山西省長(zhǎng)治供電局 何保國(guó)
摘要 隨著新的電力市場(chǎng)的建立，電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)由單純的“控制到戶”，發(fā)展為負(fù)荷管理系統(tǒng)，而目前此套系統(tǒng)普遍采用無(wú)線電通道，由于無(wú)線電易受地形和空間干擾的
影響，電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)通信信道的一種補(bǔ)充電力載波通信，目前隨著技術(shù)的成熟越來(lái)越受到人們的青睞。本文較詳細(xì)介紹了電力載波負(fù)荷管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備組成、工作原理及工作過(guò)程。
關(guān)鍵詞 電力載波技術(shù)用電應(yīng)用
我國(guó)對(duì)電力用戶的用電信息管理，目前普遍建立在電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)上，即在原系統(tǒng)上增加抄表功能。隨著用電結(jié)構(gòu)變化逐漸擴(kuò)展到關(guān)口和低壓側(cè)電力用戶，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)口點(diǎn)、
35kV及以下關(guān)口點(diǎn)和各類電力用戶的用電信息監(jiān)控管理。并從功能上進(jìn)行不斷擴(kuò)展、完善，
滿足電力管理部門各種需要。
1 電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀
從1990年開(kāi)始，用電部門為了落實(shí)計(jì)劃用電政策，都相繼組建了各自的負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)，大部分地區(qū)采用無(wú)線電方式組網(wǎng)，稱為無(wú)線電電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)，其中也有少數(shù)地區(qū)采用音頻、市話和電力載波方式組網(wǎng)。無(wú)線電電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)已經(jīng)有不少?gòu)S家取得入網(wǎng)證，并且有一定生產(chǎn)和應(yīng)用規(guī)模，成為一種成熟的產(chǎn)品，在用電部門計(jì)劃用電工作中發(fā)揮了一定的作用。無(wú)線電電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)雖然是一種成熟技術(shù)，但是受地形及通信界面、空間干擾及運(yùn)行費(fèi)用等因素的影響，大面積推廣特別是在山區(qū)推廣存在一定困難。
2 電力市場(chǎng)對(duì)負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)的要求
隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力市場(chǎng)的變化，用電結(jié)構(gòu)也發(fā)生了相應(yīng)的變化，給電力負(fù)荷監(jiān)控工作提出了新的要求，供電企業(yè)要適應(yīng)市場(chǎng)變化的要求，就要加強(qiáng)配電和用電管理自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)“營(yíng)配合一”工作。作為技術(shù)管理手段之一，電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該從以下幾方面進(jìn)行擴(kuò)展和完善：
2．1 功能上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表(RS485，RS232接口)，電能表缺相，最大需量，功率因數(shù)，TV、TA回路監(jiān)視，用戶各分路開(kāi)關(guān)狀態(tài)、用戶端電壓監(jiān)視。
2．2 公用配電變壓器、配電線路的各種運(yùn)行參數(shù)(開(kāi)閉鎖、線路上開(kāi)關(guān))的監(jiān)視控制。
2．3 系統(tǒng)要配合計(jì)劃用電做好削峰、填谷、負(fù)荷監(jiān)控、負(fù)荷分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)和負(fù)荷平衡工作。其次用于電價(jià)預(yù)測(cè)和電量的結(jié)算，配合電量電費(fèi)計(jì)算方便用戶預(yù)購(gòu)電量，實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)抄收自動(dòng)化，再則為報(bào)裝提供所需運(yùn)行資料，為配網(wǎng)運(yùn)行管理提供數(shù)據(jù)，為用戶需求側(cè)管理服務(wù)。
只有為用電管理部門和電力用戶提供及時(shí)可靠、準(zhǔn)確、完整的信息，才能充分發(fā)揮負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)的作用。
