摘要：随着我国电力负荷控制技术及其各种控制功能的扩充，我国电力负荷控制技术已经走入了一个新阶段，但现阶段电力负荷技术仍有待进一步探究和发展，本文结合我国现有技术的发展情况，综合分析国内外研究现状，提出了相应问题和解决之道，为以后技术研究做基础铺垫。
关键词：电力系统；负荷控制；无线通信；
1 电力负荷控制技术的分类与特点
电力负荷控制技术一般分为间接控制与直接控制两类。间接控制是从电力工业发展之初到现在仍在使用的控制方式，包括行政、立法手段，通过电价政策与规定，用行政命令或经济措施使用户调整负荷。直接控制包括负荷控制与电量控制，负荷控制包括峰段负荷控制、谷段负荷控制、最大需量控制等，电量控制包括枯水期电量控制、丰水期电量控制以及峰电量、谷电量、日电量、月电量控制。直接控制又分为分散控制与集中控制。分散电力负荷控制，是指在用户侧装设各种功能的当地控制装置。集中电力负荷控制是指负荷控制中心通过信道传输各种电力负荷控制指令到用户侧接收端，直接控制用户端用电设备的控制系统。集中负荷控制系统与分散型控制系统相比较，具有应用更为灵活，更加适应发电能力变化和用电负荷变化的要求。
1.1 工频电力负荷控制技术
工频负荷控制技术要求在每个变电站装设1台工频信号发射机，应用配电网络作为传输通道，其工作原理是：根据调度中心发来的控制信号，在配电变压器低压侧，在电源电压过零点前25b左右时，使电压造成相间或相对中性线的人为短路，使高压母线电压产生一个畸变。人为短路是按照信息编码的要求进行的，所以在接收端通过判别电压过零前的畸变来接收编码信息，进行用户侧的负荷控制。
1.2 音频电力负荷控制技术
该控制技术是在系统内每个变电站装设1套信号注入设备，与变电站一次设备相连。注入设备包括载波式音频信号发射机、站端控制机和信号耦合装置。站端控制机接收调度中心的负荷控制命令，转入载波式音频信号发射机，生成音频脉冲；经过信号耦合注入配电网络，实现音频脉冲控制信号叠加到配电网上，传输到用户侧。安装在用户侧的电力负荷控制终端从电源中检出控制信号，完成相应的操作。
1.3 载波电力负荷控制技术
载波电力负荷控制技术的基本原理与音频电力负荷控制技术相类似。它是把调制到6 ~ 16kH z范围的控制信号耦合到6~ 35 kV 配电线路上，进行信息传输。位于低压侧的载波负荷控制接收机从电源中检出此控制信号，完成相应的控制操作。载波电力负荷控制，可做到电力线延伸到何地，负荷控制到此地。
1.4 无线电力负荷控制技术
此控制技术采用无线电波作为信息传输通道，调度中心通过无线电台与中转站、接收执行站交换信息，向用户发送各种负荷控制指令，控制用户侧用电设备的控制系统，实现负荷控制目的。
上述几种电力负荷控制技术基于各种的信号传输控制原理，有其固有的特点。工频电力负荷控制技术利用电源的特定位置产生畸变信号，所以对电源质量要求较高。音频和载波电力负荷控制的设备和信号传输、抗干扰性优于无线电力负荷控制技术，且终端控制机价格也较其它便宜，但存在设备改造费用较大、控制范围较小、数据传输率低的缺点。音频负荷控制技术中信号反向传输困难，只适合于负荷较密集、单向终端数多的负荷控制地区。无线负荷控制采用甚高频无线电信号组成数据传输通道，其有数据传输率高、信噪比高的优点。随着通信技术的发展，基于现有移动网络GPRS /CDMA 数据传输技术的负荷控制技术的出现，无线负荷控制技术的稳定性和可靠性也有较大提高。但在地形起伏较大的山区，近距离阻挡等因素造成无线电信号传输困难。因此，无线电力负荷控制较适合平原地区和移动信号覆盖较好的城市环境。
2 电力负荷控制技术的基本功能和扩充
目前我国大部分省市采用的无线电力负荷控制技术，有着强大的数据采集能力，相应组成的控制系统大多具有以下基本功能。
2.1 遥控功能
a.自动巡测：每日整点、任意定时自动召测系统中远方终端的有关数据，并存入数据库。
b.人工召测：随时召测远方终端所采集的当前各种数据，或补召测。
2.2 遥控、遥信功能
a.遥控拉闸或允许合闸。
