配电自动化-8-负荷控制与管理

2018年4月配电自动化输配电系统研究所第八讲负负荷控控制和管管理第一节负负荷荷曲线的的特性第二节负负荷荷控制和和管理作作用与发发展第三节负负荷荷控制系系统第四节负负荷荷管理的的防窃电电功能第五节负负荷荷管理系系统软件件实例负荷曲线线的定义义实际的系系统负荷荷是随时时间变化化的，反反映负荷荷随时间间变化规规律的曲曲线，称称为负荷荷曲线。。按负荷种类类分：有功功负荷曲曲线、无无功负荷荷曲线；；按时间长短短分：日负负荷曲线线、月负负荷曲线线、年负负荷曲线线；按计量地点点分：个别别用户负负荷曲线线、电力力线路负负荷曲线线、变电电所负荷荷曲线、、发电厂厂乃至整整个地区区、整个个系统的的负荷曲曲线。将上述三三种特征征按需组组合，就就确定了了某一种种特定的的负荷曲曲线。第一节负负荷荷曲线的的特性实际的系系统负荷荷是随时时间变化化的，反反映负荷荷随时间间变化规规律的曲曲线，称称为负荷荷曲线。。负荷曲线线的分类类负荷曲线线分类按负荷种类分按计量地地点分按时间长短分无功负荷曲线日负荷曲线月负荷曲线年负荷曲线用户负荷曲线线路负荷曲线变电所负荷曲线发电厂负荷曲线系统负荷曲线有功负荷曲线（a）折线形日日负荷曲曲线（b）阶梯形日日负荷曲曲线图9—2电力系系统日负负荷曲线线负荷曲线线中的最最大值称称为日最最大负荷荷Pmax负荷曲线线中的最最小值称称为日最最小负荷荷Pmin电力系统统日负荷荷曲线，，描述了了一天24小时时负荷的的变化情情况．（1）负负荷率：：电网负负荷率一一般指的的是日负荷率率，用一昼昼夜内系系统的平平均负荷荷与最大大负荷之之比表示示，其中中平均负负荷由日日电量除除以24h后得出。。负荷曲线线的主要要特性指指标负荷率日平均负负荷最大负荷*定点负荷荷率：定定义为一一日内的的平均负负荷与所所考核时时段内的的最大负负荷之比比。（2）最最小负荷荷率：它它是测计计时段内内负荷曲曲线中最最小功率率与最大大功率的的比值。。最小负荷荷最大负荷（3）年年最大负负荷利用用小时Tmax：（4）年年最大负负荷利用用率δ：年最大负负荷利用用率等于于该年最最大负荷荷利用小小时除以以全年小小时数。年电量年最大负荷电力系统统年负荷荷曲线，，描述了了一年12个月的负负荷变化化情况．．WPmaxTmax负荷是不断变化的尖峰低谷投资大利用率低移峰填谷负荷控制制，是实实现移峰峰填谷的的有效手手段之一一！第二节、、负荷控控制和管管理作用用与发展展负荷控制制的原因因（1）作息时时间的影影响（2）生产工工业的影影响（3）气候影影响（4）季节影影响定义：电电力负荷荷控制((LoadControl))是对用户户的用电电负荷进进行控制制的技术术措施。。可简称为为负荷控控制或负负控技术术。负荷控制制的定义义20世纪纪20年年代初，，电力负负荷控制制装置由由英国开开始应用用20世纪纪30年年代，英英国、法法国、德德国等先先后研制制出多种种类型的的电力负负荷控制制装置。。70-80年代,随随着电子子技术的的发展和和计算机机的广泛泛应用，，电力负负荷控制制由分散散型向集集中型发发展。我国20世纪80年代代出现了了电力负负荷控制制系统90年代代中后期期，负荷荷控制系系统功能能已经得得到扩充充，成为为一个实实时综合合管理系系统———负荷管理理系统LM（LoadManagement））。为了发挥挥用户在在负荷管管理方面面的积极极作用，，又出现现了一种种新的管管理方式式——需求侧管管理DSM（（DemandSideManagement）。。电力负荷荷控制的的发展负荷控制负荷管理需求侧管理“重发轻供供不管用用”运用市场场模式、、强调利利益、满满足需求求原则，，引导用用户改变变用电方方式、用用电时间间、合理理消费、、多用低低谷电和和季节电电、多采采用高效效率设备备。