3 電力載波負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)
眾所周知，用戶要用電必須用電線把電引到使用電力的地方，這樣只要是電力用戶(注：以下電力用戶簡(jiǎn)稱用戶)，電力部門就與用戶之間有一條通道，如圖1所示，若把用戶比做樹(shù)葉，供電部門比做樹(shù)干、樹(shù)支的話，電力線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為“樹(shù)形結(jié)構(gòu)”，電力部門在樹(shù)干上(主網(wǎng))已經(jīng)建立了完善的通信。而充分利用這條通道，使樹(shù)支層(配網(wǎng))建立供電企業(yè)與用戶之間的通道，是一項(xiàng)很有應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益的工作。
目前電力系統(tǒng)在樹(shù)干層(主網(wǎng))使用的通信方式有無(wú)線電、有線、載波、微波、光纖、衛(wèi)星數(shù)字通信等，都是用于35kV農(nóng)網(wǎng)及以上電壓等級(jí)的主網(wǎng)。
該系統(tǒng)利用微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的通信手段，有機(jī)的結(jié)合了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和載波技術(shù)，系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)流安排、容錯(cuò)技術(shù)、軟硬件可靠性、噪聲處理、抗干擾、產(chǎn)品質(zhì)量等諸多方面。電力載波技術(shù)采用配電網(wǎng)零序載波注入傳輸技術(shù)，注入功率很小，不需加阻波器。傳輸速率600bps，信號(hào)傳輸只限于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，并且只在本級(jí)配電網(wǎng)內(nèi)傳輸，充分利用電力線路通道，節(jié)省資源，提高效益。
4 電力載波負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)組成和作用
電力載波負(fù)荷管理系統(tǒng)是由中央控制系統(tǒng)、變電所載波數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、變壓器側(cè)中繼設(shè)備(TTU)、用戶載波控制終端(CTU)、載波抄表器(CTA)、耦合設(shè)備組成。
中央控制系統(tǒng)包括互為熱備用的兩臺(tái)前方監(jiān)控機(jī)、雙機(jī)切換裝置、調(diào)制解調(diào)器(MODEM)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、若干臺(tái)網(wǎng)絡(luò)連接的后方微機(jī)。
變電所數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備由載波數(shù)據(jù)傳輸機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、耦合電容器等設(shè)備組成，用于用戶與中央系統(tǒng)信息的轉(zhuǎn)換和傳輸。
低壓用戶中繼設(shè)備包括TTU、CTA、耦合電容器等，用于低壓用戶信息收集和公變信息的采集傳送。10kV、35kV用戶終端包括CTU、耦合電容器等設(shè)備，用于用戶信息的采集和控制。CTU 有RS232接口或RS485接口，四路遙信，四路遙控，兩路模擬輸入，兩路脈沖輸入。載波抄表器(CTA)用于低壓220V用戶電能表的讀數(shù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)(RS232接口或RS485接口)。
5 電力載波負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)工作過(guò)程
電力載波負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)由控制中心、信道、終端機(jī)構(gòu)成。主要功能為遙信、遙測(cè)、遙控�？刂浦行牡闹醒霗C(jī)系統(tǒng)為主控制系統(tǒng)，用戶CTU可在中央機(jī)系統(tǒng)的管理下，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用電情況遙信、遙測(cè)、遙控。CTA可以與無(wú)線電臺(tái)、電信網(wǎng)連接。中央機(jī)系統(tǒng)向全體用戶終端CTU或部分用戶CTU和TTU或單個(gè)CTU和TTU發(fā)出指令，傳送數(shù)據(jù)，控制CTU完成各種任務(wù)，同時(shí)可搜集用戶TTU用電信息并存入服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)，中央機(jī)系統(tǒng)中的監(jiān)控機(jī)可以定時(shí)向用戶發(fā)出指令，也可以隨時(shí)接受后方機(jī)的命令向CTU和TTU發(fā)出指令。后方工作站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和前方機(jī)進(jìn)行信息交換。
