电力负荷控制管理系统专业版

也力负荷控制管理

统专业版

华北电力大学（北京）电力学院

毕业设计

电力负荷控制管理系统总体设计

专业

班级

学生姓名

指导教师

年月日

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摘要

随着电力市场由卖方市场向买方市场的转变，电力部门的经济效

益将越来越取决于对供用电各环节进行管理的细致程度，其中，加强

对大用户用电现场的管理是提高经济运行水平的有用途径之一。

建立大用户电力负荷管理系统，可实现大用户远程自动抄表和负

荷现场管理，提高用电监测及负荷管理水平，为加强电力需求侧管理

提供重要技术支持。为了可以顺利地完成供电公司大用户用电现场

管理系统的工程设计和实施，在本技术方案中，结合电量采集与配用

电管理系统设计、开发和实施方面的专业技术和经验，以及在工程

建设中的实际情况，面向电力公司提出的一种解决方案。期望能为

供电公司建立一套实用的、可靠的大用户用电现场管理系统，最大

限度地满足供电公司在电能量采集和大用户用电现场管理现在和未

来的需要,并以此提高供电公司的智能化、促进供电事业的腾飞。

本文从确保电网安全、稳定运行的角度出发，针对当前日益突

出的电力供给担心的局面，提出建设一套集实时监控、负荷猜测、

需求响应、智能报警、远程遥控为一体的电力负荷控制系统的设计

思绪。

本方案设计的电力负荷控制管理系统，考虑了设计的规范性和可

扩展性,发挥了管理系统的作用，可以有用地控制调整电力负荷，通过

远程抄表维护电网的安全运行，对该地区电力负荷管理起到了积极作

用。随着互联网技术的发展及相关行业的发展，负荷控制手段也越

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来越丰富，可以根据市场规律做出更多的电网调峰、居民用电智能

