无线电力负荷控制系统的原理与应用

无线电力负荷控制系统的原理与应用无线电力负荷控制系统是集用电控制、终端用电数据采集、参数下发、远程抄表于一体的自动化系统，它的应用大大提高了电网运营和管理的自动化水平，节省了大量的人力物力，而且扩大了监测数据的范围，提高了监测数据的准确性。负荷控制系统最初是由于电能紧张，为了在用电高峰时拉闸限电而应用的，随着电力市场供需矛盾的转化，系统的功能已由控制为主转变为以负荷管理为主。事实上，应用了负荷控制系统的工业用户普遍反映通过实现对企业用电的有效管理，企业的经济效益得到了明显提高。

系统的总体结构及功能

1系统总体结构

无线电力负荷控制系统与一般负荷控制系统的显著区别是中心站与终端控制器之间不必敷设通信电缆，它主要由三部分组成（如图1所示）。

（1）负荷控制系统中心站（即主台），通常位于地区电力运行管理部门内。主台可通过选择控制终端的硬件地址与指定的用户进行通信，也可进行广播通信。

（2）无线通信系统，包括架在中心站的天线和用户处的小型天线以及用于信号转发的中继站。

（3）安装在工业用户处的负荷控制终端，用来采集用电数据，由内置电台通过无线通信网络发送到中心站，并可接受中心站的命令对用户的用电进行控制。

2系统主要功能

无线电力负荷控制系统的主要功能如下。

•数据采集：

自动采集用电线路的电压、电流，计算出功率因数、有功及无功功率和电量,并报告最大、最小负荷及其出现时间。对采集到的数据生成曲线图及棒形图显示在屏幕上，并可连接打印机打印输出。

•负荷控制：

可以对用户实现功控及电控，也可直接对用户进行轮次跳闸控制。

•远程抄表：

远程抄回用户安装的复费率电能计量表所测量到的用电数据。

•远程整定：

由主台向用户远程下发控制参数，包括时段定值、PT（电压互感器）变比、CT（电流互感器）变比、电表脉冲常数，并可进行终端对时。

•通话与信息传送：

终端可以向主台申请通话，获准后可与主台通话；主台可以主动选择用户进行通话，并可向用户下发简短的中文信息。

•状态告警：

可实时反映系统运行的各种状态，包括功控电控的投入、断相指示、各轮次跳闸开关的状态。

•事件记录：

记录终端的异常状态，如电压、电流异常及其出现时间。

•遥信功能：

将终端16路继电器的开合状态反馈给中心站。

•系统管理：

可进行用户信息的注册、查询、修改以及操作记录、历史数据的查询处理。系统硬件构成

系统的终端控制器具有两路单独的PT、CT输入，可以同时监控两路母线的用电，装有一台CRT显示器，可以将监控数据以图形方式显示出来，由于显示数据较多，故通过键盘选择需要查看的数据。

1工作原理

该终端控制器的硬件结构如图2所示，它的主体是一台STD工控机，采用模板式结构，便于故障检修。供电线路的电压、电流经PT、CT变换后经A／D转换板转变为数字信号送至V40主板，PT、CT变比经主台设定后下发至该终端，CPU据此计算出线路的实际电压、电流。脉冲电度表发出的脉冲信号经输入板送至CPU，根据电表脉冲常数计算出有功及无功功率。KG105型电台接收主台下发的指令，经通讯板送至CPU，然后由输出板控制输出继电器的动作，进而实现遥控跳合闸操作。远程抄表是由电台经通讯板采集威胜表中的数据实现的，而召测数据则是采集CPU中计算出的数据。CPU每隔1min采集1次数据，所有计算结果保存在系统板上的SRAM中，可保存24小时的数据，因此主台第二天必须将第一天的数据召测回中心站的数据库中，否则第一天的数据将丢失。

2异常事件的检测

系统对PT、CT输入的模拟量进行分析，如果检测到其中一相电压低于某一很小的数值，而其它两相电压正常，系统则报告断相，指出是哪一相断了，并记录发生时间。如果系统根据模拟量输入计算出的有功功率和由脉冲量计算出的不符，则报告电流异常并记录发生时间。若有用户通过切断脉冲电度表的输入而窃电，即可给予指示，以达到防窃电目的。

3数据召测与通话的协调控制

系统正常工作时主台每隔一段时间就要召测用户的数据，将用电数据进行远程传送是系统最主要的功能，为了防止主台与终端通话时影响数据的正常传送，系统采取了一定的措施。通讯板上设有一个继电器，正常情况下继电器接通CPU与电台的数据传输通道，当按下话筒按钮通话时，继电器自动切断数据传输转到通话信道，话筒直接通过电台进行通话。当按下通话按钮的时间达到30s时，继电器自动复位，强制结束通话，恢复数据传输。

主台软件设计

该无线电力负荷控制系统的管理软件是用面向对象的编程工具VisualBasic6．0开发完成的，系统软件框图如图3所示。系统启动后要求输入操作员工号及口令，验证无误后连接电台，进入主窗体。

•选择用户：选择待操作用户，可以按名称、地址、关键字及行业分类进行选择。其中地址选择是指用户所用控制终端的硬件地址，该地址采用4位16进制数表示，如73B5。

•重要操作记录：由于遥控、对时等操作关系重大，一旦出现意外，将造成比较严重的后果，系统软件将执行这类操作的操作员工号、操作时间、操作对象及操作名称都记录数据库，便于出现事故后追查责任。

•接口处理：终端监控是该系统中最主要的操作，所有这些操作都是通过调用API函数访问RS232口，通过该口与电台的通信完成的。

•用电管理：用电管理涉及的主要是终端用户用电参数的设置，责任重大，为此系统要求操作员只有在输入单独的口令后才允许登录用电管理窗体。

该无线电力负荷控制系统的应用大大减轻了电力部门工作人员的工作