b.功率控制的投入或切除。
c.电量控制的投入或切除。
d.以一次接线图的方式显示召测用户开关的开闭状态。
2.3 远方终端的当地闭环控制功能
a.控制定制的位置：功率控制时段和各时段定制设置；日、月电量定制设置。
b.远方终端的保电与控制剔除的设置；在功控、电控时可跳开关的轮次设置。
2.4 系统参数设置功能
a.电压、电流互感器变比及电压上下限设置、电能表参数装置。
b.开关通信触点的常开常闭设置。
c.远方终端的分组功用地址设置。
d.电量峰谷平时各段设置。
2.5 中继站控制功能
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和中继站数据、状态及切换事件。
2.6 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。在负荷控制系统的基础上，辅以一套负荷电力系统生产运行和电力营销管理流程的信息处理软件，可充分挖掘出负荷控制技术在用电管理上的诸多功能。
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2.7 用电管理功能
a.远方抄表及电费结算，将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.监测用户TV 和TA 或远方抄表中的断相信息，可集中监测断相状况。
c.与调度系统、MIS系统、上级领导部门联网，实施数据共享。
2.8 系统管理功能
a.用户档案生成：包括用户名、地址、所属供电公司、投运情况。
b.采用多种方法对用户终端的选择功能。
c.作图生成用户一次接线图，方便查看遥信状态及其他数据。
d.报表生成、打印功能。
2.9 防窃电功能
监测用户实时功率电流特性，实现动态管理，防止用户窃电。
3 电力负荷控制技术的发展与应用
随着电力工业的发展和科学技术水平的提高，对电力负荷的管理提出了更高的要求，促使其由初级阶段发展到高级阶段，由间接控制发展到直接控制，由简单的分散型控制发展到复杂的集中控制。
工业发展的初期，电力主要用于生活照明，发电机组容量很小，启动方便，调整电力负荷的办法就是按需用电时启动、停止发电机组的运行。随着电力在工业中应用范围扩大，电力变成连续生产，此时靠增加或减少发电机组出力，直至增加启停部分发电机组来调整电力负荷。
20世纪初，提出了用经济措施鼓励用户均衡用电，用技术措施控制那些可间断供电的用电设备，从而降低峰谷用电负荷差，优化负荷曲线，保持电网的经济安全运行状态。实行峰谷分时电价，以经济利益为主的间接控制电力负荷的方法，目前已被世界各国广泛采用。但在某些情况下，用经济杠杆达到改善负荷曲线的目的，需对用户的用电负荷采取直接的控制措施，其基础是利用一些电气设备具有储能特性和间断供电的可能性，在高峰时间这些用电设备轮流地停电。因而出现了原始的分散型直接电力负荷控制设备带时钟的定时开关。集中型电力负荷控制技术最早出现在英国。
20世纪30年代，英国开始研究应用音频电力负荷控制技术，但因二次世界大战影响而几乎停止了发展。二战后，法国、西德、瑞士等国家大量使用了音频电力负荷控制装置，并很快向全世界其它国家发展。早期的音频电力负荷控制系统的音频信号是由高频旋转电机产生的，主控机和接收机采用常规的机械-电子机构，系统工作效率不高，控制用户的数量也受到限制。电子技术的发展，可控硅换流技术的出现和计算机的广泛应用，使现代的音频控制系统用计算机代替了过去的机械-电子式中央控制机，可控硅静态换频器成为音频信号发生器，以微处理器为基础构成的接收机取代了机械-电子式的接收器。现代音频负荷控制系统在功能、价格和可靠性等方面，都远远超过了早期的音频负荷控制系统。因此，音频负荷控制系统在世界各国得到了普遍使用。