化管理、基于尖峰电价/可中止负荷激励引导柔性负荷参与电网需

求响应方面的探索尝试。

关键词：电力负荷管理,需求侧管理,电力智能化

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目录

第一章电力负荷控制管理系统的意义..............错误!未定义书签。

第一节电力负荷控制管理系统研究的目的......错误!未定义书签。

第二节电力负荷控制管理系统研究的意义......错误!未定义书签。

1.负荷猜测正确性.........................错误!未定义书签。

2.与电力营销系统实现了数据共享,确保数据的唯一性错误味

定义书签。

3.为降低线损提供了科技手段.............错误!未定义书签。

4.优化运行方式...........................错误!未定义书签。

5.有用杜绝窃电的发生....................错误味定义书签。

6.实时控制负荷，科学调配.................错误!未定义书签。

7.反应迅速,确保电网安全稳定...........错误!未定义书签。

第三节电力负荷控制管理系统的功能设计......错误!未定义书签。

1.1（空两格）X义X（格式标题3）..............错误!未定义书签。

第二章电力负荷控制管理系统现状.................错误!未定义书签。

第一节XX........................................................错误!未定义书签。

第一节电力信息化建设的概况.................错误!未定义书签。

第二节电力负荷控制管理系统的概况..........错误味定义书签。

1.电力负荷控制管理系统的简述...........错误!未定义书签。

2.2当前电力负荷管理系统的功能特点....错误!未定义书签。

3.需求响应在电力负荷控制管理系统里的实现错误！未定义书

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签。

第三章电力负荷控制管理系统的设计方案..........错误!未定义书签。

第一节电力负荷控制管理系统..................错误!未定义书签。

1.系统建设目的............................错误!未定义书签。

2.系统的总体方案设计.....................错误!未定义书签。

3.系统的具体功能设计.....................错误!未定义书签。

附录XXX（形式为标题1,字号小3号）..........错误!未定义书签。

参考文献（形式为标题1,字号小3号）.............错误!未定义书签。

致谢（形式为标题L字号小3号）.................错误!未定义书签。

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第一章电力负荷控制管理系统的意义

第一节电力负荷控制管理系统研究的目的

近年来，随着电力需求增长旺盛，新增负荷数量以几何倍数增

长。在用电营销任务重，用电营销人员少的情况下，如何更好的提高

用电管理水平，实现用电负荷的数据采集和远程监控，给用户提供优

质、高效的服务是电力行业亟待解决的重要问题。面对需求日益增

长的压力，以先进的科技技术手段代替人力去完成工作，成为解决该

问题的唯一方法。而电力负荷管理系统的产生正好符合这种日益增

长的用电需要。电力负荷管理系统作为电力营销技术支持系统的组

成部分，是采集客户端实时用电信息的基础平台，是电力营销、客户

服务、电力需求侧响应管理的必要技术手段，为提高电力系统的管

理水平和优质服务提供了基石。

本文探讨了电力负荷管理系统在用电管理方面的功能拓展和应

用，本着为电力营销服务、为电力客户服务的目的，电力负荷管理系

统作为电力营销技术支持系统的组成部分，以其强大的技术功能，代

替了用电营销人员繁杂低效的工作，既降低了各类设备运营维护成

本又降低了人员的劳动强度，同时有用地提高了电力营销人员的管理

水平，为电力客户提供了便捷高效的优质服务，同时随着负荷控制管

理手段的不停丰富，解决特高压一场扰动及故障，提高系统的可靠

性。我们相信随着电力负荷管理系统功能的日益强大，电力负荷管

理系统必将成为未来用电营销管理现代化及电网安全运行必不可少

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的手段之一。

第二节电力负荷控制管理系统研究的意义

1.负荷猜测正确性

进行用电管理的一个重要环节是进行负荷猜测，其中电网供电

能力比较轻易确定，而客户的实际负荷难以衡量。利用负荷管理系

统可实时监控客户的实时负荷，采纳线性回归、时间序列、指数平

滑和基于温度准则法进行短期或中长期电量及负荷猜测，提高了负

荷猜测的正确性。所以，负荷管理系统成为开展用电管理的重要技

术支持系统。负控中心可从天天的监测信息中筛选出各类信息，提

高负荷猜测正确度，方便深入了解负荷特征，为制订有序供电方案提

供科学依据。也可对客户的用电状况进行实时监测，有助于在用电

高峰时段实行移峰填谷。

2.与电力营销系统实现了数据共享，确保数据的唯一性

电力负荷管理系统作为数字化营销系统的一个重要组成部分，与

局级营销系统之间采纳了中间库方式，实现了以下的营销管理功能:

共享档案，减少反复录入的工作量。从营销系统获取的档案包含用

户基本档案、行业编码、线路编号、变电站信息等。这些档案在

营销系统中变更后及时发送到负荷管理系统，保证了负荷管理系统和

营销系统基本参数的一致性。向营销系统发送月结表码和日冻结表

码。可根据用户的结算日，在该结算日自动向营销系统发送月结表

码和需量数据。此外，系统每日向营销系统发送日冻结表码（包含正

向有功、正向无功、最大需量）。

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响应营销系统的电子单命令。包含购电设置、停送电控制、

取消停电控制和欠费催费通知。其中用户购电、取消停电和催费通

知由系统自动执行，停送电命令则提醒值班人员，由值班人员执行。

执行成功后，将结果回送到营销系统备查。剩余电量(费)不足告

警。投入购电控制的用户，在剩余电量小于购电命令中的告警阈值

后，系统将剩余电量(费)不足用户发送到营销系统，供营销系统查询

并发送欠费催费通知。

3.为降低线损提供了科技手段

电力负荷控制管理系统的统计线损功能可按台区、线路或母线

设定线损计算关系，线路或台区所有计量点电量全部通过主站采集,

完成变电所、线路电量损失、母线平衡计算，实现线损分析，绘制

线损曲线。

电力负荷控制管理系统自动实现线路的线损统计分析，为降低线

损提供了更加科学的手段。该系统的电力市场需求分析和猜测功能

模块，能自动生成电力市场需求月报。可以分析用电量和百分比，计

算系统当月最大、最小负荷以及平均负荷，计算重点行业的平均负

荷。

4.优化运行方式

(1)通过负荷管理系统分析负荷已成为制订年度电力调控目

的、优化电网运行方式、平衡电力资源、确保电力供给的重要依

据。

(2)该系统能为客户提供用电负荷曲线，帮助客户进行用电负荷

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曲线优化分析、企业生产成本分析，能为客户提供合理使用电能,

提高用电效率，开展能效管理等数据分析和技术指导工作，改变了供

电企业为加强对用户的优质服务而进行的客户的用电特征调查，企

业生产经营调查，召开客户座谈会，走访行业协会等落后方式，从而

为电力客户提供了便捷高效的优质服务。

5.有用杜绝窃电的发生

通过系统的防窃电管理功能，即用户侧失压或欠压窃电、分流

或断流、相序错接线、极性错接线、电量曲线突变、瞬时量取消

突变、主、副表周期电量对比异常等，系统对发生的以上事件能实

时主动上报，用电检查人员根据报警事件即能迅速查处异常现象，有

用杜绝窃电的发生。

6.实时控制负荷，科学调配

做到不拉路限电避峰限电计划的实施，很大程度依靠加大督查

力度，其效果不甚理想，而现在，负控系统就是我们的千里眼、顺风

耳，使限电方案公平透明，实行有保有限。在终端接入跳闸回路后,

负控系统就是我们的无影手，可执行负荷分级控制，强制避峰限电。

通过科学调配，实现科学远程控制负荷，减少了拉路限电。

7.反应迅速，确保电网安全稳定

通过用电负荷管理系统进行用电管理，能切实提高监视正确率

和控制正确率，提高电网的用电负荷率，有用减少线路拉闸，减少对

居民生活用电的影响。

广泛对新增工业客户、大客户负荷加装负控装置，在系统闪现

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需紧急限电情况时，正确在规定时间内压限用电负荷，保证电网安全

