寶三紅

摘 要：電力負(fù)荷管理系統(tǒng)整個(gè)電力管理中起著一個(gè)至關(guān)重要的作用，為電力管理部門提供各種決策的依據(jù)，本文從電力負(fù)荷管理的結(jié)構(gòu)以及功能等幾個(gè)方面探討了電力負(fù)荷管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：負(fù)荷管理系統(tǒng) 通信信道 數(shù)據(jù)采集

中圖分類號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（c）-0047-02

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，又被稱作電力負(fù)荷控制系統(tǒng)，是將現(xiàn)代化管理、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等多門學(xué)科技術(shù)融為一體的系統(tǒng)，其主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)電力負(fù)荷的監(jiān)測(cè)以及管理的一個(gè)完整集成系統(tǒng)。它能有效實(shí)施對(duì)電力負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，改善電負(fù)荷特性曲線，降低用電高峰和低峰的谷差，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的最佳分布，最大程度的減小損失，最終提高從發(fā)電、供電到用電設(shè)備的利用率，對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)施節(jié)約型國(guó)家具有重大的意義。

1 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的電力負(fù)荷管理系統(tǒng)一般由控制管理中心、通信通道和若干個(gè)用戶終端組成，其中還包括著若干個(gè)中接點(diǎn)，組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，即SCADA （Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

1.1 控制管理中心

控制管理中心居于整個(gè)系統(tǒng)的核心地位，是整個(gè)系統(tǒng)的大腦和指揮中心，它主要由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和控制部分組成，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)部分主要包括：服務(wù)器、工作站、人機(jī)交換界面（顯示器），打印設(shè)備，集線器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，控制部分主要包括數(shù)據(jù)傳輸信道機(jī)以及電源組成。在圖一中主要是指：數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、前置機(jī)、應(yīng)用工作站等設(shè)備。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要作用是數(shù)據(jù)管理，即對(duì)信息進(jìn)行分類匯總和統(tǒng)計(jì)處理，進(jìn)而保證整個(gè)數(shù)據(jù)的安全可靠。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的配置可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷管理需求大小來(lái)進(jìn)行實(shí)際配置，但數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器必須進(jìn)行雙熱機(jī)備份。

Web服務(wù)器主要作用是提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)公布用電信息，同時(shí)用戶也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)即時(shí)了解自己的用電情況，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)催繳電費(fèi)的功能。

應(yīng)用服務(wù)器的作用是給各種應(yīng)用服務(wù)，諸如數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)、計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等提供支撐。

前置機(jī)的主要作用是管理系統(tǒng)應(yīng)用與用戶終端之間的數(shù)據(jù)交換，具體包括數(shù)據(jù)的接受與采集、存儲(chǔ)以及主服務(wù)器命令的組合、傳輸和用戶終端數(shù)據(jù)的回收、解釋工作。因此，前置機(jī)又被稱為數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的配置可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷管理需求大小來(lái)進(jìn)行實(shí)際配置，但數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器必須進(jìn)行雙熱機(jī)備份。

應(yīng)用工作站的主要功能是起到一個(gè)自動(dòng)宏的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的遠(yuǎn)程操作管理、用戶終端信息采集管理、負(fù)荷管理系統(tǒng)綜合應(yīng)用管理以及數(shù)據(jù)分析等功能[1]。

1.2 通信信道

通信通道，顧名思義，指的是系統(tǒng)的通訊線路，主要作用是用來(lái)在管理中心和系統(tǒng)管理終端傳遞信息，通信信道的傳遞質(zhì)量對(duì)于系統(tǒng)功能有著很大影響。

通信質(zhì)量的好壞受到諸多條件的影響，比如地理、氣候、環(huán)境等，一般情況下我們采用GPRS進(jìn)行通信。在系統(tǒng)中，GPRS模塊一般由CPU、無(wú)線通信模塊、SIM卡插槽、擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等部分組成[2]，其優(yōu)點(diǎn)是主要由移動(dòng)公司負(fù)責(zé)維護(hù)，成本低，網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)，但是在一些山區(qū)部分，數(shù)據(jù)損失率較高，因此需要增加部分中繼站以提高數(shù)據(jù)的傳輸效果，但是某個(gè)中繼站如果收到不可抗力的作用，很有可能導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓。

“十一五”以來(lái)，我國(guó)充分增強(qiáng)了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，當(dāng)前，我國(guó)固話網(wǎng)絡(luò)以及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基本上已經(jīng)覆蓋95%以上的國(guó)土面積，因此我們可以采用將有線通信技術(shù)與無(wú)線通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)的通信模式。

1.3 用戶終端

用戶終端主要是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)用戶數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)采集，它主要包括信息采集模塊和數(shù)據(jù)傳輸線路組成，能夠?qū)崟r(shí)采集到用戶的用電信息、電量情況、電量記錄數(shù)據(jù)，供電情況等各項(xiàng)用電數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線路傳送到系統(tǒng)管理中心。

2 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的主要功能

2.1 數(shù)據(jù)采集和即時(shí)處理功能

整個(gè)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)最主要的功能之一就是數(shù)據(jù)采集功能和即時(shí)處理，系統(tǒng)通過(guò)用戶終端，實(shí)時(shí)采集負(fù)荷數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)、電量計(jì)數(shù)等負(fù)荷管理數(shù)據(jù)，進(jìn)而生成每天、每月的負(fù)荷管理特性曲線，總計(jì)有功和無(wú)功電能量曲線等，為電力管理部門進(jìn)行預(yù)測(cè)分析提供決策的依據(jù)。終端數(shù)據(jù)采集的來(lái)源主要是依據(jù)電能表脈沖輸出、門接點(diǎn)、輸出（計(jì)量表計(jì)、交流采樣裝置或其他智能裝置）、開關(guān)輔助觸點(diǎn)等[3]。