2011年1月17日，工业业和信息息化部印印发了《关于做好好工业领领域电力力需求侧侧管理工工作的指指导意见见》需求侧管管理的概概念DSM需求侧管管理的目目标内涵负荷控制负荷管理需求侧管理基本技术术有机集成成引导手段段实现负荷荷管理的的方式基于价格格方式基于激励励方式2020-02-1116在价格型型需求响响应机制制中，电电力终端端用户直直接面对对批发市市场价格格或与批批发市场场价格挂挂钩的零零售市场场价格，，并对价价格信号号做出响响应，从从而改变变自身的的电能消消费方式式或消费费行为（（表现是是消费数数量或者者消费时时间的变变化，或或者二者者同时变变化）。。这一类类需求响响应机制制的基本本目标是是将反映映潜在生生产成本本的批发发市场价价格信号号传递给给终端消消费者，，让一部部分消费费者承担担这种价价格信号号，实现现资源更更为有效效地配置置。2020-02-1117在激励型型需求响响应机制制中，系系统运营营者在需需要维护护系统稳稳定性时时，以电电价的形形式向所所有市场场参与者者发出购购买的需需求侧响响应信号号，有条条件并愿愿意接受受这一信信号的市市场参与与者在做做出回应应并执行行相应的的用电负负荷调整整后，可可以获得得事前约约定的负负荷改变变补贴。。2020-02-1118负荷管理理下的多多种电价价负荷管理下的多种电价峰谷分时分季电价实时电价单一电价梯级制电价二分电价功率因数电价定时电价

根据用电区域、供电电压，将一天分成若干个时段，每个时段的电价固定，但却不同、大小取决于该时段的系统负荷曲线的电价体系。

图9-4峰谷分时、分季电价实例实时电价价在每个个时段的的电价是是根据当当时记录录到的系系统负荷荷需求实实时决定定的。这种电价价是以用用户安装装的电能能计量表表示出的的实际千千瓦时数数为计费费依据。。也叫分块块电价是是把用户户每月使使用的电电量分成成若干梯梯级，各各级之间间电价不不同。规定一个个标准功功率因数数值后，，用户的的功率因因数值如如高于规规定值，，减少基基本电费费；如低低于规定定值，增增收基本本电费。。定时电价价又称间间断供电电电价。。这种办办法明确确规定用用户用电电时间一一般在电电力系统统的低谷谷时间内内，也就就是每天天的22时到次次日8时时，其它它时间禁禁止用电电。电价包含含kW或kVA等表征负负荷容量量的收费费以及kWh收费两部部分。用用户应付付的电费费是两部部分之和和。负荷控制方式间接控制方式集中型控制

分散型控制

直接控制方式通过一定定的行政政或立法法手段，，发布电电价政策策、用电电法规等等，用经经济措施施约束控控制用户户的用电电情况。。是直接对对电力负负荷进行行控制的的方式是指在用用户端安安装不同同功能的的控制装装置，分分别控制制用户的的用电量量，最大大负荷和和用电时时间，而而且这些些控制装装置相互互联系，，独立地地发挥各各自的控控制作用用是指中央央控制机机通过通通道设备备将控制制指令传传送到安安装在用用户端的的接收装装置，来对负负荷进行行控制。第三节、、负荷荷控制系系统负荷控制制终端是是装设在在用户端端，受电电力负荷荷控制中中心的监监视和控控制的设设备。负荷集中控制系统组成负荷控制中心传输信道

负荷终端设备有线信道双向终端单向终端无线信道单向终端端只能接接受负荷荷控制中中心的命命令，如如遥控开开关、定定量器等等既能接受受负荷控控制中心心的命令令，又能能将用户户信息上上传给负负荷控制制中心，，实现双双向信息息传输。。用来对各各负荷终终端进行行监视和和控制的的中心站站，也叫叫主控站站。负责将控控制中心心发出的的负荷控控制指令令传送到到负荷终终端设备备负荷集中控制系统控制方式有线信道无线信道电力线信道自建电台广播电台控制电话线信道工频控制音频控制载波控制有线负荷荷控制信信号的传传输是通通过电力力载波和和市话或或专用电电话进行行。特点：与与通讯系系统共用用同一线线路，一一次投资资省，适适用于对对信号传传输实时时性要求求不高的的地方。。