稳定运行。

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第二章电力负荷控制管理系统现状

本章主要介绍国内、外发展概况，或该问题当前已有的解决方

法。各种方法之间的比较等。

该章的最后一节简要介绍自己论文中的主要工作。

第一节电力信息化建设的概况

党的十八大明确提出"以信息化带动工业化，以工业化促进信

息化”，信息化建设的重要性被提升到一个前所未有的高度。企业

的外部环境要求企业通过信息化带动生产、经营、管理水平的不停

提升。信息化计划无疑是保障信息化建设有序、良性发展的最佳手

段。

电力供需矛盾突出的压力，迫使电网公司面临着日趋严峻的生

产、经营形势。同时电网企业作为垄断性企业，将来一定要求进入

社会市场经济，进一步深化电力体制改革。内外部环境的变化，都要

求电网完善提升自身生产经营的管理水平，提升自身核心竞争力。

信息化系统作为众多现代化企业管理思想的载体，无疑是快速提升经

营管理水平的最佳途径之一。电力负荷控制管理是信息话的基础,

为保障信息化建设的顺利进行，电力负荷控制管理系统需首先完善。

随着电力系统规模和容量的不停扩大，系统结构、运行方式日

益复杂，营销服务的不停深入和细致，对营销自动化系统提出了越来

越高的要求。营销自动化的核心即电力负荷控制管理环节，当前电

力负荷控制管理的系统的主要实现方式为“数据采集处置一体化、

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电能量数据和基础档案存储一体化、主站计算机资源一体化、无线

数据通信资源一体化”，分别对大客户负荷管理模块、厂站电能量

遥测模块、配变监测子模块和低压集中抄表子模块进行计划。系统

实现功能包含：计量数据采集处置、负荷监控，进行分区、分压、

分线、分台区线损统计功能等。计划涉及计算机主站系统、远程

数据通信网络以及安装在用电现场的自动化采集终端和计量表计等

各个方面。全面保证营销自动化系统的资源共享，实现系统的开发

性和可扩展性。

电力负荷管理系统所需要的主流技术已经非常成熟。当前EAI/

EIP.SOAs数据库集群、精简IT架构等技术已经走出了尝试探索

阶段,在电力信息化领域已经获得良好应用，积累了丰富经验，可以通

过计划较好地引入电网信息化建设当中。

同时信息化发展计划已经在电力行业得到了大量的实践，信息化

计划涉及数据网络、信息安全、应用系统、信息技术架构、信息

化管理、信息化人才等多领域内容，计划工作本身具有较大的风险

和难度。而近几年在电力行业信息化计划实践工作中逐渐形成了成

熟的模型和方案。

第二节电力负荷控制管理系统的概况

1.电力负荷控制管理系统的简述

近年来，随着电力需求增长旺盛，新增负荷数量以几何倍数增

长。在用电营销任务重，用电营销人员少的情况下，如何更好的提高

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用电管理水平，

实现用电负荷的数据采集和远程监控，给用户提供优质、高效

的服务是电力行业亟待解决的重要问题。面对需求日益增长的压力,

以先进的科技技术手段代替人力去完成工作，成为解决该问题的唯

一方法。而电力负荷管理系统的产生正好符合这种日益增长的用电

需要。电力负荷管理系统作为电力营销技术支持系统的组成部分，

是采集客户端实时用电信息的基础平台，是电力营销、客户服务、

电力需求侧管理的必要技术手段，为提高电力系统的管理水平和优

质服务提供了基石。下面主要介绍电力负荷管理系统的功能特点、

系统构成以及系统在实际中的应用效果。

2.当前电力负荷管理系统的功能特点

(1)数据采集功能：可以遥测包含母线、电表、终端的各类电

气参数，如实时有功功率总加、实时无功功率总加、每日和当前有

功及无功功率曲线、功率最大/最小值及闪现时间、最大需量及闪

现时间、每月、每日和当前有功及无功电能量累积值、分时有功

电能量累积值、有功及无功电能量曲线、终端与电能表直接通信读

取的电能表计量数据、每日和当前电压、功率因数、谐波、频

率、停电时间及相关统计数据、电能计量装置工况、开关状态、

事件记录数据等。实现终端抄表、交流采样、负荷管理、数据统

计分析、主站通信、远程升级功能。

(2)负荷控制功能：负控系统终端集遥测、遥信、遥控功能为

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一体，具有可靠性高、容量大、兼容性好等特点。支持按功率自动

