大客戶(hù)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的組成及功能探討
摘要：大客戶(hù)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)不僅是做好負(fù)荷預(yù)測(cè)、負(fù)荷控制、錯(cuò)峰避峰的技術(shù)手段，而且可以實(shí)現(xiàn)用電現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，為營(yíng)銷(xiāo)管理提供基礎(chǔ)分析和管理的數(shù)據(jù)，同時(shí)還可為客戶(hù)提供用電負(fù)荷曲線(xiàn)優(yōu)化分析，提高用電效率、開(kāi)展能效管理、供電信息發(fā)布等服務(wù)，是需求側(cè)管理的必要手段。
關(guān)鍵詞：大客戶(hù)，電力負(fù)荷，管理系統(tǒng)，組成，功能優(yōu)化
科學(xué)的預(yù)測(cè)是進(jìn)行決策的依據(jù)和保證,電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是企業(yè)制訂基建計(jì)劃、發(fā)供電計(jì)劃、燃料計(jì)劃、財(cái)務(wù)收支計(jì)劃等各項(xiàng)重要經(jīng)營(yíng)計(jì)劃的基礎(chǔ),也是計(jì)劃、規(guī)劃工作的重要組成部分。為了使供電系統(tǒng)更好的收回漏計(jì)、錯(cuò)計(jì)、遲計(jì)以及大客戶(hù)的電量,使追補(bǔ)電量電費(fèi)變得迅速、準(zhǔn)確,需要一個(gè)能實(shí)時(shí)監(jiān)控負(fù)荷情況的系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足此項(xiàng)需求,為供電企業(yè)創(chuàng)造效益。
一． 大客戶(hù)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)組成
系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成：主站計(jì)算機(jī)設(shè)備，大客戶(hù)端現(xiàn)場(chǎng)終端、現(xiàn)場(chǎng)多功能電能表和連接主站與現(xiàn)場(chǎng)終端的通信網(wǎng)絡(luò)。參見(jiàn)下圖1。
由現(xiàn)場(chǎng)終端通過(guò)RS485總線(xiàn)、脈沖線(xiàn)等采集現(xiàn)場(chǎng)使用的多功能電能表的數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS/CDMA等無(wú)線(xiàn)通訊手段，將數(shù)據(jù)主動(dòng)或被動(dòng)上送到主站，然后再由主站對(duì)上送數(shù)據(jù)完成處理�！�
二． 系統(tǒng)各部分功能
1． 主站部分
● 基本設(shè)備要求
基本設(shè)備包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（前置機(jī)、工作站、服務(wù)器、磁盤(pán)陣列等）、 專(zhuān)用通訊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及電源等相關(guān)設(shè)備。為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí) 性、可靠性、穩(wěn)定性、安全性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性等要求，主站設(shè)備采 用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，配置滿(mǎn)足系統(tǒng)功能規(guī)范和性能指標(biāo)的要求。
● 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為分布式結(jié)構(gòu)，由若干臺(tái)服務(wù)器和工作站及配套設(shè)備構(gòu)成，不同的應(yīng)用可分布于不同的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)上，關(guān)鍵應(yīng)用的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)有冗余配置。前置機(jī)（通訊工作站）負(fù)責(zé)系統(tǒng)信道驅(qū)動(dòng)，提供通訊信道設(shè)備的接入。操作工作站提供計(jì)算機(jī)人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控工作及數(shù)據(jù)召測(cè)、查詢(xún)等結(jié)果顯示，并負(fù)責(zé)系統(tǒng)日常運(yùn)行維護(hù)。服務(wù)器存儲(chǔ)負(fù)荷管理系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)等，提供數(shù)據(jù)服務(wù)、web發(fā)布服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)等。