1．有线线负荷控控制工频控制制技术是是一种双双向通信信方式，，它也是是利用电电力传输输线作为为信号传传输途径径，并利利用电压压过零的的时机进进行信号号调制。。优缺点：：信号发发射机简简单便宜宜，适宜宜在供电电电源波波形好、、负荷小小的地区区使用。。信号容易易受电网网谐波影影响，抗抗干扰性性差，多多用于单单向传送送信号。。（1）工工频控制制音频控制制:从位位置适中中的地点点，把音音频信号号叠加到到供电网网络上，，利用音音频信号号对连接接在远方方馈电线线上的继继电器进进行控制制，从而而控制远远方的负负荷。音频命令令信号：：包含两两个音频频脉冲，，利用脉脉冲之间间经历的的时间间间隔不同同表示不不同的命命令。第第一个脉脉冲称为为“起始始脉冲””(StartingImpulse)，第二个脉脉冲则称称为“序序脉冲””(orderImpulse)。位于远方方的每个个接收继继电器都都经过调谐和设置，只能接接收与该该设置相相对应的的那些特特定的““序”((Order)命令。（2）音音频控制制音频控制制的优缺缺点：信号在电电网中传传输不受受外界条条件的影影响，可可靠性高高，适宜宜在负荷荷广、地地形复杂杂的地区区使用。。音频信号号发射机机和耦合合设备价价格高，，没有双双向终端端，所以以音频控控制为单单向传输输，只能能进行远远方遥控控开关，，控制方方法停留留在拉闸闸的水平平，从而而使其发发展前景景受到限限制。载波控制制：将信信号调制制在高频频信号上上通过电电力线路路进行传传输。载波控制制的优缺缺点：优点：可可以实现现单、双双向传输输，载波波控制可可靠性高高，适宜宜负荷密密度大的的地区，，抗干扰扰性好。。缺点：在在施工时时和以后后的维护护中，涉涉及大量量的变电电站一次次设备，，电力部部门投资资较大。。（3）载载波控制制电话线复复用方式式负荷控控制：通通过中心心站自动动拨号或或随机拨拨号接通通某一终终端进行行负荷控控制。组成：中中心站、、直接连连接电话话线的各各种终端端缺点：不不能实现现“群控控”。（4）电电话线控控制无线负荷荷控制系系统是指指以无线电作为信息传输输通道对地区和和用户的的用电负负荷、电电量及时时间进行行监视和控制的技术管管理系统统。2．无线线负荷控控制统的组成典型无线电负荷控制系负控中心心通过无无线电波波将各种种控制命命令发射射出去，，用户端端接收到信信号后，，经调制制解调器器解调，，并执行行相应的的命令。。为了在地地形较为为复杂的的地区，实现大面面积的数数据传输输典型的无无线控制制系统负荷控制系统的功能负荷控制中心的功能负荷控制终端的功能遥测功能远方设置功能管理功能遥信功能通信功能控制功能系统自诊断和自恢复功能数据采集记录与负荷控制中心通信当地显示报警功能参数设定主要任务务是要能能实时地地监测各各个用户户的负荷荷，并且且综合地地了解各各个地区区的负荷荷总值、、实行监监督并进进行记录录打印；；异常情情况下给给予报警警处理，，在紧急急情况下下能迅速速地将系系统的负负荷水平平降下来来。通过定时时和随机机巡测，，遥测电电力用户户的各种种用电参参数来了了解其用用电状况况通过巡测测，对用用户终端端的状态态、定值值进行查查询可以根据据电网运运行情况况及用户户用电情情况的变变化随时时调整用用户终端端的各种种参数的的设置通过对点点控、组组控、统统控等方方式，跳跳开用户户的负荷荷开关，，进行拉拉闸、合合闸等命命令，达达到调整整系统负负荷、保保证系统统安全可可靠运行行的目的的。控制功能能又分为为紧急限限荷和计计划限荷荷两种方方式。管理功能能主要包包括信息息的录入入、查询询修改等等功能；；档案管管理功能能；数据据分析功功能；外外延多机机联网功功能；报报表打印印、防误误发命令令等管理理等功能能．