控制、电信号控制等各种控制方式，可实现功率定值闭环控制、电

量定值闭环控制、远方遥控、负荷控制管理。

(3)召测分析功能：后台主站支持终端主动上传，具有定时召测

和人工召测功能，设置多套负荷曲线对比功能，并对负何前后电量数

据进行全程记录，自动进行用电分析。

(4)分析制订避峰限电计划功能:在执行数据采集管理功能的同

时，可按变电站、线路、大客户制订相应的避峰限电计划，按周期

或某一时段进行避峰限电效果分析，为用电管理部门制订最终的避

峰限电计划提供可靠的技术分析依据。

(5)报警功能：对掉电、断相、欠压、逆相序等异常工况自动

报警。

(6)窃电监测和示警：监控用电方计量柜、电表用电异常情况,

一旦闪现窃电情况,对异常情况报警,并记录发生时刻及恢复时刻。

(7)远方抄表：实时抄读用户侧电表读数，为电费结算提供依

据。

(8)支持各类报表的自动统计与生成。

第三节需求响应在电力负荷控制管理系统里的实现

1.发达地区需求响应的情况

在国内一些发达地区，大量的电力资源来自外部送电，自身调峰

电厂建设收地域/环境等方面的影响趋于饱和，电网调峰压力巨大,

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所以响应的电力需求侧管理工作异常繁重。通过对一些发达地区的