● 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)局域網(wǎng)互聯(lián)，與外部系統(tǒng)的接口具有網(wǎng)絡(luò)安全措施。
● 主站軟件
主站采用技術(shù)成熟的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，具有開(kāi)放性可維護(hù) 性。操作系統(tǒng)支持多線(xiàn)程、多進(jìn)程工作方式，具備高并發(fā)處理能力。數(shù)據(jù) 庫(kù)管理系統(tǒng)采用大型分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用接口，具 有較高的容錯(cuò)能力和恢復(fù)能力。應(yīng)用程序采用分層結(jié)構(gòu)，具有友好的操作 界面。應(yīng)用軟件系統(tǒng)選用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)。
2． 現(xiàn)場(chǎng)終端部分
●硬件配置
現(xiàn)場(chǎng)終端采用POWERPC等主流32位工業(yè)用處理器，軟件平臺(tái)采用嵌入式操作系統(tǒng)；具有6路并行模擬量輸入，可同時(shí)采集三相電壓、三相電流；具有可方便配置的至少2M以上的存儲(chǔ)空間，用于存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)；至少具有1路RS485通訊口，用于現(xiàn)場(chǎng)與電能表通訊，至少1路紅外或RS232通訊口，用于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，主通道采用主流廠家的GPRS/CDMA通訊模塊，在GPRS/CDMA信號(hào)不好的情況下，自動(dòng)轉(zhuǎn)換到SMS信道； 具有2路或4路控制輸出，用于自動(dòng)跳閘。同時(shí)要配備相應(yīng)數(shù)量的遙信輸入，以觀察遙控的執(zhí)行情況；內(nèi)置時(shí)鐘，日時(shí)鐘誤差不超過(guò)3秒；點(diǎn)陣液晶顯示。
●軟件功能
①抄表功能
Ⅰ.定時(shí)抄讀電能表的正反向有功電量、四象限無(wú)功電量、電壓、電流、有功及無(wú)功功率等。
Ⅱ.通過(guò)中繼命令即時(shí)召測(cè)其它數(shù)據(jù)。
②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
Ⅰ.事件記錄的存儲(chǔ)：保存最近發(fā)生的一定數(shù)量的事件記錄。按照設(shè)置實(shí) 現(xiàn)事件主動(dòng)上送。
Ⅱ.歷史數(shù)據(jù)的保存：按照設(shè)置分類(lèi)、分時(shí)保存電能表的歷史數(shù)據(jù)，支持 定時(shí)主動(dòng)上報(bào)與被動(dòng)召測(cè)2種模式。。
③用電監(jiān)察與服務(wù)功能
現(xiàn)場(chǎng)終端一般具有以下一些用電監(jiān)測(cè)與服務(wù)功能
Ⅰ.防竊電報(bào)警：電能表示度下降、電壓缺相、電壓回路逆相序、電流反極性、CT故障等；
Ⅱ.供電質(zhì)量報(bào)警：包括電壓斷相、負(fù)荷不平衡、電流過(guò)負(fù)荷、無(wú)功過(guò)/欠補(bǔ)償、停/上電等；
Ⅲ.電能表運(yùn)行狀態(tài)報(bào)警：包括電能表參數(shù)更改、電能表停走、電能表飛走、電能表電池電壓低、與電能表通訊故障、電量差動(dòng)等；
Ⅳ.服務(wù)報(bào)警：包括功率超限、剩余電量不足等；
Ⅴ.控制報(bào)警：包括控制的投入與解除。
④控制功能
Ⅰ.控制原則
當(dāng)設(shè)置為保電狀態(tài)時(shí)，終端不執(zhí)行任何拉閘操作，如果已經(jīng)拉閘，在接收到保電命令后自動(dòng)給出允許合閘信號(hào)；自動(dòng)跳閘時(shí)先跳第一輪，再跳第二輪、以后依次跳第三、四輪，合閘時(shí)先合第四輪，再合第三輪、依次合第二、一輪；脈沖式跳閘，在執(zhí)行拉閘后，拉閘接點(diǎn)并不保持，以后每隔1分鐘補(bǔ)跳1次。跳閘之前首先啟動(dòng)告警信號(hào)，告警時(shí)間可設(shè)，告警時(shí)內(nèi)部蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲，同時(shí)告警輸出節(jié)點(diǎn)由開(kāi)變?yōu)殚]。
Ⅱ.遙控
接收主站或前置機(jī)的遙控命令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方的拉閘與允許合閘。
遙控執(zhí)行過(guò)程：終端接收到前置機(jī)的遙控命令后，首先啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，報(bào)警時(shí)間為設(shè)定的報(bào)警延時(shí)時(shí)間，報(bào)警時(shí)間結(jié)束后置相應(yīng)的開(kāi)關(guān)為拉閘狀態(tài)；然后啟動(dòng)拉閘后的自動(dòng)合閘計(jì)數(shù)器，計(jì)時(shí)時(shí)間到給出相應(yīng)開(kāi)關(guān)允許合閘信號(hào)，若遙控拉閘后自動(dòng)合閘時(shí)間設(shè)為0，則遙控后不自動(dòng)合閘。
