load management system
简介
对用电负荷实现自动化管理的技术手段，又称电力负荷控制装置。用户端装用的各类执行装置，用以实施电力需求侧管理。长期的社会经济活动和人们的生活习惯形成的电力负荷在电网上出现高峰和低谷。为满足高峰负荷(如上班生产用电早高峰和下班生活用电晚高峰)需要，就要建设足够的发电厂在高峰时段满发电;而在低谷时段，因大量减少发电，使发供电能力大量闲置。因此，许多发达国家早在20世纪30年代就开始研究电力负荷管理技术，60多年来，已有几十个国家采用了电力负荷管理技术，安装使用的各类电力负荷管理装置已达几千万台，控制的总负荷约占世界发电总装机容量的20%以上。使用这项技术的目的是为了改善电网负荷曲线，削峰填谷，提高电网运行的经济性、安全性和发输电设备的投资效益，推迟电力设施的建设投资。
电力负荷管理技术是利用计算机、微处理机和通信等现代技术，对电力系统中的需求侧负荷实施广泛的监测、控制和管理的技术。电力负荷管理装置按其工作方式的不同，可分为分散型和集中型两大类。集中型按传输信息的信道不同，又分为音频电力负荷管理装置、无线电力负荷管理装置和电力线载波负荷管理装置三种类型;其终端装置按与监控中心的通信方式分为双向终端装置和单向终端装置。采用何种方式和类型的装置，在实施中都是因地制宜综合应用的。
分散型电力负荷管理装置 安装在被监控的用电设备、电力用户或地区(市、县)供电线路上，按预先整定的时间或分时段定值，对用电状况进行监控的设备，主要类型有电力时控开关钟和电力定量器。电力时控开关钟在世界许多国家早有应用，如20世纪30年代开始应用于切换电能计量装置。20世纪70年代，中国为解决严重的缺电现象自行研制和生产了电力时控开关及电力定量器， 应用较为普遍的是电力定量器。
电力定量器是对电力需求实行分时定量监控的装置，用于对用电单位的电力使用情况进行控制。当实际用电负荷未超出给定的各时段用电指标时， 电力定量器不动作;超过用电指标时，电力定量器即发出报警;在限定的延时内， 如用电负荷未减到限定的用电指标内，即切断供电的总开关或部分分路开关，限制用户超指标用电。电力定量器按控制的功能可分为电功率型、电流型、电功率电量综合型三种。常用电力定量器的基本工作原理是以感应式三相有功电能表作为功率和电能的取样源， 将采样值通过功率转换或实时电能累加与设定的功率定值进行比较，若越限，则发出报警的同时启动延时电路，超时用户未采取降负荷措施的，即启动跳闸输出电路，实施跳闸。跳闸后，装置自动实行闭锁。经一定手续由人工复位后， 方可合闸用电。
电力时控开关按预定时间启闭电路控制用电负荷。它是按预置时间程序接通、切断或转换电路的开关系统， 用于定时拉合电力开关以控制需要定时运行的用电设备、测量仪表等。中国曾主要将电力时控开关用于控制用户或部分用电设备， 使这些用户或设备避开电网高峰负荷时段用电; 控制电能计量装置的计量时段，以适应用电负荷调整或实行分时电价的需要;按固定时间拉合路灯等电气设备的开关。其工作原理是用时钟不同时间的电气触发，定时控制其输出继电器，达到按预定时间启闭电路的目的。
集中型电力负荷管理装置 集中型电力负荷管理装置由电力负荷管理中心(或中央控制中心)、数据传输信道及安装在被监控侧的控制终端(RTU)构成。它的工作方式是由电力负荷管理中心通过数据传输信道，向终端装置发送各种参数、定值和命令，由终端装置执行命令，实施对用电负荷的管理。集中型电力负荷管理装置终端有双向终端和单向终端两种： ①单向终端只能单方向接收管理中心下发的各种参数、定值和命令，并按命令执行监控功能，但不能向管理中心反馈监控信息。在音频负荷管理装置中一般只有单向终端。②双向终端可与管理中心进行双向数据传输， 除可接收并执行管理中心的命令外， 还可按要求向管理中心发回各种监控信息。在无线电、载波负荷管理装置中，绝大部分采用双向终端。
英国从20世纪30年代开始研制音频电力负荷控制技术，后在西欧得到广泛应用。美国从70年代开始研制并发展无线电负荷控制装置， 已有数百万台无线电负荷控制终端在使用。国际上通常采用这些装置用于控制定时低电价供电的电热水器、空调器、农田排灌等的供电时间，操作补偿电容器、切换分时计量电能表等。中国从80年代开始引进并研制适合国情的无线电和音频负荷控制装置，经过试点和推广应用，已基本上采用无线电负荷控制装置， 在全国近280个地、市(县)得到应用，约5.5万台控制终端装置在运行， 主要用于调整工业等非生活用电负荷， 在高峰时对可控用电设备实行集中监控。随着科学技术的发展和管理的需要， 电力负荷控制装置为实现和满足需求侧管理的应用，正在不断完善和扩展其功能，已将电力负荷控制装置更名为电力负荷管理装置。