用电情况进行统计分析，如何有用的消减短时尖峰负荷已经成为电力

负荷管理方面的主要研究方向，通过对电网尖峰负荷分析，空调负荷

等非工负荷已成为形成电网尖峰负荷的主要因素。然而，传统电力

负荷管理手段主要面向大中型工业用户的生产性负荷，其优点是执行

对象集中，执行到位率高，单位用户执行容量大;缺点是有序用电仅由

少量大中型工业用户的生产性负荷来负担，而中小型工商用户、居

民用户的用电负荷不受约束，影响了地方经济的发展，也有失公平公

正。

基于此，结合电力需求侧管理工作中面临的新形势，从公平公正

角度出发，积极创新探索，特别是在非工空调参与电网调峰、居民用

电智能化管理、基于尖峰电价/可中止负荷激励引导柔性负荷参与

电网需求响应等方面进行了有益的探索，探讨一种电力负荷管理体

系。

本文根据负荷的特点,对需求响应分为四个阶段:如表2-1

表2-1电力负荷管理思绪

负荷管理阶段主要特点主要目的

第一阶段:传统有序用电负荷监控全覆盖解决系统大容量负荷缺额

具备4轮负控功能

第二阶段:非公负荷调峰非工空调参与削峰解决有序用电公平公正

柔性控制大范围应用

第三阶段：电力需要响应尖峰电价实施解决有序用电经济及互动

负荷响应的激励补助

第四阶段:负荷紧急群控非工负荷一键式调控解决特高压异常扰动及故

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负荷群快速紧急响应障

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2.电力负荷管理理论技术研究

为了更好的支撑电力负荷管理4个阶段的实践应用，需要面向工

业负荷、商业负荷、居民负荷以及分布式电源/储能等，基于电力

需求侧管理理论和相关政策，建立技术支撑体系，推动政府出台配套

支持政策。图1为某省所尝试的负荷管理体系。

—;——］（需求测试点城市）（非工负荷调控1需求响应细则'1

政策--------）-----------7-----------）

模式「峰谷电价）（尖峰电价）（阶段电价）

（调控效益计算（衡略自动分解

（调控潜力评估）（柔性调控技术）

——/1他效退理钎）G肖费心理学理论）（综合资源规划）

理论J

体系1专统负荷管理）工负荷管理）（昌民负荷管理）

管控工业负荷分布式电池/储能

对象商业负荷居民负荷

图1负荷管理体系

在理论方面，研究面向传统负荷、居民负荷和非工负荷的全负

荷管理理论,其中用户有序用电价值体系（如图2）随着值得参考。

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图2有序用电价值提携

传统的有序用电安排优先选择大工业用户，因为她们的降负荷效果明

显，选择较少的企业就能迅速到达预期的降负荷的效果，但这种方法

显然忽视了大工业用户的利益，在一定的资源总量下，并不是效益最

高的安排方法,这是对社会资源的一种浪费。

用户有序用电价值体系就是通过建立一系列的指标来评估用户参与

避峰、调休、错时和检修等有序用电措施的适合程度和潜力大小,

是衡量单个用户执行有序用电相关措施潜力和标准化体系。通过对

用户所在行业、用电容量等静态指标和用户保安负荷、周休日时间

等有序特征指标进行分析建模，实现用户参与避峰、错峰、调休等

有序用电措施的价值量化，为有序用电方案编制、计划执行提供了

有用的量化依据。

在电力负荷管理技术方面，面向非工负荷（主要集中式空调负荷）、

居民负荷，形成以柔性控制为特色的集中式空调调控技术，辅以智能

插座用于居民用电负荷调控。

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第三章电力负荷控制管理系统的设计方案

第一节电力负荷控制管理系统整体方案

1.系统建设目的

(1)数据自动采集：自动或定时采集各大用户计量点累计电量、

瞬时电量、用电事件、电能质量等供电数据，实现数据采集的正确

性、完整性、及时性和可靠性，为电量结算提供正确依据。

(2)计量装置监测：远程监测电能计量装置运行信息，分析计量

故障、窃电等信息，及时发明客户异常见电。

(3)负荷控制：动态监测用户负荷，为需求侧管理提供正确、及

时的负荷数据，根据需要通知客户并通过拉闸进行控制负荷。

(4)供电质量监测：电压及格率、功率因数及格率、供电可靠

性、谐波的监测分析。

(5)统计分析：实现各大用户计量点分时电量统计、负荷分析、

线损统计与分析等。

(6)季节尖峰电价的实现,实现负荷响应的激励补助

(7)建立智能决议系统，实现有序用电精准调控

2.系统的总体方案设计

电力负控系统是根据我国电力供给担心状况及计划用电的政策,

在全国范围内推广使用的一种用电管理措施。它的主要功能是监控

电力用户的用电状况，根据电网总的负荷情况，采纳各种措施促使用

户避开高峰用电，以提高国民经济的整体效益。为此，电力负控系统

具有多种监视和调控用户用电的功能。并且，本系统主要功能确定

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为:负荷监控和用电管理，同时还要为调度管理中心和用电管理信息

系统等的资源共享保留可扩充的接口。

电力负荷控制管理系统主要采纳辐射的分散用户集中管理方式，

由前置机、操作机和用电信息分析处置三个分系统组成。网络

结构采纳标准以太网形式，内部以星形方式连接，使整个网络结构稳

定，便于扩充,并且功能划分清楚，便于使用和操作。

1系统组成

本系统主要由以下几个分系统组成:前置核心处置机分系统（简称

前置机）、后台负控操作机分系统（含一次接线图子模块，简称操作

机）、用电信息分析处置分系统。下面简述各个模块的主要功能组

成。

1.1前置核心处置机分系统

前置机分系统是整个系统的核心部分，单独的前置机程序的连续

正常运行是系统最小运行条件。根据负控系统实用化验收标准，前

置机的主要功能可分为基本功能和扩充功能两部分:1）基本功能包含

负控数据定时自动采集（召测）与数据库录人、负控数据即时补召（补

测）功能、网络通讯任务调度与传输（即时遥测遥信遥控与通话等后

台指令）、自我主备状态监视与切换、全网或组的即时巡测、即时

全网对时，除此以外还必需设计灵活配置相关定时和即时巡测、终

端监视等方式的模块，以及有线无线通讯的无缝结合⑵扩充功能包

含负控终端用户用电情况的监视（以动态棒图和曲线方式）与记录、

终端通信状况统计（缺测、误码、停电、参数丢失、通话申请）、

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网络状态监视、面向管理员的开放的调试界面与自动排错功能、限

电方案等。

此外，前置机还有一个重要功能就是充当机将所有返回数据转发

给操作机，由操作机对数据进行相应处置。原则上前置机不处置分

析转发的下行或上行信息，但需要动态显示转发指令的来源（哪个工

作站）、时间（本机）、结果（通讯回令状况）等信息。前置机把所有到

中止的指令进行负控描绘后，根据优先级排队来处置。根据操作对

象的通讯性质差别，建立三个排队:有线、无线、有线中继，这三个

排队除了低层的通讯操作差别，工作的原理完全一样。然后经多信

道处置后，反馈回操作机。假如前置机的信息为“不执行”，则经

“任务取消”后，返回操作机。此外，假如闪现其它故障，则跳出此

循环，如图1所示。操作机任务取消排队处置｝返回｝多信道处置

1.2操作机分系统

作为各类工作站的主要操作和管理平台，操作机分系统在整个电

力负荷监控管理系统中是极其重要的组成部分。操作机是实现各项

电力负荷监控功能的核心模块，对负荷控制终端遥控、遥调、设

置、中继站操作、智能表设置与查询等指令都集成于其中，同时它

还包含了部分系统管理功能如终端（用户）档案管理、负荷数据曲线

等，它是用户最常使用的操作工具。

操作机若想完成某一负控功能必需以前置机为中继，首先根据操

作员指令和输人的数据利用规约处置DLL,形成一定的指令码，将该

代码发给前置机，再通过调制解调器经无线信道发送到终端;终端接

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到该指令后，作出相应动作;反馈信息经相反的次序返回，体现到操作

