寶三紅

摘 要：電力負(fù)荷管理系統(tǒng)整個電力管理中起著一個至關(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：TM714 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：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)，其主要功能是實現(xiàn)對電力負(fù)荷的監(jiān)測以及管理的一個完整集成系統(tǒng)。它能有效實施對電力負(fù)荷的實時監(jiān)測，改善電負(fù)荷特性曲線，降低用電高峰和低峰的谷差，實現(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，對于提高經(jīng)濟效益，實施節(jié)約型國家具有重大的意義。

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、通信通道和若干個用戶終端組成，其中還包括著若干個中接點，組成一個數(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系統(tǒng)的核心地位，是整個系統(tǒng)的大腦和指揮中心，它主要由計算機網(wǎng)絡(luò)和控制部分組成，計算機網(wǎng)絡(luò)部分主要包括：服務(wù)器、工作站、人機交換界面（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)傳輸信道機以及電源組成。在圖一中主要是指：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、前置機、應(yīng)用工作站等設(shè)備。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要作用是數(shù)據(jù)管理，即對信息進行分類匯總和統(tǒng)計處理，進而保證整個數(shù)據(jù)的安全可靠。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的配置可以根據(jù)實際負(fù)荷管理需求大小來進行實際配置，但數(shù)據(jù)庫服務(wù)器必須進行雙熱機備份。

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

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)訪問服務(wù)、計算機聯(lián)網(wǎng)等提供支撐。

前置機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)實際負(fù)荷管理需求大小來進行實際配置，但數(shù)據(jù)庫服務(wù)器必須進行雙熱機備份。

應(yīng)用工作站的主要功能是起到一個自動宏的作用，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫服務(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進行通信。在系統(tǒng)中，GPRS模塊一般由CPU、無線通信模塊、SIM卡插槽、擴展數(shù)據(jù)存儲器等部分組成[2]，其優(yōu)點是主要由移動公司負(fù)責(zé)維護，成本低，網(wǎng)絡(luò)強，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，我國充分增強了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，當(dāng)前，我國固話網(wǎng)絡(luò)以及移動通信網(wǎng)絡(luò)基本上已經(jīng)覆蓋95%以上的國土面積，因此我們可以采用將有線通信技術(shù)與無線通信技術(shù)有機結(jié)合起來的通信模式。

1.3 用戶終端

用戶終端主要是實現(xiàn)實時對用戶數(shù)據(jù)的監(jiān)測以及數(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)，供電情況等各項用電數(shù)據(jù)，進而通過數(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)的實現(xiàn)的主要功能

2.1 數(shù)據(jù)采集和即時處理功能

整個電力負(fù)荷管理系統(tǒng)最主要的功能之一就是數(shù)據(jù)采集功能和即時處理，系統(tǒng)通過用戶終端，實時采集負(fù)荷數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)、電量計數(shù)等負(fù)荷管理數(shù)據(jù)，進而生成每天、每月的負(fù)荷管理特性曲線，總計有功和無功電能量曲線等，為電力管理部門進行預(yù)測分析提供決策的依據(jù)。終端數(shù)據(jù)采集的來源主要是依據(jù)電能表脈沖輸出、門接點、輸出（計量表計、交流采樣裝置或其他智能裝置）、開關(guān)輔助觸點等[3]。

2.2 數(shù)據(jù)的記錄保存功能

在實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集之后，就要對采集到的數(shù)據(jù)進行保存，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、無功電能示值、三相電流、任務(wù)點數(shù)據(jù)以及報警事件等數(shù)據(jù)。

2.3 負(fù)荷控制、預(yù)測分析功能

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的另外一個重要功能就是實現(xiàn)對功率設(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，在超過設(shè)定值范圍的時候，系統(tǒng)會自動根據(jù)以往數(shù)據(jù)進行做出相應(yīng)反應(yīng)，如自動斷電或者繼電保護等。

負(fù)荷預(yù)測分析功能的實現(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)驗進行專家系統(tǒng)判斷，自動對下一階段用戶用電水平進行評估分析，并及時作出預(yù)測分析。

2.4 遠(yuǎn)程自動抄表功能

遠(yuǎn)程自動抄表實現(xiàn)了抄表的自動化，其利用電子計量表的功能，自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄、采集，并通過電力負(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?，便可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動抄表功能；同時，系統(tǒng)定時采集的數(shù)據(jù)也會暫時存儲在用戶終端中，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、錯抄等問題，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，同時分類記錄。

2.6 安全保護功能

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以及采集，用戶終端在控制中心程序設(shè)定無通信狀態(tài)下，自動進入保電時間，在控制中心解除鎖定后，自動恢復(fù)到正常狀態(tài)。

2.7 本地系統(tǒng)管理

負(fù)荷管理系統(tǒng)提供分級管理權(quán)限。負(fù)荷管理系統(tǒng)對提供終端的數(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)實現(xiàn)對運行狀況監(jiān)測，對終端、主站和中繼站的運行狀態(tài)進行顯示、統(tǒng)計分析，對事件進行自動記錄；系統(tǒng)實現(xiàn)對多種數(shù)據(jù)不同采集方式的采集，實現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、及時性、完整性以及可靠性。通過系統(tǒng)提供的多功能的負(fù)荷監(jiān)控手段，可以動態(tài)監(jiān)測用戶負(fù)荷，并根據(jù)需要進行有效控制。另外，系統(tǒng)還能進行負(fù)荷數(shù)據(jù)的深層次綜合運用，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)開放和數(shù)據(jù)共享。

3 結(jié)語

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)是一個開放的，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)以及實現(xiàn)的主要功能，對于我們實現(xiàn)電力負(fù)荷的全程自動化運行還尚欠火候，我們可以推斷，電力負(fù)荷管理系統(tǒng)會朝以下幾個方向發(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，信號更強，保密性更好是一個良好的發(fā)轉(zhuǎn)方向。

3.2 專家系統(tǒng)應(yīng)用更加廣泛

未來系統(tǒng)更加智能化，專家化，一個完整的系統(tǒng)必將是一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)運營中出現(xiàn)的問題，由計算機分析，采用一個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

一個開放性的終端，將實現(xiàn)每個家庭，每個用戶的實時管理，人機交換操作，以達(dá)到節(jié)約電能，實現(xiàn)最優(yōu)運行效果。

參考文獻

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[2]張睿.電力負(fù)荷系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011（2）.

[3]譚剛.電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的設(shè)計、分析與研究[D].重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003（11）.

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[5]石云，顧鳳博.淺談電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的應(yīng)用[J].滄州師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2009（4）：106-108.