电力负荷控制的原理分析及控制策略

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摘要：电力负荷控制即是综合运用现代化管理、计算机应用、自动控制、信息等多个学科的技术，来实现电力营销监控、电力营销管理、等多种功能。负荷控制，又称为负荷管理，是为了碾平负荷曲线，均衡使用电力负荷，提高电网运行的经济性、安全性，以及提高电力企业的投资效益。文章重点介绍了电力负荷控制的原理和其负荷控制的策略。供与参考。关键词：电力负荷控制；原理；电力营销；策略

Abstract: electric power load control that is comprehensive use of modern management, computer application, automatic control, information, and other disciplines technologies to achieve power marketing monitoring, electric power marketing management, and other functions. Load control, also called load management, is to run flat load curve, balanced use electric power load, and improve the operation of the electric economy, safety, and improve the electric power enterprise's investment benefits. This paper mainly introduces the principle of power load control and its load control strategy. And for reference.

Keywords: electric power load control; Principle; Electric power marketing; strategy

中图分类号： TM714 文献标识码：A 文章编号：

1 前言

近几年来我国的负荷控制技术又获得飞速的发展，取得明显的经济效益和社会效益，目前我们不但有用于负荷控制的系列产品，而且也有相关的电力负荷控制装置的管理办法。电力负荷控制方法包括间接、直接、分散和集中等控制方法，所谓间接控制是按客户用电最大需量，或峰谷时间段的用电量，以不同的电价收费，借此来刺激客户削峰填谷，它是一种经济手段；直接控制则是在高峰用电时，切除一部分可间断供电的负荷，属于技术手段；分散控制是对各客户的负荷，按改善负荷曲线的要求，由分散装设在各客户处的定时开关、定量器等装置进行控制；集中控制是由负荷控制主控站按改善负荷曲线的需要，通过某种与客户联系的控制信道和装设在客户处的终端装置，对客户的可间断负荷进行集中控制。实际中，间接、直接、分散和集中负荷控制方法，往往是因地制宜综合应用的。

2 系统组成及工作原理

2．1系统组成

电力负荷控制系统由负荷控制中心、控制终端和通信系统组成，如图1所示。负荷控制中心对各负荷终端进行监视和控制的站，又称主控站。控制终端是装在用户端，受负荷控制中心的监视和控制的设备。根据目前负荷管理的现状，负荷控制系统以地市为基础较为合适，在规模不大的情况下，可省去县区负荷控制中心，而让地市负荷控制中心直接管理各大用户和中、小重要用户。

图1电力负荷管理系统基本结构

2．2负荷控制系统工作原理

终端由主控单元、显示单元、电台、调制解调单元、输入输出

单元及开关电源组成。负荷控制系统的终端基本工作原理如下：

（1）终端系统接通电源后，自动进入上电复位和程序初始化运行，首次运行中，中心站将发送一系列的运行参数给终端，随后，终端会在程序的控制下严格按参数有条不紊地进行工作。当中心站向终端发出信号，经终端天线接收，由电台解调为低频FSK信号到调制解调单元，然后调制解调出数据信号送往主控单元。主控单元应用程序截取从异步通信接口进一帧数据，进行分析和识别，根据不同的命令代码执行各种操作。中心站发来的命令一般分为两大类：一类是发给区域内的所有终端，称为广播命令；另一类是发给选定的终端，即为单点命令。终端根据命令采集必要的数据，由异步串行接口送往调制解调单元进行调制，最后由电台通过天线将信号发向中心站。

（2）终端根据中心站发下的参数，脉冲表传来的脉冲数，计算出有功功率、无功功率、有功电量、无功电量、需量；通过电压、电流变送器送出的模拟量，计算出电压和电流；通过被控辅助接点送出的开关信号，检测开关的“分”、“合”状态。终端在收到功控时段、功率定值及功控投入等命令后，执行当地闭环控，同时发出声光信号，即相应的语音提示和面板信号灯指示。如果当前负荷超出规定值并且正处于功控时段内，则将发出声光报警信号，累计报警次数超出规定值时（一般为每分钟10次），终端自动进行第一轮跳闸，若仍处于功率报警则每隔规定时间，依次进行后续轮次的跳闸。当负荷低于定值，则消除报警。当前功控时段结束时，终端自动熄灭有关功控跳闸指示灯，允许用户合闸。

（3）收到“功控解除”或“允许合闸”命令后，也可解除越限跳闸状态。当处于电量控制状态时，月电量或日电量超过电量定值的80%时，终端发出报警信号。当实际电量超过定值时，终端就对主进开关进行跳闸。终端收到“功控解除”或“允许合闸”命令后，或到了日末、月末，则自动清除有关电量越状态。中心站可直接发出命令，对终端进行遥控跳闸操作，当中心站发出允许后，则用户进行合闸操作。终端通过485接口，抄读多功能电度表的电量及表读数传送至中心站。终端可接收中心站发来的汉字信息，在汉字显示单元中显示。