机的屏幕上。为向前置机发送代码及接收其上传信息，最可行的方

法就是利用TCP/IP协议通过网络实现。

L3用电信息分析处置分系统

该模块担负着体现系统真正价值的任务，依托于负控数据库中

的基本完备的内容，对其进行汇总、分析与计算，一方面建立灵活的

数据组合查询机制，另一方面实现统计电费、同期负荷分析、母线

平衡分析等关系到提高用户经济效益的具体分析功能。

用电信息分析子系统包含数据查询、报表管理、用电分析和

用电检查四部分。按指定条件组合，可在本系统查询各种用电数据

及其它信息。具体做法是，此系统通过对由负控系统采集的用户和

地县关口的用电数据进行统计、汇总处置，生成各种报表;判定出全

区监测用户和地县关口的负荷、用电量及其变化情况;系统还可以对

采集的电厂（站）的发电量、发电功率的变化情况进行分析。在对采

集的用户模拟量、脉冲量数据以及与从电能表采集的模拟量数据进

行比较、分析后，可以对用户的用电情况进行检查和监视，检查用户

是否有窃电行为。这样，系统就可以很有用的进行监视管理工作，从

而到达三电工作的基本要求。

2系统网络结构

电力负控系统的网络结构采纳标准以太网结构，内部以星型连接

方式实现，局域网的外连部分使用分级星型连接，最大程度地保证整

个系统的扩充性和稳定性。此外，采纳这种结构也有利于系统在将

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来增加其它管理工作站，并且同电力局其它系统如调度、电力局管

理信息系统等的连接也将非常方便。

第二节电力负荷控制管理系统的具体功能设计

1.具体计划和设计

大用户电力负荷管理系统涉及面广，面向对象多。在系统建

设时,根据各地区电网的实际情况做出统一的计划、可研和

设计,避免盲目建设和反复投资。

系统坚持高起点、高水平的原则，保证其先进性。

系统以实现需求为目的，充足结合实用、先进、可靠、经济

几方面的因素。

2..功能独立性

大用户电力负荷管理系统的核心是电能量数据的正确性、负

荷控制的可靠性,是其它系统所不能替换的。系统保持相对

独立性,在确保系统安全和数据安全的前提下，实现与其它系

统的数据交换。

3..系统扩展性

随着技术进步及电力体制改革深化，大用户电力负荷管理系统

的规模和应用都会有很大的发展变化，为保证投资效益,系统

提供很好的可扩展性，满足不停增加的大用户接入需要。

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4..系统开放性

系统在设计上遵循标准化的原则,在遵循统一标准的前提下，

答应差别厂商的产品相互替换,此外,系统还具有良好的兼容

性，以保证本系统与其它系统进行信息交换。

5..系统安全性

考虑到系统的大用户数据最终将作为计费的依据，所以系统的

安全性至关重要,在系统设计与建设过程中，采纳了有用的机

制保证整个系统的安全性。

6..分期建设原则

由于大用户电力负荷管理系统包含面广、接入点多,在作好

计划和设计的同时,从实用、发展和投资的角度出发，分期建

设。

7.•分档次建设的原则

各地区供电局的大用户供电规模存在很大差异,根据各地区

315kVA以上大用户数量，将大用户电力负荷管理系统分为

大、中、小三种类型：

1、大型:大用户计量点数大于10000点。

2、中型:大用户计量点数大5000点，小于10000点。

3、小型:大用户计量点数小于5000点。

8..规范安装

为减少安装过程中闪现的问题，方便运行维护，同时降低安装

成本,严格根据终端安装的规范进行施工，保证终端各种要求

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具备功能的实现,保证终端的可靠稳定运行,保证现场计量设

备不受影响。

第三节电力负荷控制管理系统的主站方案

1.数据采集

数据采集支持GPRS、CDMA等公共无线数据通信方式、

拨号通信方式，同时支持网络通信、短信、GSM相接合的通

信方式。

系统支持多采集服务器负载均衡、多线程并发的通信调度管

理机制。

系统支持灵活配置两个或多个通道互为备用，多通道根据任

务繁重程度自动均衡负载。

系统定时和随时抄录远方数据,定时采集的时间间隔和数据

采集项目由授权用户灵活定义，反复召唤的次数也由授权用户

灵活定义。根据应用需要可灵活制订抄表策略。

对无法抄录的计量点，系统以多种的方式发出报警，方便值班

人员进行人工召抄,对因主站故障未能抄录的数据,在系统恢

复正常时,能自动补测。

表计异常、CT/PT异常、客户侧终端异常或故障等事件，能

及时主动上报。

主站采集服务器与终端的通信支持电网公司组织制订的通信

规约，并同时支持TCP协议和UDP协议。

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为提高数据通信的安全性和降低通信运行费用，主站与终端

之间的数据通信采纳可靠的数据压缩算法，压缩算法参见附件

二。

主站采集服务器原始数据库核心表结构参见附件一。

系统支持远程升级终端软件功能，支持远程升级终端电表规

约库。

系统支持遥测以下数据项目：

1）日负荷曲线：00:15〜24:00每15分钟的总有功、无功平

均功率；

2）正反向有功总、尖、峰、平、谷电量

3）正反向无功、四象限无功

4）A、B、C三相电压、电流、功率、功率因数

5）电流过负荷数据:最近100次电流过负荷记录,每条记录包

含电流过负荷开始（结束）时间、过负荷相别、过负荷时的最

大电流。

6）失压记录、断相记录,每个记录包含事件、开始时间、连

续时间等。

7）其它事件记录:过压、不平衡、逆相序、上/掉电、超功

率、清需量、系统清零、初始电量、校时等，每个记录包含

事件、开始时间、连续时间等。

2.计量监测及报警

⑴.防窃电报警，主站支持以下方式窃电的报警:

