智能電網負荷管理系統(tǒng)結構功能 電力負荷管理與調荷技術（三）

一、供電企業(yè)負荷管理系統(tǒng)結構

供電企業(yè)的負荷管理系統(tǒng)主要側重于全面監(jiān)控用戶用電情況，及時采集電力用戶的用電數(shù)據信息。并在數(shù)據采集基礎上將數(shù)據信息進行發(fā)布，為電力生產、營銷部門服務。根據供用電形勢，制訂負荷管理策略，執(zhí)行負荷控制方案，積極推進需求側管理項目，為大用戶提供特殊技術支持和服務等。

供電企業(yè)的負荷管理系統(tǒng)結構如下圖所示。

供電系統(tǒng)負荷管理系統(tǒng)結構圖

建立在供電企業(yè)的負荷管理中心為系統(tǒng)主站，包括由服務器、前置通信機、管理工作站等組成的計算機網絡，此外還包含各類數(shù)據通信設備。

現(xiàn)場設備包括負荷管理終端或其他數(shù)據采集終端(如公用變壓器監(jiān)測終端)，用于采集、計算存儲現(xiàn)場的電力數(shù)據，并執(zhí)行負荷控制功能。

主站與終端之間一般通過無線通信網絡進行數(shù)據傳輸，無線通信網絡包括供電企業(yè)投資興建的基于230M通信的專用網絡和基于公用無線通信網絡(如中國移動公司的GPRS和中國聯(lián)通的CDMA)。前者通信網絡由供電企業(yè)負責維護，一旦建成，不需要額外的運行費用。后者由專門的通信服務商負責維護，但供電企業(yè)需要承擔運行費用。

供電企業(yè)的負荷管理系統(tǒng)可分為集中式負荷管理系統(tǒng)與分布式負荷管理系統(tǒng)。

1.集中式負荷管理系統(tǒng)。其特點是在一個地區(qū)建立一個集中的負荷管理中心，用電用戶的數(shù)據都集中到該中心。在我國，負荷管理系統(tǒng)一般按地市級權限分別建立。在這種模式下，縣級供電企業(yè)不再建立獨立的負荷管理中心，用電數(shù)據信息通過企業(yè)內部網絡獲得。這種模式的優(yōu)點是負荷信息集中管理，標準統(tǒng)一，并能節(jié)省主站的投資。

2.分布式負荷管理系統(tǒng)。除在一個地區(qū)建立一個集中的負荷管理中心外，由各地下屬供電企業(yè)單獨建立負荷管理中心，獨立進行各自系統(tǒng)的運行與管理，主負荷管理中心通過網絡對下屬分系統(tǒng)進行運行監(jiān)控。這種模式的優(yōu)點是增加了系統(tǒng)運行的可靠性，但需要增加部分設備投資。

二、供電企業(yè)負荷管理系統(tǒng)功能

供電企業(yè)建立的負荷管理系統(tǒng)，主要實現(xiàn)的幾大功能包括：數(shù)據采集、負荷控制、需求側管理與服務支持、電力營銷管理支持、系統(tǒng)運行管理等。

1. 數(shù)據采集功能

負荷管理系統(tǒng)的第一大功能便是數(shù)據采集，只有建立在完整準確的數(shù)據信息基礎上，才能實施其它功能，負荷管理系統(tǒng)的數(shù)據采集包括負荷管理中心主站對用電現(xiàn)場監(jiān)控終端的數(shù)據采集及負荷管理終端對計量電能表和與之相關的其它監(jiān)測設備的數(shù)據采集。負荷管理系統(tǒng)所采集的數(shù)據信息內容有基本負荷數(shù)據、基本電能量數(shù)據、電能質量數(shù)據、工況類數(shù)據、事件記錄數(shù)據，用戶端其他相關設備提供的數(shù)據。

一般來說，負荷管理中心主站對終端的數(shù)據采集方式有以下兩種模式。一種模式是定時采集，這種采集模式主要有主站通過定時巡測將所有監(jiān)控終端數(shù)據召測到負荷管理中心數(shù)據庫，或者終端定時主動將數(shù)據上報給主站，對采集失敗的終端數(shù)據有自動補收功能并給出相應的運行記錄。二是隨機收集(隨機召測)。主站系統(tǒng)可以任意選址、選項對某些終端的指定數(shù)據進行隨機數(shù)據采集

2. 負荷控制功能

負荷控制是現(xiàn)場監(jiān)控終端在系統(tǒng)主站的集中管理下，通過對用戶側配電開關的控制，從而達到調整和限制負荷的目的。負荷控制功能包括定值閉環(huán)控制(功率控制和電量控制)、遠方遙控、負荷控制策略和技術的管理。

1)定值閉環(huán)控制。定值閉環(huán)控制包括功率控制(簡稱功控)和電量控制(簡稱電控)。通過數(shù)據通信通道，負荷管理中心主站設定用戶的負荷定值，功控實現(xiàn)的邏輯是：現(xiàn)場監(jiān)控終端連續(xù)監(jiān)測用戶用電負荷，當用戶用電負荷超過所設定的負荷定值時，自動判斷越限用電，終端進行現(xiàn)場告警，并控制用戶端配電開關，實現(xiàn)閉環(huán)控制，以便將用電負荷限制在規(guī)定的定值水平之下。當用電負荷小于設定的定值或當前時鐘越過控制時間段時，允許用戶端配電開關合上。電控實現(xiàn)的邏輯是：現(xiàn)場監(jiān)控終端連續(xù)監(jiān)測用戶用電量。當用電量超過電量定值(由負荷管理中心主站設定)判斷越限用電、終端進行現(xiàn)場告警并能夠控制用戶端配電開關，以便將用電量限制在規(guī)定的定值水平之下。當追加用電量定值，使得用電量小于定值后，允許用戶端配電開關合上。

