电力负荷控制技术

２００３年第３期

东北电力技术

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电力负荷控制技术

ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒＰｏｗｅｒＬｏａｄｓ

王月志１，赵

跃２，潘娟２

（１．沈阳电力高等专科学校，辽宁

沈阳

１１００３６；２．朝阳供电公司，辽宁

朝阳

１２２（】００）

摘要：介绍了电力负荷控制系统的发展过程，系统中主要电气设备的作用，系统基本功能应用和发展方向。关键词：电力负荷控制系统；控制中心；双向控制终端

［中图分类号］１１ｄ７６４［文献标识码］Ｂ［文章编号］１００４—７９１３（２００３）０３—００４９—０４

１电力负荷控制技术的发展

个无线电力负荷控制系统的构成可以由图１来描电力负荷控制技术先是在欧洲得到广泛的应述。从图中可以看到，无线电力负荷控制系统主要用。英国２０世纪３０年代就开始音频电力负荷控制由负荷控制中心（主控站）、各类用户终端、中继技术的研究，第二次世界大战后，这种音频电力负站等组成。负荷控制中心是系统的命令发布中心和荷控制技术在法国、原西德、瑞士等国家得到大量数据采集中心，所发出的各种控制命令和查询命的使用。日本从６０年代开始研究电力负荷控制技令，经无线通道直接传送到被控制终端。对单向控

术，从欧洲引进制造技术，到７０年代已广泛安装制终端而言，负荷控制中心可通过遥控跳闸方式或

使用了音频脉冲控制装置，美国从７０年代开始重定量控制方式控制各种电气设备。对双向控制终视电力负荷控制技术的发展，不仅从西欧引进了音端，负荷控制中心可定时发出巡检命令，逐站收集

频电力负荷控制系统设备的制造技术，而且着手研用户的用电量和有功、无功电力等数据，也可发布

究和发展无线电力负荷控制技术。目前世界上已经控制命令，执行与单向控制终端相同的操作。对于有许多国家使用了各种不同类型的电力负荷控制系

一些被控区域过大或地形较复杂的地区，还需要若统。

干个中继站，中继站起信号中继的作用，使系统控我国从１９７７年底开始了电力负荷控制技术的制的距离更远。现在可采用通过手机短信服务和研究和应用，过程大致可分为３个阶段。１９７７年ＧＰＲＳ等新技术实现行之有效的通信连接。

～１９８６年为探索阶段。研究了国外电力负荷控制技术所采用的各种方法，并自行研制了音频、电力线载波和无线电控制等多种装置，同时由国外引进一批音频控制设备安装在北京、上海、沈阳等地。１９８７～１９８９年为有组织的试点阶段。主要试点开发国产的音频和无线电负荷控制系统，分别在济图图

ｋ

ｋ

南、石家庄、南通和郑州安装使用，都获得了成

全向

涸咽

功。在试点成功的基础上，１９８９年底在郑州召开

了全国计划用电会议，要求首先在全国直辖市、省会城市和主要开放城市重点推广应用，然后在所有地（市）级城市中全面推广。从１图１无线电力负荷控制系统图

了全面推广应用电力负荷控制系统阶段。

２．１控制中心的设备配置及作用

２无线电力负荷控制系统的构成

控制中心设备主要包括：服务器、工作站（后无线电力负荷控制系统是一种利用无线电波来台机）、前置机、打印工作站和ｕＰＳ电源等组成，传送电力负荷控制信号的系统，具有方便、灵活、其结构如图２所示。为了提高系统的可靠性，配置投资少、见效快等优点Ｏ按其实现的基本功能，一

２台前置机，信道互为备用。当某个通信口出现故

万　

方数据

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障时，工作机自动记忆并转换给后备机相应的信道发送，即故障智能切换，也可以进行人工切换。

图２控制中心结构框图

２．１．１服务器

服务器是网络运行、管理、服务的中枢。它监

视网络工作状态，一旦前置机脱机，将会鸣声报警，同时统计很多负控记录，以年月日为文件名存

盘。

２．１．２工作站．

工作站是提供所有针对用户终端操作命令的平台，要求具有良好的速度性。

２．１．３前置机

前置机主要负责无线通信及实时数据采集，并将数据传送到服务器里，前置机与终端的通话是由网上工作站发通话投入命令，实现与某终端点对点通话，当网络出故障时，前置机可独立运行，收集