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计量柜、电能表、端子盖非法开启

失压或欠压窃电

分流或断流

相序错接线

主、副表周期电量对比异常

(2).系统能提供多种报警手段,对各种异常情况进行报警，主

要对下列情况进行报警：

数据异常、数据越限

通信异常

数据不全

失压、断相等

(3).报警方式

图形报警：画面,报警内容闪烁

文字报警:报警内容包含报警时间及类型

支持手机短消息、网络短消息及Email等方式远程报警

(4).报警信息处置

支持报警信息按定义的业务流程进行流转，由相关人员进行相

应的闭环处置和反馈。

3.负荷控制

支持主站远程下载多条限电负荷曲线及强制跳闸命令。

定值设置:可以在终端设置功率定值(功控)、电量定值(电

控)、时段定值(时控)，定值和时段能由主站远程设置。

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自动控制:在时间段、定值都符合要求的条件下，系统发出预

跳闸命令，同时支持以短信方式告警发送到预定号码手机,在

设定时间(如15分钟)内，若负荷未降到定值以下，则发出跳闸

命令O

遥控功能:具备主站远程跳闸功能。

主站可对终端编组进行群组遥控或单个终端遥控。

安全性:对跳闸信号输出有防误动措施。

4.数据统计分析

系统具有按规定的差别时段、差别区段、差别类别及差别供

电区域分别统计累计电量的功能。

极值分析:累计时段内功率、电压、电流、功率因数各自对

应的最大、最小值及具体发生时间、平均值等。

三相不平衡率分析:大用户关联表计的整点三相功率值、不

平衡率，整点三相电流值、电流不平衡率。

供电可靠性分析:累计停电时间、停电次数、可靠性(%)。

供电质量分析:大用户关联表计的对应电压及格率(％)、越上

限时间、越下限时间、最大值、发生时间、最小值、发生

时间，功率因数及格率分析，停电时间、可靠性%)等。

计量装置故障分析:针对各种异常告警，分析其产生的可能原

因。

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5.档案管理

系统提供档案管理程序包,对设备（如大用户计量设备、终

端）、参数、抄表方案等资料进行规范化管理,对系统各种参

数进行配置和修改，如电表相关参数、CT及PT参数、终端

的参数等。

大用户档案数据支持从其它系统如电力营销系统、配电网相

关自动化系统导入，同时支持授权人工手动录入。

6.报表管理

系统提供专用和通用（如Excel）的电子制表功能。用户可在

线方便的建立和修改报表的格式和内容,对人工修改的内容加

以标识。报表可方便的进行打印（包含拷屏、定时、召唤、

定点打印等）。报表内容主要包含以下部分：

原始数据报表

大用户管理报表

大用户电量统计报表

电量分析比对报表

线损报表

失压记录报表

报警信息报表

负荷控制报表

用户自行定义的其它报表

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7.曲线及图形

人机接口处置操作方便,直观和快速,画面显示与操作具备以下

功能：

可实现实时及历史数据显示、设备参数显示、查询等。

具有96点（可调）大用户电量曲线及计划电量曲线,具有任意计

量点电量及计算电量的曲线趋势图，并可按小时、日、月、年显示

电量曲线。

系统有多种显示方式，例如数值、棒图、曲线趋势图、表盘、

表格、饼图等。

所绘制的曲线包含以下几类：

电量曲线

负荷曲线

电流、电压曲线

三相不平衡电流曲线

线损率曲线

其它用户管理需要的曲线

8.对时

系统具备与GPS对时的功能，保证全系统与标准时间的误差不

大于3秒,并支持从其它系统获取标准时间，对时方案如下（采纳

GPRS方式）：

（1）主站读取终端时钟,若在Tl<3秒接收到终端返回信息为有

用，假如连续10次无效,取消本次对时;

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(2)主站先计算终端与主站的时钟误差AT,若AT<3秒,主站不进