�、�.功率控制
功率控制的執(zhí)行過(guò)程為：當(dāng)負(fù)荷連續(xù)超過(guò)定值時(shí)，終端發(fā)送負(fù)荷超定值告警信息至主站，同時(shí)啟動(dòng)當(dāng)?shù)馗婢�，超過(guò)報(bào)警時(shí)間，負(fù)荷還未下降到定值以下，終端啟動(dòng)第一輪自動(dòng)跳閘。如跳閘后測(cè)量值小于定值，經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后，給出允許合閘信號(hào)；若第一輪動(dòng)作后負(fù)荷仍超定值，會(huì)再次告警，進(jìn)行第二輪控制，過(guò)程同第一輪。在超限告警時(shí)間段內(nèi)，若負(fù)荷降至定值以下，且持續(xù)時(shí)間達(dá)到規(guī)定值，則取消跳閘操作。避峰時(shí)間結(jié)束自動(dòng)給出允許合閘信號(hào)。
功率控制分為2類(lèi)：
�、哦ㄖ倒β士刂�
終端可按照預(yù)先設(shè)置的6條功率定值曲線(xiàn)按日、按周、按月實(shí)現(xiàn)功率定值控制，每條曲線(xiàn)支持8個(gè)時(shí)段。功率定值控制按照由大到小的優(yōu)先級(jí)順序，即優(yōu)先級(jí)順序?yàn)椋?、5、4、3、2、1，在實(shí)際操作中，由于一般不會(huì)使用到6條控制曲線(xiàn)，可根據(jù)實(shí)際需要從第1條控制曲線(xiàn)開(kāi)始設(shè)置，未使用的曲線(xiàn)留為備用。在設(shè)置功率定值曲線(xiàn)時(shí)要遵循這樣的原則：首先時(shí)間要按照由小到大的順序設(shè)置，其次時(shí)間一定要閉環(huán)。
⑵臨時(shí)功率控制
有時(shí)可能由于某種原因，需要在某段時(shí)間內(nèi)對(duì)某些用戶(hù)實(shí)行臨時(shí)緊急限電，而又不希望修改定值控制設(shè)置，此時(shí)可采用臨時(shí)功率控制命令。臨時(shí)功率控制命令包括：臨時(shí)限電指標(biāo)、臨時(shí)功控持續(xù)時(shí)間、最低負(fù)荷。當(dāng)實(shí)際負(fù)荷小于設(shè)定的最低負(fù)荷時(shí)，不啟動(dòng)臨時(shí)功率控制；當(dāng)實(shí)際負(fù)荷大于功率動(dòng)作值則啟動(dòng)臨時(shí)功率控制。臨時(shí)功率控制的優(yōu)先級(jí)高于定值功率控制的優(yōu)先級(jí)，臨時(shí)功率控制時(shí)間結(jié)束后繼續(xù)按照定值功率控制執(zhí)行。
�、�.電量控制
按照電量的多少進(jìn)行控制，分為月電量控制和購(gòu)電量控制2種。當(dāng)滿(mǎn)足動(dòng)作條件后，啟動(dòng)當(dāng)?shù)芈曇魣?bào)警，在報(bào)警期間若月電量或購(gòu)電量控制的條件解除，則停止報(bào)警，否則報(bào)警時(shí)間結(jié)束，給出跳閘信號(hào)。
�、旁码娏靠刂�
當(dāng)本月用電量達(dá)到設(shè)定的月電量限額時(shí)，啟動(dòng)第1輪跳閘操作，在第1輪跳閘后，繼續(xù)使用的電量超過(guò)輪控電量，則啟動(dòng)第2輪跳閘，依次類(lèi)推啟動(dòng)第3、第4輪。
�、瀑�(gòu)電量控制
終端根據(jù)本次購(gòu)電量、以及實(shí)際用電電量，計(jì)算出當(dāng)前剩余購(gòu)電量，當(dāng)剩余電量小到設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，發(fā)剩余電量不足報(bào)警，當(dāng)剩余購(gòu)電量為零或?yàn)樨?fù)時(shí)執(zhí)行第1輪拉閘操作。在第1輪跳閘后，繼續(xù)使用的電量超過(guò)輪控電量，則啟動(dòng)第2輪跳閘，依此類(lèi)推啟動(dòng)第3、第四輪。
3． 現(xiàn)場(chǎng)多功能電表
可采用具有RS485通訊接口的多功能電能表，也可采用只具有脈沖輸出的普通電能表。一般現(xiàn)場(chǎng)都已經(jīng)有電能表在運(yùn)行了，因而該部分是現(xiàn)成的。
4．通訊網(wǎng)絡(luò)
通信網(wǎng)絡(luò)一般采用GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)。相比較通訊資費(fèi)與通訊速度方面CDMA要優(yōu)于GPRS，但CDMA的覆蓋域要少于GPRS，因而具體網(wǎng)絡(luò)的選用要根據(jù)實(shí)際情況確定。
三． 結(jié)束語(yǔ)
目前大客戶(hù)負(fù)荷管理系統(tǒng)已在全國(guó)各地大量使用。該系統(tǒng)的使用對(duì)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)用電、實(shí)現(xiàn)無(wú)人抄表、方便電量結(jié)算等方面起到了非常重要的作用。各地在使用該系統(tǒng)后普遍降低了線(xiàn)路損耗。
參考文獻(xiàn)：
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