電力負荷控制技術(shù)的原理及應(yīng)用

□李中華 宋 莉

采用電力負荷控制裝置對建立正常的供用電秩序、防止無計劃拉閘限電、保證重點企業(yè)和重要市政和生活用電、維護社會安定團結(jié)及穩(wěn)定經(jīng)濟具有十分重要的作用。在生活中的方方面面都有該技術(shù)的身影。在幾十年的應(yīng)用中，電力負控的先進管理模式不僅帶動了電力體制的發(fā)展與革新，并使預(yù)知電費和分時電價運營變?yōu)榭赡?，極大地推動了我國電力事業(yè)的發(fā)展。它的關(guān)鍵性在于，只要統(tǒng)計數(shù)據(jù)準確無誤，就可以將用戶的用電情況如實反映出來，當然這也可以有效地監(jiān)控用戶的行為。這項技術(shù)在控制和檢測居民和企業(yè)的用電方面一直都發(fā)揮了支柱性的作用。

一、電力負荷控制技術(shù)的主要內(nèi)容和各種關(guān)鍵技術(shù)原理

電力負荷系統(tǒng)信道主要有這些技術(shù):230M 無線專網(wǎng)、GPRS 無線公網(wǎng)、光纖、有線modem 撥號、有線通訊、電力線載波、小無線(微功率)等信道。電力負荷的主要控制技術(shù)包括以下幾個方面:

(一)對電力負控終端進行監(jiān)控。負控管理終端即為用電側(cè)負荷控制以及管理終端服務(wù)器的總稱。終端的檢測原理是:通過終端系統(tǒng)的軟件來控制裝置的硬件，模擬種種用電環(huán)境和電路故障，在高仿真現(xiàn)場監(jiān)測終端的反應(yīng)，以達到對被測試終端設(shè)備功能和性能全方位的檢測。該系統(tǒng)主要功能是對用戶電力的負荷實施監(jiān)控，實現(xiàn)限制電量但不停止供電和公平合理、有秩序用電。同時可以提供遠程電表數(shù)據(jù)觀測、提醒用戶繳費、電表計量監(jiān)察管理等功能，也會為電力企業(yè)的營銷及考核提供準確無誤的數(shù)據(jù)。還可以預(yù)售電量，先交費后用電，使電力管理體制更加完善。負控管理系統(tǒng)還可以提供系統(tǒng)管理、線路分析、負荷監(jiān)控、表單及曲線的輸出、用戶用電檔案管理，同時可與其他系統(tǒng)連接等功能。負荷終端通常還將配置自動采集和抄錄電表模塊，可以對電量數(shù)據(jù)進行采集以及遠程抄錄電表點量，而且具備一定的防止偷竊電量的效果。

(二)必要的負控終端裝置檢測。負控終端管理系統(tǒng)主要應(yīng)用于變電站、公用配變和用戶專用變的日常運行的管理和監(jiān)控，適合用電現(xiàn)場的管理與服務(wù)，在電力設(shè)備中具備電力營銷自動化的優(yōu)點，包含比較高的實用價值和經(jīng)濟價值。然而對于這樣功能復(fù)雜且精密的產(chǎn)品，從前檢測的方法相當簡易和不規(guī)范。

(三)負荷終端的功能、優(yōu)越性和檢測原理。它的功能包括:對于負荷的控制、數(shù)據(jù)的整理和采集、監(jiān)控現(xiàn)場、終端測試以及通信功能。使用終端裝置可以在裝置模擬終端電氣的環(huán)境下，具備統(tǒng)一且標準、精確的數(shù)據(jù)，可以及時采集終端反應(yīng)數(shù)據(jù)，再與模擬中得到的數(shù)據(jù)進行比對，可以得出精準的量化誤差值。另外，以前的過程和工作量相當繁瑣和復(fù)雜，浪費大量人力、物力。使用該技術(shù)進行連接和配置后可以讓設(shè)備自動對終端的各個項目進行單位批次檢測。

二、電力負荷控制的具體措施

當前的電力負荷管理終端檢測裝置的研發(fā)和應(yīng)用的狀況是，在已經(jīng)投入使用的裝置和系統(tǒng)中還普遍存在一些缺陷和不足。其中主要體現(xiàn)在以下方面:裝置自身存在的技術(shù)問題;裝置的操作缺乏規(guī)范的、統(tǒng)一的考核與認證;裝置在檢測時不能自動查找出電流故障的終端。電力控制的關(guān)鍵就是要減少供電線路的電能損耗，提高供電電壓質(zhì)量，使電氣設(shè)備及供電線路處于達到最佳經(jīng)濟運行狀態(tài)。而實現(xiàn)該技術(shù)的途徑是進行電力負荷的調(diào)整。他們之間依次的連接關(guān)系可以用圖1 進行形象的表示。

