配电台区）配电网的监控和有序发展已经到了刻不容缓的态势。

1 问题的产生

因市场经济的刺激，大量家庭作坊式的生产、加工系统如雨后春笋般的发展起来，因城郊结合区域独特的地理位置导致了大量小动力负荷的小家庭式作坊，据资料统计，供电所辖区内的超过30kW的家庭作坊数量达到了上千户；他们为了适应快速变化的市场需求，有效的提高劳动效率，决定了此区域的配电网供电半径相对较大且单个用户输送功率较大，且负荷波动较大的特性，同时也存在不定时的用电高峰超容问题。加上这些区域配电网一般投资少、设备功能简单等原因造成这一地区故障频发，严重影响此区域居民的正常用电。

2 小动力负荷的特点

在供电公司的供电范围内，存在大量的小动力负荷，其主要特点为：

（1）家庭式作坊小动力负荷主要生产设备为电机，其性质为感性负载，功率因素较低，导致台区无功缺额较大；

（2）小动力负荷根据生产经营状况进行设备购置，电力负荷容量没有进行备案登记管理，电力管理部门无法进行设计和动态管理；

（3）因小动力负荷的无序、动态增加，电力负荷超过原电路线路最大承载容量，不能随实际电力负荷容量的大小随时改变电力变压器容量和线路截面的大小，存在较大的安全隐患；

（4）台区电力负载过载，经常导致台区变压器过载保护，影响其他电力用户用电；

（5）用户加大了电力导线截面，经常导致上级保护动作，难于发现真正过载、超限用电用户。

3 解决方案

为了提供优质的电力服务，电力系统不仅仅要对电力负荷进行报备管理，还需通过技术手段对用户的电力负荷进行有效的管控，对小动力负荷的电力负载进行分级管理。

为方便运维人员的管理，可以在基于internet的网络平台进行管理，所有数据上传到云端的服务器，所有运维人员可以根据权限查看设备运行状态，可实现远程合分闸管理。

（1）为实现其功能，对系统的进行硬件设计如下：

利用了云平台系统，系统的GPRS网络，将终端数据传输到建设的云平台，数据由云平台自动采集并存贮。用户终端只需要可接入internet的电脑即可对系统进行管理，根据分配的权限进行操作。

（2）硬件系统设计：系统设计了蓄电池，可在停电情况下实现远程的合分闸管理。CPU与计量模块之间采用标准的RS485通信接口，采用DL/T645-2008通信规约完成数据交换。电力计量设备均通过第三方机构进行认证，只要满足相应通信规约即可接入系统进行使用。合/分闸机构本身自带短路、过载保护等功能，可大大提供供电系统的安全性和可靠性，保证用户的电力设备正常使用。

具备状态实时反馈：由控制器发送执行合/分闸指信，并在规定时间内无反馈信息，可判为设备故障。因设备短路故障时发生状态变化，而未经过控制器发相应指令，可判断为设备故障。

（3）主要功能

GPRS报警功能：通过中央处理器与GSM短信/GPRS模块实现数据交换，通过无线网络系统将数据送入到后台管理系统。具体参见图1。

图1 终端硬件系统结构框图

远程送电功能：当用于办理完相应送电手续后，管理人员实现远程送电功能。

预警提示功能：当用户负荷达到额定负荷数据时，提醒用户及时对用电设备进行管理，以免停电造成不必要的停电损失。

远程数据在线管理功能：远程实现参数设置，包括管理人员、用户手机号码的管理、用户电力负荷容量设置、预警负荷线设置等参数。

数据及短信记录：支持远程实时数据、已发送短信记录上传到后台管理系统，以便于数据查询与取证。

软件安全机制：简洁、安全的短信命令，自动屏蔽骚扰信息。

数据加密：为保护数据的有效性，采用软件加密方法实现数据交换。

数据采用云技术，将数据传送到云平台，后台从去端接入，降价了后台管理的开发难度。

4 小结

本方案内置GSM短信/GPRS模块既可实现自动发送短信，也可以作为数据传送通道，将数据上传到云监控服务器。通过的小动力负荷用户的有效管理和监督，降低电力设备和线路的安全隐患，提高配电线路的安全性、可靠性和经济性，能有效提高对用户电力负荷的管理，提升电力公司的管理能力，提高供电质量，减少因部份小动力负荷造成的大面积（变压器台区）的停电影响。

[1]张发斌，杨小柳.基于GSM通信的智能配电房动力环境监控系统设计，自动化与仪器仪表，2015（7）.

[2]储怀川，王诚忠，张宇.基于GSM短信的无人机房远程控制系统的设计.有线电视技术，2015（5）：72～76

[3]罗滇生，王新坤.基于云计算的智能电网负荷预测平台架构研究[J].湖南大学学报：自然科学版，2016，43（2）：101～108.

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1004-7344（2016）29-0079-01

2016-9-26