(1) 无线电负荷管理装置以特高频无线电信号传送信息和数据， 它由控制中心和装于用户处的各种无线电负荷管理终端组成。中国国家无线电管理委员会在230 MHz频段批准了25个专用信道给无线电力负荷管理装置使用。无线电力负荷管理装置不仅能实现由上而下的负荷控制，而且具有双向通信的功能，比较适合中国用电负荷管理各项功能的实现， 再加上具有不与强电系统耦合、安装调试和运行方便等优点，因而在中国获得十分广泛的应用。
简单的无线电力负荷管理控制中心由一台微型计算机和无线数传电台组成，终端采用无线遥控开关，它装在成千上万个空调、热水器、农田排灌用水泵以及其他可控设备上， 微机发出指令使众多的无线遥控开关轮流停电10 min左右， 从而达到降低高峰负荷的目的。更完善的控制中心由微机网络系统和无线数据通信设备和其他通信设备的组成， 如图1所示。
无线电负荷管理终端装置除无线负荷开关外， 还有无线遥控定量器、无线电负荷管理双向终端。双向终端已被大量的采用，典型的双向终端构成如图2所示。
无线电力负荷管理装置利用中继站、微波、电话等通信方式，使之扩大覆盖范围。无线电力负荷管理装置在中国郑州、重庆、北京、天津、上海、兰州、石家庄等各直辖市和省会城市以及苏州、大连等200多个地级市获得应用，其功能是：①利用遥测、遥控以及当地功率定量或电量定量控制等功能对广大用户负荷实时监控，迅速调整电网负荷，保证电网安全;②对采集的各类负荷数据分析处理， 进行负荷预测和电力市场预测;③对上网电厂的上网电力进行监控，保证大电网的安全经济运行和环境保护; ④对大中型电力用户的电能计量装置进行远方自动抄表，并与变电所、配电变压器等电能量抄表相结合，进行科学的线损分析和处理;⑤及时发现电能表故障和窃电现象; ⑥利用系统的遥测遥控功能，实现电压合格率监测、用户电容器自动投切、柱上开关的控制等;⑦实施催交电费;⑧利用装置的显示、打印及通信接口，为电力用户提供数据，协助用户对内部用电实施经济调度和管理。
图1 管理中心网络结构
(2)音频电力负荷管理装置在输送电力的线路上耦合音频信号，借以传输监控用户电力负荷的信息。该装置在市(地)电力系统监控中心装设中央控制机，在电力系统向用户供电的各变电所内安装当地控制器、音频信号发生器及相应的耦合设备，在被监控的用户端安装音频电力控制接收机。中央控制机根据用电负荷管理的需要，发出控制命令，经通道(有线或无线)传送到变电所的当地控制器。当地控制器有两种控制方式。一种是把接收的信号转换成相应的控制信号，经音频信号发生器转换成音频信号，通过向用户输送电力的配电线路将信号传送到用户的音频电力控制接收机，以控制用户的不同配电馈路或电气设备;另一种是由当地控制器独立发控制命令来控制用户的不同配电馈路或电气设备。音频电力负荷控制装置框图见图3。
图2 双向终端原理框图
音频电力负荷管理装置的特点是输送距离较长，衰减小，不易受外界电磁波干扰，但是发射装置数量多、造价高，尤其是需要反馈信息的双向监控管理时，还需要在用户接收端另增设音频发生器和耦合设备，因而总造价昂贵，限制了该装置在中国的发展。
图3 音频电力负荷管理装置框图
中国于20世纪70年代开始引进该装置，并陆续装于北京、天津、济南等城市。20世纪80年代根据计划用电工作的需要在消化、吸收这些引进装置的基础上，试制新的装置，增加了新的功能，研制出适于计划用电监控需要的音频电力负荷控制装置，少量投入运行。
(3)载波电力负荷管理装置，在输送电力的线路上传送几十千赫以上载波信号， 借以传输监控用户电力负荷信息的负荷管理装置。该装置在市(地)电力系统监控中心装设中央控制机， 在各变电所安装当地控制器及载频信号发生器及相应的耦合设备， 在被监控的用户端安装载波电力控制接收机， 或者安装含有电力载波收发讯机的双向负荷控制终端。基本工作过程：中央控制机通过信息传输信道(有线、光纤等)将监控命令发至变电所的当地控制器并被变换为载波信号经电力线路传送至各用户， 经载波解调的监控信号给终端执行，以完成各种负荷监控命令。载波负荷管理装置的组成如图4所示。
图4 载波电力负荷管理装置
载波电力负荷管理装置与音频电力负荷管理装置除在电力线路上传输的载波频率不一样外， 其余结构基本相同，由于电力载波的信号频率比音频高100倍，故其传输信息的速率较高，相关设备体积小，容易实现双向信息的传输。但该装置与电力线路密切相连，在比较复杂的配电网中还需加装阻波器、增音器，在实际施工、系统安全及信号传输等方面都有较大困难，制约了该装置的实际应用和发展。中国太原市曾研制电力线载波负荷控装置， 无锡市采用从美国引进的电力线载波单向和双向负荷控制装置在小规模地试用。
拓展资料
负荷管理装置 电力负荷管理 负荷管理系统 电力负荷控制 电力负荷监控 电力负荷监控系统 电力负荷 负荷管理 高压电力设备 无线电力负荷控制系统