数据，保证数据不丢失。２．１．４打印工作站

打印工作站要有各种综合报表生成和打印功能，能把收集的数据进行计算和统计生成各种报

表，并打印出来。２．１．５电台

无线电台承担控制中心对系统内所有用户终端

的通信任务，必须要有连续工作的能力和较高的性能指标。发射机输出功率一般要求不大于２５

ｗ，

在特殊情况下，或者在其直接通信覆盖区域较大的

地方，可以达到５０Ｗ。

２．１．６

ＵＰＳ电源

？

当市电工作时，控制中心电气设备功率由市电提供，市电同时给ＵＰＳ电源浮充电，在市电停电时，ＵＰＳ电源负责给控制中心电气设备提供功率，

防止系统瘫痪和数据丢失。２．２中继站

在无线电力负荷控制系统中，有时由于通信距

万　

方数据离太远，或者由于地理条件比较恶劣，使得这些地方的接收场强都比较弱。为了保证接收信号的强度，满足系统组网要求，就需要设置若干个中继站，这些中继站的作用一方面是要把控制中心发给用户站的信号进行接收解调，并调制成该中继区的工作频率，然后再进行功率放大，最后通过天线发射出去供控制中心所不能直接覆盖的用户站进行接收处理；另一方面，可以对控制中心所不能直接覆盖的用户站的回传信号进行接收解调，并调制成控制中心的接收频率，然后再通过功率放大，用天线发射出去供控制中心接收处理。

２．３双向控制终端

双向控制终端主要用于需要采集和返回用电数

据的用户配、变电站。双向终端不仅可以接受控制中心的遥控命令，按照控制中心发来的计划用电指标实现当地功率控制和电量控制，而且也可将用户

配、变电站的用电情况返回给控制中心，这样既能

够完成各种控制功能，保证计划用电指标的贯彻实施，又便于掌握用户用电情况和终端本身的运行工况，提高管理水平。双向终端主要由电台、主控板、显示电路、Ｉ／Ｏ接口及电源等组成，原理框图