3 负荷控制策略

所谓控制策略，按照需求侧管理的概念和我国的具体情况，可分为：①削峰；②填谷；③移荷；④政策性节电降载；⑤政策性增载；⑥灵活改变负荷曲线；⑦按需量控制；⑧按计划用电指标控制。

下面将对其分别进行叙述。

3.1削峰

制定年度削峰计划时，应按年度负荷延续曲线，确定削峰目标。在峰荷期间削减负荷，可用：（1）减荷，即由客户主动在峰荷期间停用可间断负荷避峰。（2）直接控制负荷，即用集中或分散型控制装置在峰荷时直接控制负荷。（3）用分时电价刺激客户在峰荷时降荷，其关键是要制定一个合理的高峰电价，在峰荷期间，客户每增加1kW负荷，由发电到输、配电各环节的设备容量均需相应增加。因此，高峰负荷期间，客户除应支付电能电费外，还需要支付发、输、配电设备每千瓦摊销的投资。为了鼓励客户均衡用电，低谷期间的电能电价应给予优惠，而高峰期间的电能电价则应予以提高。这样，客户在高峰期间的用电就要交纳比低谷期间高得多的电费。（4）实行可间断供电电价，即对客户可间断供电负荷进行控制，则电力公司将对该客户的电价给予不同的电价优惠。提前通知的时间日分为1d、4h和1h三种。规定控制时间应不少于每天6h和每年100h。

3.2填谷

所谓填谷，就是鼓励客户在电网低谷时用电，提高低谷负荷，碾平负荷曲线。可供使用方法有：（1）低谷时贮热，贮热负荷要有较大的热容量，以使在夜间低谷6～8h内，用电加热后，能供应一天中其余16～18h的用热需要。（2）用季节性电价鼓励客户填充年度低谷。（3）实行非峰用电电价以填充低谷。（4）实行分时电价鼓励客户填谷。

3.3移荷

所谓移荷，是将客户在高峰时的用电移到峰前和峰后使用。其方法有：（1）贮热。此种电气加热器贮热容量不够大，只能供应2～4h的应用。（2）用分时电价鼓励客户移荷。（3）对电器设备进行控制，如可以控制电弧炉、加热炉之类的电气设备，使其由峰荷移出。

3.4政策性节电降载

其方法有：（1）通过对用电设备逐个进行审查，并提出节电措施降载方案。（2）采用双燃料采暖系统；电力网高峰时将电采暖切换为煤气或燃油采暖，在电力网低谷时可将其切换为电采暖。（3）用太阳能替代电能降载。（4）电能的高效利用降载。（5）热电联产降低公用电网负载，即对使用蒸汽的客户推广热电联产，协助降峰。

3.5政策性增载

（1）采用热泵。热泵可将较低温度载热体中的热能抽出加热另一种传热介质，使其温度较高，用于采暖或供应热水，亦可将热介质中的热能抽出，使其降温用于制冷。其输入与输出之比小于1，有较高效益，是蓄能负荷，可供调峰。

（2）改双燃料取暖。对采用煤气采暖的客户，增设电气采暖设施。此种双燃料取暖系统在用电低谷时切换为电气采暖，以碾负荷曲线。

（3）采用促用电价。即用电量越多电价越低，以提高电网发电量、负荷率，降低发电成本。

3.6灵活的改变负荷曲线

所谓灵活的改变负荷曲线，即灵活的改变负荷曲线的形状，以适应随时变化的发电能力，其方法有两种：（1）需量预定。所谓需量预定是指可由供电部门根据电源状况和改变电网负荷曲线的要求，对客户的用电需量作出规定。（2）改变供电可靠性。所谓改变供电可靠性是指降低连续供电的要求，这样当供电部门有紧急需要时，可以切断客户的一部分用电。

3.7按需量控制

所谓按需量控制是指供电部门对客户实行需量电费，电能电费两部制电价；客户就会将注意力集中到控制需量。

3.8按计划用电指标控制

所谓按计划用电指标控制，是我国实行计划用电政策所采用的主要控制负荷策略。其基础是工厂企业的生产任务按照国民经济计划确定。随着市场调节作用的增强，制定计划用电指标的将有一定的难度。计划用电指标分为电能量指标和最大需量两部分。谁超限谁，不超不限。

结语

负荷控制系统、控制策略的广泛应用是电力企业自动化技术发展的必然趋势，这不仅对当前电力企业的生产经营具有十分重要的意义，而且有助于对用电负荷进行有效的管理和控制可改善负荷曲线，从而提高发供电设备的利用率，防止拉闸限电，避免对社会生产和生活造成不利影响。