2.2 數(shù)據(jù)的記錄保存功能

在實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集之后，就要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，保存的主要數(shù)據(jù)有每日、每月的三相電壓、有功電能示值、無(wú)功電能示值、三相電流、任務(wù)點(diǎn)數(shù)據(jù)以及報(bào)警事件等數(shù)據(jù)。

2.3 負(fù)荷控制、預(yù)測(cè)分析功能

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的另外一個(gè)重要功能就是實(shí)現(xiàn)對(duì)功率設(shè)定值的閉環(huán)控制調(diào)節(jié)、用電量設(shè)定值的閉環(huán)控制調(diào)節(jié)以及遙控等多種控制方式，在超過(guò)設(shè)定值范圍的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)以往數(shù)據(jù)進(jìn)行做出相應(yīng)反應(yīng)，如自動(dòng)斷電或者繼電保護(hù)等。

負(fù)荷預(yù)測(cè)分析功能的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)就是豐富的用戶用電數(shù)據(jù)，有了大量的用戶數(shù)據(jù)就可以根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行專家系統(tǒng)判斷，自動(dòng)對(duì)下一階段用戶用電水平進(jìn)行評(píng)估分析，并及時(shí)作出預(yù)測(cè)分析。

2.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表功能

遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表實(shí)現(xiàn)了抄表的自動(dòng)化，其利用電子計(jì)量表的功能，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄、采集，并通過(guò)電力負(fù)荷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信信道資源和終端設(shè)備，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行模憧梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表功能；同時(shí)，系統(tǒng)定時(shí)采集的數(shù)據(jù)也會(huì)暫時(shí)存儲(chǔ)在用戶終端中，并做到間段校正，減小誤差。與傳統(tǒng)的人工抄表相比，最大程度上地避免了人工抄表帶了的漏抄、錯(cuò)抄等問(wèn)題，也從根本上杜絕了竊電行為的發(fā)生。

2.5 事件記錄分類功能

根據(jù)事先設(shè)定的事件的重要性，可以將電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的事件重要性分為重要事件和一般事件，同時(shí)分類記錄。

2.6 安全保護(hù)功能

用戶終端必須在和管理中心保持正常通信連接的狀態(tài)下，終端信息才能得到存儲(chǔ)以及采集，用戶終端在控制中心程序設(shè)定無(wú)通信狀態(tài)下，自動(dòng)進(jìn)入保電時(shí)間，在控制中心解除鎖定后，自動(dòng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。

2.7 本地系統(tǒng)管理

負(fù)荷管理系統(tǒng)提供分級(jí)管理權(quán)限。負(fù)荷管理系統(tǒng)對(duì)提供終端的數(shù)據(jù)包括用戶檔案的錄入、終端配置參數(shù)、控制參數(shù)和限值參數(shù)的設(shè)置以及查詢等；系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)通信設(shè)備的管理，主要是指通信信道管理、中繼站管理以及參數(shù)配置等；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)，對(duì)終端、主站和中繼站的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行顯示、統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)事件進(jìn)行自動(dòng)記錄；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種數(shù)據(jù)不同采集方式的采集，實(shí)現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、及時(shí)性、完整性以及可靠性。通過(guò)系統(tǒng)提供的多功能的負(fù)荷監(jiān)控手段，可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)用戶負(fù)荷，并根據(jù)需要進(jìn)行有效控制。另外，系統(tǒng)還能進(jìn)行負(fù)荷數(shù)據(jù)的深層次綜合運(yùn)用，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)開放和數(shù)據(jù)共享。

3 結(jié)語(yǔ)

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)是一個(gè)開放的，不斷發(fā)展的系統(tǒng)，在這里我們僅僅是講述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)的主要功能，對(duì)于我們實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的全程自動(dòng)化運(yùn)行還尚欠火候，我們可以推斷，電力負(fù)荷管理系統(tǒng)會(huì)朝以下幾個(gè)方向發(fā)展。

3.1 系統(tǒng)通信技術(shù)多樣化

在傳統(tǒng)系統(tǒng)中我們一般采用GPRS，但是在以后的系統(tǒng)中，隨著數(shù)字通信技術(shù)的不斷發(fā)展，通信手段必將多樣化，信號(hào)更強(qiáng)，保密性更好是一個(gè)良好的發(fā)轉(zhuǎn)方向。

3.2 專家系統(tǒng)應(yīng)用更加廣泛

未來(lái)系統(tǒng)更加智能化，專家化，一個(gè)完整的系統(tǒng)必將是一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的問(wèn)題，由計(jì)算機(jī)分析，采用一個(gè)更加有效的控制策略，即專家系統(tǒng)。

3.3 用戶終端更加多元化

一個(gè)開放性的終端，將實(shí)現(xiàn)每個(gè)家庭，每個(gè)用戶的實(shí)時(shí)管理，人機(jī)交換操作，以達(dá)到節(jié)約電能，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)運(yùn)行效果。

參考文獻(xiàn)

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