如图３所示。

图３双向终端原理框图

２．３．１

电台

电台的主要作用是接收和发送数据，采用ＦＭ一２ＦＳＫ制。电台接收过程：主台发送无线调频

（ＦＭ）信号，经接收机鉴频器解调后变成频率键控（２ＦＳＫ）信号，然后由ＦＳＫ解调电路还原为数据信

号，经接口电路送至主控板。电台发送过程：主控

板的数据信号经接口电路送至发射机，先由ＦＳＫ调制电路变成频率键控（２ＦＳＫ）信号，再经发射机调频电路调制成调频（ＦＭ）信号后，以足够的

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发射功率向主台发送。２．３．２主控板

主控板采用先进的单片机芯片，并配有大容量

的ＲＯＭ和ＲＡＭ，串行通信接口，遥控输出、脉冲输入、开关量输入接口，Ａ／Ｄ变换等电路。２．３．３显示电路

显示板主要作用是显示该终端所监测用户的各种用电指标和用电情况。常见的显示方法有数字显示、汉字显示，有的终端还结合所显示内容开发有语音提示等功能。２．３．４电源

终端电源部分主要作用是将２２０Ｖ交流电变换成机内各部件所需的直流电源。一般为５Ｖ和±

１２

Ｖ三种电压等级。５ｖ输人电压供主控板电路使

用，±１２Ｖ用于驱动输出继电器、脉冲采样、遥信遥测电路和供电台使用。

２．３．５

Ｉ／Ｏ接口板

Ｉ／Ｏ接口主要作用是将由监控对象所引入的遥控、遥信、遥测、脉冲等信号，经光电隔离或电子转换与主控板连接，去完成各自功能。

３

电力负荷控制系统的基本功能

３．１遥测功能

３．１．１

自动巡测

每日整点自动召测系统中各远方终端（ＲＴＵ）的有关数据，并存人数据库中。

每日定时自动召测系统中各远方终端（ＲＴＵ）

保存的昨日数据，并存人数据库中。

每月定时自动召测系统中各远方终端（ＲＴＵ）保存的上月数据，并存人数据库中。

３．１．２人工召测

随时召测远方终端所采集的当前各种数据，或

补召巡测中通信失败的远方终端的数据。３．２遥控、遥信功能

ａ．

遥控拉闸或允许合闸；

ｂ．功率控制的投入或解除；ｃ．电量控制的投入或解除；

ｄ．

以一次接线图的方式显示召测用户开关的

开闭状态。

３．３远方终端的当地闭环控制功能

ａ．控制定值的设置包括：功率控制的时段及各时段定值的设置；日电量、月电量定值的设置；定值浮动系数的设置。

ｂ．

远方终端的保电与控制剔除的设置；万　

方数据ｃ．

远方终端在功控、电控时可跳开关的轮次

设置。

３．４系统参数设置功能

ａ．

电压、电流互感器变比（ＴＶ、ＴＡ）及电

压上下限设置、脉冲电度表转度比（ｋ）及电度表底数、现数的设置、表地址的设置；

ｂ．

开关通信触点的常开常闭属性设置；

ｃ．

远方终端的分组公用地址的设置；

ｄ．

电量峰谷平时段的设置。

３．５系统操作功能

对时操作；允许／禁止通话操作；对远方终端复位操作；正点巡测开放／关闭操作。

３．６用电管理功能

ａ．远方抄表及电费结算，利用ＲＴＵ的４８５接

口，抄取计费表的电能数，控制中心可以远方抄读，并利用控制中心与电费结算系统联网，供营业

部门调用结算电费。

ｂ．

利用ＲＴＵ监测用户ｒＩｖ和ＴＡ或远方抄表

中自Ｊ断相信息，可远方集中监测断相状况。

ｃ．利用ＲＴＵ对地方小电厂实施监控，使之

按电网要求发电或以热定电，使电网发挥更大的经

济效能。

ｄ．与调度系统、ＭＩＳ系统、省公司营销部、经贸委有关部门等联网，实施数据共享。

３．７系统管理功能

ａ．用户档案生成：包括用户地址、用户名、

所属供电分公司、所属变电站、终端类型、投运与

否等；

ｂ．

采用多种方法对用户终端（包括对中继站

选址）的选择功能；

ｃ．

以作图方式生成用户一次接线图，以便查

看遥信状态及其他数据。

３．８中继站控制功能

包括主备机遥控切断、中继站转发与否、设定中

继站自动切换判别指标及中继站数据、工作状态及切换事件。３．９查询功能

ａ．终端查询：包括指标（功控、电控指标、

时段）；参数（Ⅳ、ＴＡ、电表转度比七，电压上、

下限值，电表底、现数，告警时间等）；功控电控投入与否；轮次定义；保电、剔除状态；终’嵩时

钟；停送电记录、跳闸（含跳闸性质、跳闸轮次、

跳闸前后功率或电量等）记录等查询。

ｂ．

管理中心查询功能：包括日数据、月数

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东北电力技术一

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据、功率曲线、电量棒图、系统Ｅｌ曲线、行业日曲据及负荷曲线，作为负荷预测模型的数据源，为地线、操作记录、用户档案等查询。

区电力负荷进行短、中、长期的负荷预测提供依

３．１０报表生成、打印功能

据。

包括１３报表、月报表等生成、打印功能。电力负荷控制系统是实施计划用电、节约用

４无线电力负荷控制技术的发展方向

电、安全用电的技术手段，它将在用电管理现代化

实现的进程中起到越来越重要的作用。

随着我国大中型企业的深化改革以及社会主义

市场经济的完善，电力部门的供电结构发生了根本参考文献：

性的变化，由当初的卖方市场逐步向需方市场转［１］赵家驹．电力负荷控制［Ｍ］．北京：中国电力出版社，１９９９．１变。电力负荷控制的策略也随之改变，由控制型向［２］陆永忠．电力负荷控制在新形势下的应用［Ｊ］．云南电力技

术，１９９９年增刊

管理型转变，电力负荷控制必须向与用电管理相结

［３］杨琨．无线电力负荷控制和管理系统的发展方向［Ｊ］．四川

合的方向发展，以管理信息共享为前提的多部门的电力技术，２００１．４

综合管理方式。例如营业部门可利用中文信息通过作者简介：

电力负荷控制系统下发催交电通知单，以加强用户王月志（１９６０一），男，硕士，副教授，现从事供用电技术专的交费意识，及时回收电费，提高供电企业的经济

业教学工作。

效益，而控制中心根据长期积累的用户用电历史数

（收稿日期２００３—０１—１６）

（上接第３７页）算机免疫方法等。

５结束语

４．２滥用检测

本文就入侵检测的必要性、入侵检测系统的模ａ．

专家系统

型和分类、入侵检测方法等作了概括和介绍，目的将有关入侵的知识转化成ｉｆ－ｔｈｅｎ结构的规则，是为进一步研究起到启发和借鉴的作用。随着网络即将构成人侵的条件转化为ｉｆ部分，将入侵后采取人侵手段的发展，人侵检测面临着许多有待解决的的相应措施转化成ｔｈｅｎ部分。当其中某个或部分问题，例如高效的检测算法、入侵时实检测等一系条件满足时，系统判断为人侵行为发生。Ｉｆ－ｔｈｅｎ结列问题有待进一步研究和解决。

