摘要：目前市场中出现的调控切负荷、营销负控切负荷控制手段都无法实现对高压直流线路出现的故障给予紧急控制，同时也无法满足大型用户对负荷电量的需求。所以，本文将会对专用客户终端快速负荷控制方法进行分析，为用户提供一个实时通讯、精细化采集可切负荷、多主站控制的紧急切负荷网荷互动终端设计。之后分析跳闸出口、功率计算、负荷接入等设计进行分析，并进行实验测试，分析这种设计是否负荷精准的负荷系统需求。
关键词：紧急切负荷；用电信息采集；切负荷控制
对于特高压直流工程来说，在出现双极闭锁故障时，会使受端电网功率降低，从而引起系统稳定紧急、频率跌落等情况。根据多数相关研究分析，对于电网调控方面，一般就是对权重进行划分，从而减少给用户造成的损失，以此来减少事故停电情况，满足用户对点的需求[][1-3]。紧急切负荷主要是针对电网故障，其中包括的控制手段有：低压低频减载装置、安全控制系统、事故拉限电等紧急状态的重要技术。选择一种具有用户互动性的特高压对受端电网负荷进行有效控制，从而实现对调控和负控系统的检测和对接。
1 网荷互动终端的设计
互动型网荷终端属于一种新型针对变化条终端，它能够在不同用户需求中进行使用，具有可替换的转变终端。
1.1网荷终端功能的设计
它不仅可以满足快速分轮次符合切换需求，能为用电信息采集系统进行服务,同时可以实现用户实时通讯、精细化信息采集，网荷终端设计模块有三大功能模块组成，包括：实时功率的控制、实时负荷计算和采集、实时通讯控制，详细内容分析如下：
1.1.1实时功率的控制模块
（1）远程控制和需求相应模块。主站根据用户需求进行限电控制，发出相应的指令，从而实现负荷需求控制相应。
（2）电网稳定控制模块。根据不同电网故障类型的高压时效性，接收从营销主站精准负荷系统发布的指令，从而对紧急切负荷及时控制。
（3）电费控制模块。终端根据用户购电的方式，主站则是分析用户用电情况和电费余额，将用户使用的电能数据上传，要实现预购电/电费的控制，采取是否预购电量或是限电控制，
（4）就地功率控制。主要实现预置功率的控制，该模块对负控终端有时段控制、功率下浮、报停控制等故障控制模式。
1.1.2实时负荷采集计算模块
该模块主要是对母线电压、开关位置、进线电流信息进行实时采集；另外还需要采集中压出线和低压出线的电流、电压、开关位置等信息。之后将采集的电压、无功功率、有功功率、频率、功率因数等进行计算；分析总加组线路的配置，计算总线路的功率作为可切负荷功率。
1.1.3实时通讯控制模块
（1）快速切负荷通讯。该模块主要负责快速通讯设备的精准切负荷，可以接收紧急切负荷指令，将精准急切负荷信息上传等，从而实现精准的负荷控制。
（2）加密保护模块。对数据传输和调度环节进行加密保护，主要采取报文、数字签名方式的安全加密等。
（3）主站通讯。将总加组的功率、负荷数据信息上传，实现主站营销的快速通讯，同时主站发布的切负荷控制命令，并控制主站下发的参数。
（4）其他通讯。实现采集电能表通讯数据，同时将400V负荷进行分散接入，将底层设备的连接口留出，比如：串口设备的通讯、网络接口。
除了以上的功能模块，还包括出口终端模块的控制。该模块主要是对功率、切负荷进行控制，设置对应的矩阵控制和总加组，根据可切负荷进行设计，分轮次对用户线路符合进行切除。
1.2多任务环境的设计
根据嵌入使环境系统，以及上述分析的功能模块，这里分析系统设计软件控制模块框架包括4层。
（1）最底层是硬件的接口位置，主要是对DSP，以及其外部设置硬件进行控制。
（2）第2层是应用层和操作环境系统的接口，主要是满足上一层在多任务环境实施中断处理、任务控制和访问控制。
（3）第3层软件环境下多个实时任务构成，而精准切负荷通讯、主站通讯是中断出发程序负责操作，每个任务都要进行现子任务的划分，其中500
/10ms/100ms任务是定时中断触发负责，慢速100ms的任务负责采样数据计算，为了确保电网切负荷稳控可以快速相应操作，常规的功率控制由10ms任务负责，将这些紧急/次紧切负荷交给500
任务进行操作，从而保证切负荷指令的有效完成[][4-6]。