20世纪70年代后期，美国研制和应用了电力线载波负荷控制技术。到20世纪80年代初，已有4个电力公司现场使用，负荷控制点为8.8万个。美国在引进音频控制技术后，即开始研制和发展了无线电力负荷控制技术。至1982年，美国就已有24个供电企业装设无线电力负荷控制系统，控制点达到50多万个。除此之外，美国还有些电力公司使用了无线电与电力线音频、载波相结合的电力负荷控制系统，基于公共移动网新型数据传输组网技术发展的新型电力负荷控制系统。卫星通信控制技术也正在被试验应用于电力负荷控制上。目前，世界上已有几十个国家使用了各种电力负荷控制系统，安装的控制接收机数量达到几千万台，可控制的负荷覆盖面占世界发电设备总装机容量的30%以上。
4 我国电力负荷控制技术的发展和应用
我国电力负荷控制技术发展也经历了从间接控制到直接控制，从分散控制发展到集中控制的过程。从20世纪50年代部分地区出现电力供应紧张开始，政府采取行政措施，均衡用电，发展到峰谷分时电价。随着工业的大规模发展，电费支出成本中的所占比例下降，峰谷电价逐渐失去作用。国家从计划用电的需求出发，从20世纪80年代初开始推广电力定量器和定时开关等分散型电力负荷控制设备。随着国家推出相应的政策和措施，电力负荷控制技术得以推广应用，对落实计划用电起到积极作用。
随着公用无线通信网技术的发展，利用GSM /GPRS或WCDMA 等公用数据通信网作为电力负荷控制系统的通信信道的作法也越来越受到电力单位的关注。应用GPRS 或WCDMA 组网，较230 MH z电力专用通信系统在网络覆盖面、通信技术先进性等方面有明显的优势，且建设费用相对较少。GPRS 或WCDMA 组网系统，在终端数据采集和防窃电、用电信息服务等附加功能的多样性上占优，在远程抄表和配电监测方面应用也较多。但由于公网网络无法专用，部分技术应用受到营运商限制。网络繁忙时，也无法保证负荷控制系统的独占性，可能造成数据延时和拥塞。且GPRS或WCDMA 技术还处于不断完善阶段，负荷控制终端产品也未见到定型的成熟产品。所以目前阶段的无线负荷控制技术的组网是以230MH z无线专网为主，公用数据通信网为补充的多元化组网方式。
目前，无线、音频及载波3种负荷控制技术各有优缺点，组网时要根据当地电网的结构、地形地貌、负荷性质、密度噪声等诸多因素以及配电调度自动化系统的要求综合考虑，选取合适的电力负荷控制技术。升级改造现有负荷控制系统时，也要根据现有资源，建设适合的电力负荷控制系统。
5 结束语
我国的电力负荷控制技术推广应用虽晚，但近几年发展迅速，国产无线微机、音频电力负荷监控系统在各省级电网得到实际应用。各种新型的负荷控制设备也不断研制生产出来，如国内自主研制的GR2001- T用电现场服务终端系统，已在多个省级电网内使用，取得了很好的经济效益和社会效益。该系统建立在现代数字通信、计算机软硬件技术、电能计量技术和电力营销技术上，通过GSM /GPRS 网络通信方式实现系统主站和现场终端之间的数据通信，具有远程抄表、用电异常信息报警、电能质量检测、线损分析、负荷管理和控制、居民集中抄表、变电站集中抄表等多种功能。电力负荷控制系统是实施计划用电、节约用电、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。相信，电力负荷控制技术将会得到更加迅速的发展和更为广泛的应用。
参考文献：
[1]赵家驹.电力负荷控制[M ].北京：中国电力出版社，1999.
[2]王月志.电力技术控制技术[ J].东北电力技术，2003（3）.
[3]任燕.基于无线通信技术的电力负荷控制系统设计[ J].电工技术，2004（10）.
[4]杨永泉.电力负荷控制设备的功能扩展[ J].东北电力技术，2001（2）.
[5]陆永忠.电力技术控制在新形势下的应用[ J].云南电力技术，1999（1）.
论文作者:张淳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/20
标签：负荷论文; 电力论文; 技术论文; 控制系统论文; 音频论文; 终端论文; 载波论文; 《基层建设》2018年第20期论文;