构构成了攻击规则库，状态行为从审计事件得到，推理机根据规则和状态行为完成判断。专家系统的参考文献：

缺点是检测效率低，很难从各种入侵手段中抽象出

［１］蒋建春，马恒太，任党恩，卿斯汉．网络安全入侵检测：研究

规则化知识。

综述［Ｊ］．软件学报２０００，１１（１１）

ｂ．状态转换分析

［２］阮耀平，易江波，赵战生．计算机系统人侵检测模型与方法

［Ｊ］．计算机工程，１９９９，２５（９）

状态转换法将入侵过程看作一个行为序列，这［３］张然，钱德沛，过晓兵．防火墙与入侵检测技术［Ｊ］．计算机

个行为序列导致系统从初始状态转入被人侵状态。应用研究，２００ｌ，１７（１）

分析时首先针对每一种入侵方法确定系统的初始状［４］孙华，曹袖．分布式网络入侵监视系统的设计［Ｊ］．计算机工

态和被入侵状态，以及导致状态转换的转换条件，程，１９９９，２５（３）

即导致系统进入被人侵状态必须执行的操作（特征［５］刘启原，刘怡．数据库与信息系统的安全［Ｍ］．北京：科学

出版社，２０００

事件）。然后用状态转换图来表示每一个状态和特［６］曹玮，李家滨．协作式入侵监测框架及应用实例［Ｊ］．计算机

征事件，这些事件被集成于模型中．，所以检测时不工程，２０００，２６（９）

需要一个一个查找审计记录。这种方法的缺点是不

［７］张慧敏，何军等．入侵检测系统［Ｊ］．计算机应用研究，２００ｌ（９）

善于分析过分复杂的事件，而且不能检测与系统状作者简介：

态无关的入侵。

郭晓淳（１９７２一），女，工学硕士，讲师，主要从事计算机教此外滥用检测方法还有：模型推理、签名分学及计算机网络安全研究工作。

（收稿Ｅｌ期２００２—１０—１０）

析、Ｐｅｔｒｉ网和状态转换分析等。

万　

方数据

电力负荷控制技术

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

王月志， 赵跃， 潘娟

王月志(沈阳电力高等专科学校,辽宁,沈阳,110036)， 赵跃,潘娟(朝阳供电公司,辽宁,朝阳,122000)

东北电力技术

NORTHEASTERN ELECTRIC POWER TECHNOLOGY2003，24(3)8次

参考文献(3条)

1. 杨琨 无线电力负荷控制和管理系统的发展方向[期刊论文]-四川电力技术 2001(04)2. 陆永忠 电力负荷控制在新形势下的应用 1999(zk)3. 赵家驹 电力负荷控制 1999

相似文献(3条)

1.学位论文 谭刚 电力负荷管理系统的设计、分析与研究 2003

电力负荷控制系统，又称电力负荷管理系统，是一个集现代化管理、计算机应用、自动控制、信息等多学科技术于一体，实现电力营销监控、电力营销管理、营业抄收、数据采集和网络连接等多种功能的一个完整的系统。对用电负荷进行有效的管理和控制可改善负荷曲线，提高发供电设备的利用率，可防止拉闸限电，避免影响社会生产和生活。负荷控制系统的广泛应用是电力企业自动化技术发展的趋势，对当前电力企业的生产经营具有十分重要的意义。

1992年，重庆电网缺电情况十分严重，拉闸限电非常频繁，严重制约了工农业发展及对人民正常生活造成严重影响。为此，当时重庆市经委、重庆市电业局决定在重庆市科委、四川省电力局立项，开展负荷控制系统的建设工作，原能源部也将重庆市纳入负荷控制系统的实施范围，重庆市是国家规定1993年要基本实现电力负荷控制到户的35个城市之一。

重庆电力负荷控制系统始建于1992年，到1996年时，已建成了一个由NOVELL网络构成的控制中心、6个双向中继转发站、2个单向转发站、各类型终端1260多台，覆盖原重庆电业局所辖供电区域。系统规模在当时全国各大中城市建立的电力负荷系统中居首位。

根据形势的需要，重庆市电力负荷控制系统改造成重庆电力负荷管理系统。目前共建立了具有主中心系统、四个中继站，七个分中心和三个二级分中心，共有各种用户采集终端2820台。又根据需要及可能，系统在功能方面又扩大到变电站抄表和公用配变的测量和监测上，建立了供电局变电站负荷电能量管理系统和公用配变电量集中采集系统。因此又增加了变电站抄表终端105台、公用配变监测终端714台这样一个较大规模的系统。