包括与电力调度度中心交交换信息息；与上上级负荷荷控制中中心或计计划用电电管理部部门交换换信息；；与计算算机网络络通信。。现场数据据的实时时采集、、记录；开关状状态信息息的采集集与记录录；日、、月分时时电量的的采集与与记录；；最大需需量、最最大需量量时间量量的采集集与记录录；对电电能表数数据进行行冻结等等。采集并向向远方发发送状态态信息，，状态变变位优先先传送实时控制制和接受受并执行行负荷控控制中心心的命令令并产生跳跳闸记录录；并具有接接收主站站校时功功能。具有装置置故障和和遥测越越限报警警功能。。能当地或或远方进进行系统统参数设设置和功功率及电电量限值值的设定定。电力负荷荷管理系系统:是是一个集集负荷监监测、需需求侧管管理、电电能管理理、营业业抄收、、计量监监督等一一系列功功能于一一体的综综合管理理系统。。负荷管理理系统防防窃电功功能:是是利用存存放在服服务器数数据库中中，已采采集到的的各类用用户的用用电数据据，并通通过在线线监测与与用电分分析来判判断用户户是否用用电异常常及具窃窃电嫌疑疑的一项项主要技技术手段段。第四节负负荷管管理系统统的防窃窃电功能能（1）失失压窃电电：使计计量回路路的某相相或全部部相断开开或将电电压引线线拆除，，只有电电流而无无电压，，使电能能表无法法正确计计量。（2）欠欠压窃电电：正常常用电计计量时，，计量表表的表尾尾电压应应与实际际系统电电压相等等或计量量回路电电压相等等，其计计算的有有功电量量等于实实际用电电量，如如将引入入表尾电电压引线线等虚接接后，其其真正引引入表计计的电压压值低于于实际值值时，表表计的计计量值则则低于实实际值，，达到少少计量的的目的。。常见的窃窃电手段段（3）CT短接：在在用电过过程中，，将CT短接，使使得计量量回路电电流经短短接线流流出，计计量表无无电流流流过，达达到表计计不计量量的目的的。（4）CT开路：在在低压用用户中，，将电流流回路引引线拆除除，也就就是将CT开路，计计量回路路中无电电流，使使表计无无法计量量。（5）分分流：主主要就在在CT二次并联联一个分分流引线线，部分分电流从从计量回回路流过过，另一一部分电电流通过过接线流流过，使使计量回回路少计计量。（6）相相序错接接：改变变正常的的相序接接线方式式，使得得某一相相或全部部有功功功率为负负值，从从而达到到少计量量的目的的。（7）极极性错接接：改变变电流互互感器的的进出线线极性，，即改变变K1、、K2的引线，，使其电电压与电电流角度度反相180度度产生反反向功率率，从而而减少计计量（8）其其它方法法：改变变表计变变速比、、故意损损坏电能能表等。。在电力负负荷管理理系统中中实现防防窃电主主要是利利用负荷荷控制系系统和远远程自动动抄表系系统，通通过用电电分析和和加装防防窃电装装置两种种途径实实现。1．用电分析析通过日常常观察分分析用户户的用电电情况，，比较用用户用电电量水平平，看用用户用电电量是否否有大的的变动，，如果用用电量突突然下降降，而通通过现场场检查，，证实用用户生产产情况没没有多大大变化时时，该用用户可作作为重点点窃电嫌嫌疑对象象。利用负荷荷控制系系统进行行反窃电电2．加装装防窃电电装置将防窃电电装置接接入用户户进线的的保护回回路中，，由于该该回路能能够反映映用户的的实际用用电量，，用交流流采样装装置采集集保护TV、TA的电压、、电流并并计算出出电量（（采样电电量），，与负控控终端通通过采集集电能计计量表脉脉冲计算算的电量量（脉冲冲电量））进行数数据、曲曲线对比比，终端端采集电电能计量量表脉冲冲计算的的电量若若突然减减少，且且两者相相差较大大，则判判断该用用户有窃窃电嫌疑疑，并提提供声音音或画面面提示报报警信号号。图9-9用用户的电电量曲线线正常情况况下的电电量曲线线发生窃电电时的电电量曲线线第五节电电力力负荷管管理系统统软件实实例简介介1）电力力负荷管管理系统统软件的的构成（1）负荷管理理中心主主控软件件