2)遠方遙控。遠方遙控屬于開環(huán)控制，即控制動作后，不進行反饋判斷，負荷管理中心主站對終端直接下達控制命令，實現(xiàn)對用戶端配電開關的遠距離控制，達到調整負荷的目的。遠方遙控常用于緊急狀態(tài)下，限制某一區(qū)域或某一線路下的負荷。

3)負荷控制策略和技術管理。要科學的實施DSM 項目，通過負荷管理系統(tǒng)調整用電負荷是必要的，這種調整必須要考慮到供電企業(yè)和用電部門的雙方利益。因此，負荷控制必須要根據當前的用電負荷及供電資源進行控制方案的調整。在南方夏季高溫季節(jié)，用電負荷緊張，如何協(xié)調好供電企業(yè)產休調整計劃，確保電網安全對控制策略的制訂要求是非常嚴格的，并且這種策略是經常變化的。

負荷控制功能的實施必須具有嚴格的權限和密碼檢驗措施，控制命令必須通過有效校核和確認，任何負荷控制操作必須有詳細的操作記錄。操作記錄由系統(tǒng)自動生成并保證不被人為修改和刪除。負荷控制狀態(tài)的改變和控制動作必須自動生成詳細的事件記錄并告警。事件記錄內容包括：動作時間、當時狀態(tài)及用電情況等。

三. 需求側管理與服務支持功能

負荷管理的主要目的是對需求側管理與服務支持。這主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1)系統(tǒng)對用戶端電量數(shù)據進行采集和分析，及時準確地反映電力市場需求狀況，為預測負荷需求、調整電力供需平衡提供基礎數(shù)據。

2)為用戶提供用電負荷曲線，幫助用戶進行用電負荷曲線優(yōu)化分析、企業(yè)生產用電成本分析，為用戶提供合理使用電能，提高用電效率，開展能效管理等數(shù)據分析和技術指導工作。

3)落實政府批準的錯峰、避峰等需求側管理措施和方案。

4)監(jiān)測用戶端電能質量，為相應的技術及管理工作提供基礎數(shù)據信息。

5)為判斷供電故障提供數(shù)據依據，提高故障搶修響應能力。

四. 電力營銷管理支持功能

負荷管理系統(tǒng)對電力營銷管理支持功能包括遠程抄表，電費回收，電能計量、用電稽查等。

1)遠程抄表

負荷管理中心實現(xiàn)每日定時遠程抄表，保證抄表的及時性并與貿易結算用電能表數(shù)據的一致性。在數(shù)據傳輸環(huán)節(jié)，通過對數(shù)據校驗、加密等手段保證數(shù)據的安全性。

2)電費回收

主要體現(xiàn)在以下三個方面：一是負荷管理中心可利用信息發(fā)布功能，向用戶發(fā)送相應催費信息;二是利用負荷控制功能，實施催費限電，當用戶違背電力法，不按時履行繳納電費義務時，可利用負荷控制功能限制用戶繼續(xù)用電;三是負荷管理系統(tǒng)提供預售電控制功能，保護供電企業(yè)的正常利益。

3)電能計量及用電秩序管理

負荷管理系統(tǒng)實現(xiàn)對用戶端電能計量裝置運行狀況的在線監(jiān)測，及時發(fā)送異常情況報警，為電能計量裝置的技術管理提供了支撐平臺。具體包括以下三個方面：一是負荷管理終端通過數(shù)據接口，連續(xù)(循環(huán))讀解電能表數(shù)據，實時在線監(jiān)測電能計量裝置的運行狀況，對掉電、斷相、欠壓、逆相序、編程計數(shù)、時鐘偏差等異常工況自動報警，并提供事件記錄和相關數(shù)據;二是在線監(jiān)測開關量的變位狀況，及時發(fā)現(xiàn)開關狀態(tài)變位及設施異動情況(如擅自開啟計量柜門等)，并報警和提供相應的事件記錄和數(shù)據;三是為用電異常分析提供依據，開展負荷跟蹤對比等綜合數(shù)據監(jiān)測分析功能。

五. 營銷分析與決策分析支持功能

負荷管理系統(tǒng)數(shù)據采集到主站服務器后，通過計算機網絡實現(xiàn)數(shù)據共享，可為電力營銷管理與分析決策提供技術支持，這主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1)基于采集的基礎數(shù)據，電力企業(yè)可開發(fā)后臺應用軟件，實現(xiàn)電力銷售市場分析和負荷的短、中期預測功能。

2)可對各行業(yè)用電進行有效統(tǒng)計和分析，并在此基礎上進行行業(yè)的負荷預測。

3)在需求側管理政策指導下，用戶積極參與負荷管理，縮小峰谷比，改善負荷曲線，這就需要在負荷管理系統(tǒng)基礎數(shù)據上，進行電價激勵實施效果評估及電價調整量化分析。

4)對分