采用智能负荷控制器改善小水电投资效果

1、扒.傲 智能型负荷管笆理 增加小水电挨效益（程夏蕾 盎编俺译）1 概述氨近年来，对如何斑减少孤立运行小拌水电站的投资成啊本考虑的比较多矮，也有一些有效奥的措施，如设备半的标准化、电子白设备替代机械液颁压装置、充分利般用当地劳动力等班。但是，考虑如叭何从提高负荷率佰的角度来增加发芭电效益，还不是耙很多。疤一般来说，孤立佰运行小水电站都芭是峰电负荷高，哎平均负荷低。特班别是发展中国家案，一些电气化社埃区，平均负荷只摆占峰电负荷的1班520%。这哀样会带来两方面扒的问题：巴1）发电机在峰疤荷时经常过负荷斑。过负荷情况下啊，用户电压会下斑降。严重时，频瓣繁跳闸。用户不氨满意，发电效益邦也受影响。把2）

2、负荷比较低班的情况下，电站般发出的电量只有瓣部分被利用，因艾为大多数孤立运隘行的小水电站都胺是径流式的。发唉电效益也受到影般响。俺本文介绍两种负按荷管理的方法，败结合起来使用可翱以解决小水电站昂过负荷和低负荷懊率的问题。文章翱还介绍了乌干达奥乡村医院的一个白实例。2 技术翱1）采用限流装斑置控制峰荷奥电度表已经非常碍普及，它用来计败量进行电费结算坝，但电度表没有颁限流装置。很多按孤立运行的小水败电站，当供电区胺负荷超过发电机傲容量时，就会影搬响供电品质和可隘靠性。搬采用限流装置，罢可以在任何时候蔼对用户的负荷加凹以限制，用户根埃据不同的电流限敖值来支付固定的隘维修服务费。当扒用户的负荷超过隘限

3、值时，它就会斑暂时被断开。通罢过对所有的负荷拌进行合理的限制鞍，就可以避免过艾负荷的情况发生半。发电机容量有盎富裕，可以通过澳调整限值来合理凹分配负荷。芭限流的概念早都挨已经有了，但目鞍前还没有切实可唉行的办法。在津扮巴布韦，用标准奥的微型开关作为啊限流装置，有1霸00，000多埃个用户。但这种熬微型开关有一个爱很大的缺陷，它啊的设定值很容易拜被人为改变，或八者被窃电者短接爱。伴目前，推出的被办称为胺“盎PowerPr罢ovider把”拔的限流装置，它扳带延时自复位功鞍能。它给用户带矮来方便，当开关袄跳开后，用户可按以在规定的时限挨内减少负荷，开耙关自动重合。它柏的安全性比较高鞍，安装在户外的

4、背配电杆上，可以拔防止被改动或短凹接。每月固定的巴付费，方便用户按进行家庭收支预熬算，减少拖欠。皑还可以按年度付瓣费，农民可以安哀排在丰收的季节岸交纳电费。扒2）采用分散式隘负荷管理来控制扒峰荷隘大多数容量小于鞍250kW的小把水电机组，都采拔用电子负荷控制胺器来调整发电机阿频率。因为相对奥于这种容量范围办的机组，电子负皑荷控制器比调速摆器便宜而且可靠澳。但是，平衡负背荷所消耗的电能百很少被利用，主拜要原因是：拜靶作为平衡负荷的袄电加热器，通常爸都安装在远离用绊户的水轮机房内阿；颁芭由于平衡负荷时熬间和大小都不确版定，使用不方便拜，有的根本不可阿能；败芭平衡负荷在水系矮统应用可靠性比霸较高，用

5、在其它败地方可靠性可能靶难以保证。拜分散式智能型负佰荷控制器（DI熬LC），既可以盎充分利用富裕的俺电量，又可以防搬止发电机过负荷扳。DILC安装版在配电系统的不拜同的位置，每一鞍只DILC都控扒制某一个优先级版的负荷，最典型邦的负荷如热水器把或室内加热器。般DILC通过感背应发电机的频率捌来投切负荷。当傲负荷升高时，发扮电机频率会下降吧，DILC可以胺切除一些负荷。肮每一只DILC昂可以按优先级设扒定在不同的频率奥，这样优先级低绊的负荷可以先切按除。DILC可拌以充分利用电能癌，减少平衡负荷邦所浪费的电量。案下面一个实例，办可以说明如何配拌合使用上面介绍暗的PowerP氨rovider岸和D

6、ILC装置搬，来实现限制过颁负荷和充分利用熬电能的目的。捌3 实例研究霸扒乌干达KISI奥IZI医院1）背景搬KISIIZI翱医院建于195办8年，位于乌干板达东南部。它主半要为附近的乡村颁提供医疗服务。凹1980年中，懊建了1座60k蔼W的小水电站，奥装有1台冲击式叭水轮机、同步发蔼电机和电子负荷绊控制器。电站是霸医院的唯一供电埃电源。埃电站除了给医院颁供电，也为医院八的职工家庭供电拔。开始为了留住癌职工，作为职工哀福利，供电是免摆费的。几年后，懊医院规模扩大，哀职工人数增加，俺用电负荷超出了安发电机容量。结皑果，发电机经常芭过负荷跳闸，整埃个医院停电。有岸时候，手术过程跋中停电，给病人懊带

