电力负荷控制管理的系统

浅析电力负荷控制管理的系统

摘要: 本文主要介绍了电力负荷控制管理系统的组成、设计、工作原理等，对负荷控制常用的无线230 mhz电台方式、gsm短信方式、gprs方式等进行了比较。

关键词：电力负荷控制管理；电表远抄；通信技术；

中图分类号： tm247 文献标识码： a 文章编号：

前言

随着电力事业的发展,用电管理的重要性日益显现出来,这就需要在负荷控制系统的基础上扩展功能,使之在用电管理方面发挥更重要的作用。将这些扩展功能同负荷控制综合在一起,形成了现代的负荷控制管理系统。电力生产的一大特征是发电功率必须与用电功率保持动态平衡。以前，电力调度中心只能调度发电功率,而负荷功率不能进行直接控制。一个城市有成千上万个用电企业,分布在方圆几十公里范围内。对这些用户进行控制和管理存在一系列技术难点。随着计算机和通信技术的发展,目前已具备条件对全市上万用户进行远程控制,实现发电功率与负荷功率平衡。这样的系统叫做电力负荷控制管理系统。

一、系统的组成和工作原理

电力负荷控制管理系统是一种集中控制系统,一般由一个管理中心(主站)、通信信道和几百个以至上万个远方终端(rtu)所组成。系统的特点是远方终端数量特别多,而且分布广,但每个终端的实时信息量并不大。以下为一个集无线230mhz电台、gsm短信、gprs

网络方式于一体的电力负荷控制管理系统结构示意图。

二、终端的基本组成和工作原理

终端由主控单元、电参数采样单元、监控单元、通信单元、rs485接口、遥信输入及遥控输出单元组成。

通信单元负责终端的数据接收和发送,若采用无线230 mhz通信方式,通信单元为电台;若采用gsm/gprs通信方式,则该单元为

gsm/gprs收发模块;主控单元通过rs485接口读取多功能电能表的功率、电量、最大需量等数据和信息,并通过通信单元定时或按主站要求向主站发送数据;电参数采样单元采样三相电压、电流,再由主控单元对其进行分析计算,并将结果同通过rs485接口读取的相关数据进行比较,若有异常则向主站报警;监控单元负责监视各类

异常情况,并及时通知主站、报警及发信通知有关人员;遥控输出单元负责跳闸输出;遥信输入单元采样跳闸开关的状态。

三、系统几种通信信道(通信方式)的比较

目前电力负荷控制管理系统常用的通信方式有无线230mhz电台、gsm短信、gprs通用分组无线业务等方式。以下为几种方式的比较。

1、无线230 mhz电台方式

无线信道工作频率为230 mhz,按国家无委有关规定可预制16个信道,每个信道可接终端1000个。一般传输距离为50km,超过50km 需要增加无线中继站。系统采用由主站向各终端逐个查询的工作方法读取数据和信息。

优点:因使用专用信道,数据传输速度快,数据通信实时性强,从主站发送命令到终端,再由终端将数据返回到主站只要2～4s时间,主站一般采用双机热备份,可靠性较高,并且在大多数地区不需要运行费用。

缺点:因超短波频率传输线路是直线的,易受到高山或高大建筑物的阻挡及城市建设的影响,无线电信道还存在一个易受电磁干扰的问题,投资也比较大。

2、gsm短消息、gsm拨号方式

基于gsm的数据通信方式有几种,常见的有电路型数据方式、wap 方式及sms(短消息通信)方式。sms是指通过短消息中心(smsc)提供一种在gsm移动终端之间传送简短消息的方法。短消息中心在移动终端体之间起提供媒介的作用,具有排队、存储、重发的能力,因此系统采用由各终端定时或有异常情况时可及时向主站发送短信的方式传送数据和信息。每条短消息的最大容量是140个字节的8位数据。

优点:利用现有的gsm移动网,无需对信道进行维护,无需对终端及主站进行电台投资,终端及主站价格比较低。数据及信息可以在全国范围内跨地区传送,运行费用较低,一般每个终端20元/月,且投资少、见效快、安装调试方便。

缺点:响应速度慢,从主站发送命令到终端,再由终端将数据返回到主站需要15 s～15 min时间,有时还会出现数据“丢包”现象,正常工作时间数据丢包率一般为l%左右。在春节等重大节假日民用

短信收发高峰期间,可能会出现信道堵塞,数据紊乱等现象,严重的甚至引起终端死机。

3、gprs方式

gprs是通用分组无线业务,是在现有gsm系统上发展起来的一种新的承载业务,目的是为gsm用户提供分组形式的数据业务。gprs 采用与gsm同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的tdma帧结构,因此现有的基站子系统从一开始就提供全面的gprs覆盖,从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间歇的、突发性的和频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量的传输。系统在主中心安装一个gprs调制解调器,然后给主中心的gprs调制解调器所用的电话号码捆绑一个固定的ip地址。各个终端内部集成gprs调制解调器,采用主动上报的方式定时

把终端的采样信息传输给主站。主站软件保存着所有终端的ip 地址列表,在每一次终端上报信息时,都会采样ip地址并立即更新,一旦主中心需要对任何一个终端实施监控,就可以从地址列表中获取对应终端的ip地址,实施控制。

优点:始终在线,具有较快的响应速度,从主站发送命令到终端,再由终端将数据返回到主站需要5～10 s时间,每个主站可与3万个终端连接。

缺点:后台计算机可能会受到病毒的袭击,有时还会出现数据“丢包”现象,正常工作时间数据丢包率一般为0.5%左右。gprs系统运

行需要交纳专线费和宽带月租费。当终端数小于200个时,采用gsm 方式较为合适;但当终端数多于200个时,采用gprs方式较为合适。

四、电力负荷控制管理系统的基本功能

电力负荷控制管理系统的所有功能及技术指标必需符合gb/t 15148—94,一般具备以下基本功能。

1、遥测功能

自动遥测:每日终端按设定时间定时向主站发送采集的各种数据,定时间隔最小为5 min

2、手工遥测:

随时召测远方终端所采集的当前各种数据,或补召自动遥测中的丢包数据。

3、随机巡测:

任意时间对所选中的用户或全体用户进行巡测。

4、遥控、遥信功能：

主站可遥控终端拉闸或合闸、功率控制的投入或解除、电量控制的投入或解除。

5、系统操作功能：

主站可对终端进行对时和复位操作。

6、用电管理功能：

包括远方抄表及电费结算;下达购电指标,实现预购电制度;催交电费或限制无理拖欠电费用户的用电;负荷预测并为需求侧管理提供数据等功能。