大客户电力负荷管理系统的组成及功能探讨

　　摘要：大客户电力负荷管理系统不仅是做好负荷预测、负荷控制、错峰避峰的技术手段，而且可以实现用电现场监测，为营销管理提供基础分析和管理的数据，同时还可为客户提供用电负荷曲线优化分析，提高用电效率、开展能效管理、供电信息发布等服务，是需求侧管理的必要手段。
　　关键词：大客户，电力负荷，管理系统，组成，功能优化
　　科学的预测是进行决策的依据和保证,电力负荷预测是企业制订基建计划、发供电计划、燃料计划、财务收支计划等各项重要经营计划的基础,也是计划、规划工作的重要组成部分。为了使供电系统更好的收回漏计、错计、迟计以及大客户的电量,使追补电量电费变得迅速、准确,需要一个能实时监控负荷情况的系统来满足此项需求,为供电企业创造效益。
　　一． 大客户电力负荷管理系统组成
　　 系统主要由四部分构成：主站计算机设备，大客户端现场终端、现场多功能电能表和连接主站与现场终端的通信网络。参见下图1。
　　 由现场终端通过RS485总线、脉冲线等采集现场使用的多功能电能表的数据，通过GPRS/CDMA等无线通讯手段，将数据主动或被动上送到主站，然后再由主站对上送数据完成处理。
　　    
　　
　　二． 系统各部分功能
　　1． 主站部分
　　● 基本设备要求
　　  基本设备包括计算机系统（前置机、工作站、服务器、磁盘阵列等）、  专用通讯设备、网络设备以及电源等相关设备。为了保证系统运行的实时 性、可靠性、稳定性、安全性、可维护性和可扩展性等要求，主站设备采 用标准设备，配置满足系统功能规范和性能指标的要求。
　　● 计算机系统
　　 计算机系统为分布式结构，由若干台服务器和工作站及配套设备构成，不同的应用可分布于不同的计算机节点上，关键应用的计算机节点有冗余配置。前置机（通讯工作站）负责系统信道驱动，提供通讯信道设备的接入。操作工作站提供计算机人机交互界面，实现系统监控工作及数据召测、查询等结果显示，并负责系统日常运行维护。服务器存储负荷管理系统原始数据、分析数据和系统运行数据等，提供数据服务、web发布服务、应用服务等。
　　● 网络设备
　　 计算机系统通过局域网互联，与外部系统的接口具有网络安全措施。
　　● 主站软件
　　  主站采用技术成熟的操作系统和数据库管理系统，具有开放性可维护 性。操作系统支持多线程、多进程工作方式，具备高并发处理能力。数据 库管理系统采用大型分布式数据库，对外提供标准的数据库调用接口，具 有较高的容错能力和恢复能力。应用程序采用分层结构，具有友好的操作 界面。应用软件系统选用结构化设计和面向对象的设计。
　　2． 现场终端部分
　　 ●硬件配置
　　 现场终端采用POWERPC等主流32位工业用处理器，软件平台采用嵌入式操作系统；具有6路并行模拟量输入，可同时采集三相电压、三相电流；具有可方便配置的至少2M以上的存储空间，用于存储历史数据；至少具有1路RS485通讯口，用于现场与电能表通讯，至少1路红外或RS232通讯口，用于现场维护，主通道采用主流厂家的GPRS/CDMA通讯模块，在GPRS/CDMA信号不好的情况下，自动转换到SMS信道； 具有2路或4路控制输出，用于自动跳闸。同时要配备相应数量的遥信输入，以观察遥控的执行情况；内置时钟，日时钟误差不超过3秒；点阵液晶显示。
　　 ●软件功能
　　  ①抄表功能
　　  Ⅰ.定时抄读电能表的正反向有功电量、四象限无功电量、电压、电流、有功及无功功率等。
　　  Ⅱ.通过中继命令即时召测其它数据。
　　  ②数据存储
　　  Ⅰ.事件记录的存储：保存最近发生的一定数量的事件记录。按照设置实  现事件主动上送。
　　  Ⅱ.历史数据的保存：按照设置分类、分时保存电能表的历史数据，支持 定时主动上报与被动召测2种模式。。
　　 ③用电监察与服务功能
　　 现场终端一般具有以下一些用电监测与服务功能
　　 Ⅰ.防窃电报警：电能表示度下降、电压缺相、电压回路逆相序、电流反极性、CT故障等；
　　 Ⅱ.供电质量报警：包括电压断相、负荷不平衡、电流过负荷、无功过/欠补偿、停/上电等；
　　 Ⅲ.电能表运行状态报警：包括电能表参数更改、电能表停走、电能表飞走、电能表电池电压低、与电能表通讯故障、电量差动等；