圖1

(一)減少各設(shè)備之間的接觸電阻。電氣連接的接觸面都存在接觸電阻。消除或減少接觸電阻，對于經(jīng)常有大電流流過的導(dǎo)線尤為重要，而且該技術(shù)的節(jié)電效果較好。

(二)減少由于設(shè)備產(chǎn)生的渦流損耗。有些用電設(shè)備如電焊機的二次端屬低電壓、大電流電路。為了降低電損，降低電纜的歐姆損耗，使電弧保持穩(wěn)定，必須把電焊機置于離施焊最近的地方，更不能把電纜線繞成線圈狀放在鋼板上，否則會造成電流的渦流損失。

(三)減少投入備用電路。有些用戶設(shè)有備用電纜和線路，雖然使用效果明顯，但是使用的效率卻不高，若把這些備用線路也投入運行，可使配電線路的截面成倍增加而又不需要額外投資，還減少了電路上的電流密度，有效避免事故的發(fā)生，同時也不影響備用回路的作用。

(四)調(diào)整供電線路。合理調(diào)整負荷，降低線路上的電流。

(五)減少空載損耗。采用定時電力自控器，節(jié)電效果會更好。

三、電力負荷控制技術(shù)的應(yīng)用

電力電子技術(shù)的核心是電源變換技術(shù)。由于能源短缺和環(huán)境問題，現(xiàn)在發(fā)展火熱的電動汽車和各種新能源發(fā)電技術(shù)等方向都需要大量新型高效的電力電子變換器。電力負荷控制技術(shù)不僅是用于電廠以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)，而且在一些看似不相關(guān)的單位中也有較多的應(yīng)用，不過由于我國目前在電力負荷控制技術(shù)上，發(fā)展和掌握還不是太成熟，所以仍然處在不斷探索和發(fā)展的過程中

(一)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和單位中的使用。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和單位比較注重經(jīng)濟性，所以就必須有科學(xué)、有效的用電管理辦法，這樣才可以增加電力企業(yè)經(jīng)濟效益。在使用技術(shù)上負荷控制終端系統(tǒng)為其提供了可靠的技術(shù)支持，實現(xiàn)了各個村莊之間的配網(wǎng)自動化和地區(qū)、縣、大用戶的分級管理。它們主要通過GPRS 無線公網(wǎng)的通信方式和通信特點，以及對電力負荷管理系統(tǒng)傳輸，來對電力系統(tǒng)進行分析，并針對系統(tǒng)運行時所發(fā)生的故障提出相應(yīng)的處理方法，也可以較好地為廣大居民和單位服務(wù)。

(二)電力負荷系統(tǒng)在IT 行業(yè)也有大量的應(yīng)用。主要包括，電網(wǎng)企業(yè)與發(fā)電企業(yè)的調(diào)度自動化系統(tǒng)、電力市場技術(shù)支持系統(tǒng)、用電營銷信息系統(tǒng)、配網(wǎng)自動化、企業(yè)ERP、電力工程管理系統(tǒng)及發(fā)電機組智能測試系統(tǒng)等方面。使用電力負荷系統(tǒng)可以安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗、降低成本、縮短工期、提高勞動生產(chǎn)率。但是電力負荷系統(tǒng)目前在我國的使用還不是太廣泛，因此，在該項目上具有一定的可塑性，屬于待發(fā)展產(chǎn)業(yè)，在國家相關(guān)政策和法規(guī)的允許下，可以適當轉(zhuǎn)變電力負荷技術(shù)，將該領(lǐng)域的空白填補。

電力負荷控制的主要目標是改善電網(wǎng)負荷的強大壓力，所以對于該技術(shù)的使用還是應(yīng)該大力推廣的，通過對于之前經(jīng)驗的總結(jié)以及新技術(shù)的引進，不斷去挖掘其中的關(guān)鍵技術(shù)，并且應(yīng)用到實際的電力技術(shù)中去，這樣才能有力地推動電力負荷控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

［1］任燕，梁明，何穎平，李瑩，顧歡歡.基于無線通信技術(shù)的電力負荷控制系統(tǒng)設(shè)計［J］.電工技術(shù)雜志，2004

［2］魏杰.電力負荷控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述［J］.黑龍江電力，2007

［3］劉淑榮.基于GPRS 的電力負荷管理系統(tǒng)設(shè)計［D］.湖南大學(xué)，2008