由于利用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(NOVELL或WINDOWS NT)技術(shù)，后方機(jī)的數(shù)量可以根據(jù)各種不同需要設(shè)置。各后方機(jī)可根據(jù)權(quán)限完成各自不同的工作。例如信息中心后方微機(jī)只有處理有關(guān)用戶用電信息的功能和權(quán)限；用電營(yíng)業(yè)部門后方微機(jī)只處理用戶電能表讀數(shù)用于電費(fèi)計(jì)算；計(jì)量部門后方微機(jī)只有處理有關(guān)用戶電能表參數(shù)的功能；報(bào)裝部門后方微機(jī)只有讀取配電網(wǎng)有關(guān)參數(shù)的權(quán)限；負(fù)荷管理微機(jī)或調(diào)度后方微機(jī)可以分別向CTU設(shè)置定值或發(fā)送跳、合閘命令和預(yù)置RTU的有關(guān)參數(shù)，并且統(tǒng)計(jì)審查用戶用電情況；總工或局長(zhǎng)后方微機(jī)可以調(diào)用用戶用電情況報(bào)告；用電業(yè)務(wù)各部門后方微機(jī)可以調(diào)用生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)指標(biāo)的完成情況報(bào)告。
中央監(jiān)控機(jī)向用戶CTU和TTU發(fā)送的命令經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)器專用(或復(fù)用)通道送至各變電所，各變電所調(diào)制解調(diào)器把命令送給載波數(shù)據(jù)傳輸機(jī)，載波數(shù)據(jù)傳輸機(jī)將命令轉(zhuǎn)換成載波調(diào)制的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)耦合電容器注入配電網(wǎng)，各用戶通過(guò)配電線路的用戶側(cè)耦合電容器把信號(hào)傳入CTU，由CTU判斷命令內(nèi)容并執(zhí)行。各公用變壓器側(cè)耦合電容器把信號(hào)傳入TTU，由TTU判斷命令內(nèi)容并執(zhí)行，TTU設(shè)備的工作分為公用變壓器信息的采集和低壓用戶抄表。中央監(jiān)控機(jī)除利用以上方式傳輸信息外，還設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)232接口，作為備用或建立載波通信有困難的用戶，來(lái)采用其他方式通信。
中央監(jiān)控機(jī)向用戶發(fā)送的命令可分為監(jiān)控命令和用戶數(shù)據(jù)返回兩類。中央機(jī)系統(tǒng)根據(jù)用戶返回信息進(jìn)行審核、歸類處理，存入中心數(shù)據(jù)庫(kù)，便于各專業(yè)后方微機(jī)利用該信息進(jìn)行業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、用電監(jiān)察、電能計(jì)量、電費(fèi)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、配電的管理工作。
總之，電力載波負(fù)荷管理系統(tǒng)作為市、縣區(qū)電力部門電力電量管理的較佳技術(shù)管理手段之一，其方法越來(lái)越體現(xiàn)出它的優(yōu)越性，如何配合廠家應(yīng)用和完善發(fā)展該系統(tǒng)，將是我們今后努力工作方向。可以預(yù)言，未來(lái)的電力市場(chǎng)和需求管理要求必須建立一個(gè)投資少，功能強(qiáng)，易擴(kuò)充，準(zhǔn)確性、可靠性高，運(yùn)行費(fèi)用低，便于更新維護(hù)管理的用電信息管理系統(tǒng)。隨著微電子技術(shù)發(fā)展和載波通信技術(shù)的成熟，利用電力載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力電量監(jiān)控管理將是未來(lái)商業(yè)化電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的必不可少的手段之一。力用戶簡(jiǎn)稱用戶)，電力部門就與用戶之間有一條通道，如圖1所示，若把用戶比做樹(shù)葉，供電部門比做樹(shù)干、樹(shù)支的話，電力線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為“樹(shù)形結(jié)構(gòu)”，電力部門在樹(shù)干上(主網(wǎng))已經(jīng)建立了完善的通信。而充分利用這條通道，使樹(shù)支層(配網(wǎng))建立供電企業(yè)與用戶之間的通道，是一項(xiàng)很有應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益的工作。