　　 Ⅳ.服务报警：包括功率超限、剩余电量不足等；
　　 Ⅴ.控制报警：包括控制的投入与解除。
　　 ④控制功能
　　 Ⅰ.控制原则
　　当设置为保电状态时，终端不执行任何拉闸操作，如果已经拉闸，在接收到保电命令后自动给出允许合闸信号；自动跳闸时先跳第一轮，再跳第二轮、以后依次跳第三、四轮，合闸时先合第四轮，再合第三轮、依次合第二、一轮；脉冲式跳闸，在执行拉闸后，拉闸接点并不保持，以后每隔1分钟补跳1次。跳闸之前首先启动告警信号，告警时间可设，告警时内部蜂鸣器发出蜂鸣声，同时告警输出节点由开变为闭。
　　Ⅱ.遥控
　　接收主站或前置机的遥控命令，实现远方的拉闸与允许合闸。
　　遥控执行过程：终端接收到前置机的遥控命令后，首先启动蜂鸣器报警，报警时间为设定的报警延时时间，报警时间结束后置相应的开关为拉闸状态；然后启动拉闸后的自动合闸计数器，计时时间到给出相应开关允许合闸信号，若遥控拉闸后自动合闸时间设为0，则遥控后不自动合闸。
　　Ⅲ.功率控制
　　功率控制的执行过程为：当负荷连续超过定值时，终端发送负荷超定值告警信息至主站，同时启动当地告警，超过报警时间，负荷还未下降到定值以下，终端启动第一轮自动跳闸。如跳闸后测量值小于定值，经过设定时间后，给出允许合闸信号；若第一轮动作后负荷仍超定值，会再次告警，进行第二轮控制，过程同第一轮。在超限告警时间段内，若负荷降至定值以下，且持续时间达到规定值，则取消跳闸操作。避峰时间结束自动给出允许合闸信号。
　　功率控制分为2类：
　　⑴定值功率控制
　　终端可按照预先设置的6条功率定值曲线按日、按周、按月实现功率定值控制，每条曲线支持8个时段。功率定值控制按照由大到小的优先级顺序，即优先级顺序为：6、5、4、3、2、1，在实际操作中，由于一般不会使用到6条控制曲线，可根据实际需要从第1条控制曲线开始设置，未使用的曲线留为备用。在设置功率定值曲线时要遵循这样的原则：首先时间要按照由小到大的顺序设置，其次时间一定要闭环。
　　⑵临时功率控制
　　有时可能由于某种原因，需要在某段时间内对某些用户实行临时紧急限电，而又不希望修改定值控制设置，此时可采用临时功率控制命令。临时功率控制命令包括：临时限电指标、临时功控持续时间、最低负荷。当实际负荷小于设定的最低负荷时，不启动临时功率控制；当实际负荷大于功率动作值则启动临时功率控制。临时功率控制的优先级高于定值功率控制的优先级，临时功率控制时间结束后继续按照定值功率控制执行。
　　Ⅳ.电量控制
　　按照电量的多少进行控制，分为月电量控制和购电量控制2种。当满足动作条件后，启动当地声音报警，在报警期间若月电量或购电量控制的条件解除，则停止报警，否则报警时间结束，给出跳闸信号。
　　⑴月电量控制
　　当本月用电量达到设定的月电量限额时，启动第1轮跳闸操作，在第1轮跳闸后，继续使用的电量超过轮控电量，则启动第2轮跳闸，依次类推启动第3、第4轮。
　　⑵购电量控制
　　终端根据本次购电量、以及实际用电电量，计算出当前剩余购电量，当剩余电量小到设定的报警值时，发剩余电量不足报警，当剩余购电量为零或为负时执行第1轮拉闸操作。在第1轮跳闸后，继续使用的电量超过轮控电量，则启动第2轮跳闸，依此类推启动第3、第四轮。
　　3． 现场多功能电表
　　 可采用具有RS485通讯接口的多功能电能表，也可采用只具有脉冲输出的普通电能表。一般现场都已经有电能表在运行了，因而该部分是现成的。
　　4．通讯网络
　　 通信网络一般采用GPRS/CDMA无线通讯网络。相比较通讯资费与通讯速度方面CDMA要优于GPRS，但CDMA的覆盖域要少于GPRS，因而具体网络的选用要根据实际情况确定。
　　三． 结束语
　　 目前大客户负荷管理系统已在全国各地大量使用。该系统的使用对监视现场用电、实现无人抄表、方便电量结算等方面起到了非常重要的作用。各地在使用该系统后普遍降低了线路损耗。
　　参考文献：
　　[1]张艳君，吴志锋，闵淑辉.电力负荷管理系统的分析与设计[J].企业技术开发,2006,10.
　　[2]周尚礼.大客户电力负荷管理系统自动检测技术的研究[J].广东电力.2007,03.
　　
　　
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