7、来危险。版医院采用了很多埃办法来限制峰荷奥，如在加热器上拜加装分时器，使熬加热器只在晚上澳使用，还没收了捌职工的电炉等大扒功率电器。但是板，改善总是暂时盎性的，因为负荷懊还是增长，有的半职工也不自觉遵按守医院的规定。奥2001年，问班题严重到发电机熬过负荷跳闸后，隘负荷仍减不下来芭，发电量无法投艾入运行。为了保爱证医院供电，医肮院只好加装刀闸疤，把职工家庭用办电统统切除，影胺响了职工正常生办活。2）负荷控制凹医院管理部门和稗职工共同商量后白，制定了以下供扮电原则：班颁 医院供电安全啊必须保证；半阿 尽可能满足职耙工基本家庭生活伴用电，如照明和背冰箱等；跋班 用电低谷时，癌允许职工使用热巴水器等

8、大功率电捌器。埃按照上述原则，把医院安装了83拌只PowerP敖rovider皑限流器，一户一白只。电流限值范斑围有邦1A伴、耙2.5A巴和哎5A巴 三种，对应负百荷为230VA熬、575VA和岸1150VA。巴根据职工资历的蔼不同来配置不同懊电流限值的限流捌器。当某一户的鞍用电超过限值，鞍限流器就会将它班暂时断开，以保盎证医院和其它用皑户的用电安全。盎DILC用于控氨制低谷时用电负白荷。医院安装了安40只DILC啊，主要装在资历挨较高的职工家里皑以及一些公共设板施。与DILC盎连结的电路与P唉owerPro佰vider限流哀器分开。作为一阿种奖励，电流限岸值可以到盎13A办。吧有的DILC代

9、绊替热水器的分时柏开关，有的连在熬标准的插座上，案供其它大电器如笆电炉、电熨斗、扒电茶壶使用。热癌水器断开的频率爱范围设置在47艾49Hz，其俺它为4647爱Hz。频率在5隘0Hz时，所有奥DILC都投入摆。医院负荷比较扒大时，发电机过癌负荷，频率下降肮，部分或全部热跋水器DILC会巴跳开。医院负荷肮再大一点，部分澳或全部其它用途巴的DILC也跳凹开，这样就保证胺了医院的安全供懊电，职工家庭供跋电的优先级也高澳于普通的热水器安。靶PowerPr败ovider和爱DILC是20肮02年9月1伴2月间安装的。版安装前后发电机敖的特性曲线由计跋算机监测系统记胺录，该监测系统白于同年3月份安耙装。3）

10、数据结果蔼图1给出了20碍02年3月份前唉到12月底的系澳统跳闸情况。可哎以看出，安装负搬荷控制装置后，把系统跳闸情况明熬显减少。而且跳翱闸的原因有的还俺是机组故障或拦拜污栅堵塞的原因碍造成的，可以说吧11月和12月柏间，没有发生过搬一次发电机过负拜荷跳闸。蔼除了系统跳闸情班况有所改善，医把院和家庭用电量败也明显增加，减摆少了平衡负荷的肮消耗。图2和图板3给出了两个典白型日的用电记录瓣。安装负荷控制跋装置后，医院和霸家庭用电量增加拌15%。7：3矮0到23：30唉间，平衡负荷几绊乎为零。4）用户反馈按在方案实施过程办中，有一个适应拜阶段。一些安装鞍PowerPr吧ovider限扳制电流小于坝5

11、A班或者没有提供D拌ILC插座的家靶庭，抱怨不能使肮用电熨斗。这个艾问题后来通过安八装了一些公共D熬ILC插座，或绊者对原来电熨斗袄进行改造，使它敖可以在熬2.5A坝的PowerP傲rovider阿下工作。霸所有用户反馈的阿意见都是满意的版。医院和职工家隘庭供电得到改善办，而且热水器和颁电炊具使用机会埃也增加了。4 结论啊DILC和Po百werProv班ider配合使白用，可以实现智搬能型负荷管理，坝提高小水电供电班的可靠性和负荷叭率，克服发电机巴过负荷和平衡负稗荷能源浪费的问扒题。它最好在小埃水电建成时就安般装，尽早得益。5 感谢埃感谢Bill 背cave博士和盎KISIIZI拜医院的大力支

12、持靶，还要感谢英国柏工商局的资助。俺Referen版ces把1. 皑懊Best Pr疤actices半 for Su哎stainab袄le Deve扳lopment啊 of Mic背ro Hydr啊o Power袄 in Dev挨eloping八 Countr罢ies叭笆, Smail肮 Khenna翱s and A捌ndrew B鞍arnett,爸 Report巴 for DF邦ID and 板World B颁ank, Ma般rch 200疤0. (www氨.itdg.o捌rg.uk).柏2. 瓣Zimbabw瓣e扳 Electr熬icity S奥upply A矮uthorit颁y Data,隘 1996.唉3. www.搬scs-www耙.com昂4. www.扒mini-gr矮斑Dr N P 艾A Smith熬：Sustai芭nable C俺ontrol 版Systems耙 Ltd，4 办Charles班ton Hou皑se, Pee皑l Stree爱t，Notti白ngham. 盎UK盎Dr P Ta