（4）第4层主要是服务于用户接口任务操作，主要是信息输出、设备调试、人际接口、事件储存等模块与用户进行交互。
1.3终端硬件的设计分析
在该系统设计中，终端支持多路线通讯的接口，可以进行常规的终端测控，并提供配电接口，从而满足现场的需求。
1.3.1负荷主控设计
（1）输入开关量接口。接入32线路，具有扩展性的开关输入量到48线路，以及输入空接点的功能；
（2）模拟输入量接口。配置交流采样36通道，对电压电流采样通道，可以对插件进行更换，或是调整修改配置，从而满足电压Y/V接线、非全相、电流全相、单相接入现场需求。
（3）通讯接口。为了满足精准切负荷系统、营销主站等其他设备的通讯需求，这里需要设置3个以太网终端接口，方便与其他智能设备实现通讯，并预留3~5个串口，完成扩展。
（4）输出开关量接口。配置开关输出量24路，支持可扩展输出到30路，输出空接点。
1.3.2终端板件设计
终端设计是有电能采集、负荷主控构成，为了缩减体积，需要将2个板件集成到1个机箱中国，两者使用一个电源。
2 快速切负荷终端的实现
2.1 终端灵活配置
2.2.1 总加功率的处理
一般都是将实际用功率作为采集模块选择的功率，为了保证每个线路上的功率和实际相一致，需要相关人员到现场进行矫正。采集的负荷功率可能是负值，针对电流回路极性接反的情况，造成采集功率数值与实际相反。这种情况会给主站辨别功率方向带来影响，同时也会限制计算负荷功率总加结果，导致出错率较高[][7-8]。所以，详细分析功率方向、考察现场情况，关于可修改的线路名称、TA/TV变比配置，见图1.在配置总加组时，选择中线路段，进行功率设置，才能有效解决上述问题。
图1 总加工率处理
2.2.2 负荷线路的处理
在终端软件上在每个通道上对应的电流I和电压U，一共有交流采样通道36个，采集切负荷最大线路是16条。根据非全电流线路12条（12×2I+4×3U），对典型的24I+12U输入线路，或是全电流线路8条进行设计。因为每段母线上会有一组电压，所以，4组电压最多会有4段母线电压。
在处于负荷线路3I时采取两表法和三表法进行分析，如果是接入的2I线路只能使用两表法进行计算。在该系统中支持第m（m=1-4）组电压与n（n=1）条线路进行配置，同时也能准确的计算这种配置线路的功率，从而为大部分可中断负荷接入用户需求进行服务。如果连接的线路大于12条，需要对电压电流线路数量进行调整；如果专门用户可切负荷大于16路时，需要进行终端扩展满足现场需求。
2.2.3 可配置跳闸矩阵
接入用户的可切负荷线路可以进行灵活的调整，实现切负荷或是被切负荷之间的变化。这里设计了一个可配置线路出口跳闸矩阵，为了使负荷线路可以更加灵活的控制，从而实现对用户负荷线路的控制。每个切负荷方法都有一个跳闸矩阵，而每个矩阵中负荷线路都是独立的，这里将线路X作为可切负荷线路。见表1.
表1 线路跳闸出口矩阵
2.2 终端厂内测试
根据快速切负荷线路需求，在2016年某工厂自己建立了一个模拟终端-主站测试系统，该系统是有2个终端通讯、模拟精准切负荷系统构成，其中将接入的4条负荷进行实测。关于工厂内切负荷模拟测试见表2.
表2 某工厂内切负荷模拟测试
根据表2中可以发现，终端收到主站发送的模拟符合命令平均时间是34s，其中动作模拟器的时间是25~30ms。在两种终端测算控制方法下，发现收到跳闸出口命令时间小于10ms，根据测试结果发现终端相应速度非常快。
结语：本文分析了将紧急切负荷与转变用户需求进行结合，建立一种快速精准的可切负荷方案，实现用户符合快速通讯、精细采集的网荷控制终端。这种高压稳定直流故障电网局安全的控制效果，可以实现对用户符合对精细网荷终端设备的控制需求，从而满足快速通讯的需求。
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论文作者:牛凯1,邓丽2,吴彬3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：负荷论文; 终端论文; 线路论文; 功率论文; 用户论文; 通讯论文; 模块论文; 《电力设备》2018年第19期论文;