这三大系统的建设，实现了电力销售各个环节的数据采集工作的，极大地促进营销业务在多方面的进步，成为了管理工作不可缺少的信息技术支持。

在这三大系统的建设过程中，开展了旁路替代算法的研究工作，保证了数据的准确性，在现有的条件下有效地解决了旁路替代的识别问题。

采用了建立原始数据库、应用数据库，增加数据转换模块的方法，设计了供电局变电站负荷电能量管理系统的数据应用体系，成功地建立了供电局变电站负荷电能量管理系统的数据应用体系。

设计、建设了全公司营销数据采集中心交换网，实现了利用五对频点满足六个供电局负荷管理系统的数传需求，成功解决了供电局主站对用户终端的数据收集和控制管理问题。

研究制定了自己的负荷控制系统通讯规约，在系统数据传输的效率、系统信道上的管理、巡测的响应速度、事件的及时性等多方面表现出了极大的优越性。

2.期刊论文 王月志. 赵跃. 潘娟. WANG Yue-zhi. ZHAO Yue. PAN Juan 电力负荷控制通信技术的应用 -沈阳工程学院学报（自然科学版）2006,2(4)

针对传统无线通信方式传输速率低、功耗大、成本高、易受干扰等问题,提出了在电力负荷控制系统中,利用GSM公共移动通信网的GPRS网络新技术,可有效地解决上述问题.介绍了GPRS无线接入网络技术和GPRS数据采集系统方案,并从系统组成、通信过程等方面对其应用做了分析和阐述.

3.学位论文 屠宁 基于负荷控制系统的江北供电局反窃电研究 2009

电力系统中的窃电行为严重危害了电网的正常运行，影响电力工业的发展，并且损害了国家和电力企业的利益。因此，电网上需要功能更加完善，性能更加可靠的反窃电系统。电力负荷控制系统作为对负荷进行全面管理的计算机监控系统，对于保证电网安全经济运行，改善电网运行特性及用电营业管理的有效实施具有重要意义。负荷控制系统研究主要包括控制方式分类、组成及对负荷控制系统理论等方面。负荷控制系统的应用对电力资源、电力企业和供电秩序都有着深远的意义。本文研究了符合江北供电局片区的防窃电解决方案。
　　

本文以江北供电局客户现场管理系统的结构和功能为基础，针对当今反窃电技术存在的弊端，确定了负荷控制系统数据管理模式，提出功能扩展方案。基于无线电力负荷控制方式，通过对电能计量的分析和对负荷控制系统构成、主要性能指标及对窃电手段的剖析，针对窃电手段及非人为计量异常现状，提出了基于负荷控制系统实现防窃电的基本方案。通过采用动态比较电力用户正常与异常计量情况下模拟量回路与电能计量回路的功率、电流和脉冲，采用电能表本身防窃电信息的措施，给出了在电力负荷控制中心主站集中监视和发现用户窃电和计量回路异常的防窃电方法。
　　

提出基于负荷控制系统的在线防窃电方案。在负荷控制系统中加装防窃电装置，可实现数据开放，电能计量监测，并借助系统无线电信道的传输，实现防窃电信息自动上报，主站集中监视。在电力负荷控制终端实现各判据的检测、比较和判断，主站实时或随时召测，告警信号主动上报主站。最后从反窃电装置的基本构成入手，分析和找出能对窃电行为作出明确响应的物理量和逻辑量，并以此作为判断依据，实现远距离监视。

引证文献(8条)

1. 秦兴. 曲文跃 电力负荷控制管理系统探析[期刊论文]-北京电力高等专科学校学报(自然科学版) 2010(8)2. 陈伟. 邓继洲 电力管理终端升级设计与实现[期刊论文]-武汉理工大学学报（信息与管理工程版） 2009(4)3. 王松 昆明供电局负荷管理系统的结构与功能应用[期刊论文]-中国新技术新产品 2009(23)

4. 魏杰 电力负荷控制技术的发展与应用综述[期刊论文]-黑龙江电力 2007(2)5. 闫建国 电力负荷管理终端[学位论文]硕士 2006

6. 董高原 电力负荷管理系统的研究与实现[学位论文]硕士 2006

7. 费新生 地区供电公司电力营销负荷管理系统的研究与实现[学位论文]硕士 20068. 骆盛军 韶关电力大客户负荷管理系统的设计与实现[学位论文]硕士 2006

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