行对时;若AT>3秒,主站将AT+T1/2做为终端时钟误差以实时写

对象命令方式下发给终端，有用时间默认为10分钟；

⑶终端接收到命令后，判定该命令若是在有用时间内，则执行对

时命令,将时钟更改为当前时钟+(AT+T1/2),否则命令失效,并通知

主站。

9.分层管理

考虑到地市供电局及下属县市供电局的大用户分层分级管理

的需要，系统支持档案数据、业务数据的分层分级的授权维

护和管理。

10.系统接口

和地区电网电能量计量遥测系统的接口

和电力营销系统的接口

和配网自动化系统接口

和GIS系统的接口

和计量封印管理系统接口

和其它相关系统的接口

系统接口标准可以满足电网公司颁布的相关标准

11.信息公布

可通过Web服务器采纳网页的方式公布大用户负荷信息,对外

公布的信息已经通过过滤和审批，以防止机密信息的泄漏。

支持以短信的方式给用电客户发送相关的负荷、错峰等信息

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可设定Web服务器的访问用户权限和内容。

12.系统管理

系统具备用户和权限、系统资源、系统配置、数据存储和

备份等系统管理功能。

13.系统安全

操作系统和数据库的安全:授权使用用户、关闭不必要的端

口、及时更新补丁。

针对每个应用模块特定的用户群,在遵循总体访问控制策略的

前提下，对每个用户进行访问控制等级的正式授权,并且在同

一级中还要受到类其余控制。

各应用系统权限控制可到菜单级,差别权限的用户只能执行相

应的菜单规定的操作。

针对重要应用可限定IP或MAC地址或二者绑定。

系统的原始数据库有严密的安全保密措施，它设定为只读不可

修改。

系统具有安全审计功能，能记录对重要数据和应用的操作日

志O

系统提供关于数据正确性、合理性的检验功能。

系统支持数据自动或人工备份和恢复，所有数据能转存到光盘

或磁盘等大容量存储设备上，作为长期的存档资料。

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14.主站运行环境

主站机房温度为：15-30摄氏度,湿度470%,在空调设备故

障时,机房温度为0-50摄氏度,湿度W95%（不凝结）。

大楼防雷接地电阻W1。，主站的接地可与大楼防雷接地网同

一点共地。

供电电源:采纳UPS电源供电,停电后UPS连续供电时间大于

或等于1小时。

主站机房考虑防雷防静电、防电磁辐射、防火、防尘等要

求。

15.主站技术指标

系统的年可用率>99.9%（采纳双机热备份方式）

主服务器CPU平均负荷《40%

主站设备的平均无故障时间MTBF>0小时

系统运行寿命》10年

画面响应时间43秒

第四节电力负荷控制管理系统终端技术

1.终端系统组成

o.系统平台

终端平台的主控CPU宜采纳先进的Samsung公司的

S3C2410,S3c2410是一款基于RISC架构ARM9的高性能

全32位低功耗嵌入式CPU,其处置速度可达203MlPS（每秒

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可运行2亿零3百万条指令）。以保证终端网络通信、数据

采集、负荷管理、数据管理等复杂功能。

b.存储容量

我公司设计的大用户现场终端在主板上配置有一片Flash存

储芯片一K9F2808UOB/K9F2808UOB（也可采纳同容量的其

它型号的Flash存储芯片），容量为16MBo采纳FLASH存储

器可以保证程序和数据在停电状况下至少保持10年时间。

c.电源

终端采纳三相供电方式，分三相三线和三相四线两种，其中在

三相三线供电时断一相电压（含B相），三相四线供电时断二相

电压的情况下，交流电源能维持终端正常工作。电源采纳工

业级专用电源。电源采纳宽电压设计方式，可实现在

AC45V〜AC460V的宽范围内正常工作。终端上设计有两

个备用电源（电池），用于维持日历时钟和终端失电后工作。

1）终端的时钟电池采纳法国SAFTLS14205C型3.6V/1.2Ah

大容量锂电池或德国VARTACR1/2AA3V大容量锂电池，

可以充足满足时钟芯片长期工作,不需更换电池（使用寿命超

过十年）。

2）终端采纳FLASH存储器保留数据,所以不必采纳电池供电

保留数据的方式,这样一方面可保证数据的可靠性,另一方面

延长了时钟电池的使用寿命。

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3）终端失电工作备用电源采纳外置VARTA公司的450mAh/

4.8V可充电银氢电池,保证终端掉电后一段时间内（最少30分

钟）正常工作，向主站上报必要的数据和告警，如：上报失电时

刻的日期、时间、有功、无功电量等。

终端采纳低功耗设计技术,除采纳低功耗的芯片，并且通过软

件方式实现节电功能，在数据传输状态下（与主站机通信的状

态），现场终端的总消耗功率小于5W,在守候状态下功耗更

低。

d.当地接口

通过当地接口对终端设置和读取数据。当地接口可以是

RS232、RS485、USB或红外，支持通过RS232口进行功能

测试。

e.遥控遥信接口

⑴开关量输入

6路,无源输入（脉冲/遥信可设），其中4路遥信输入（控制回

路），1路门接点，1路预留。

⑵开关量输出：

控制回路：4路,非自保持输出

告警输出：1路，常开非自保持输出

触点容量：AC220V/5A,DC30V/5A

绝缘耐压：V

f.安全性

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(1)为保证在无线公网传输的数据不被非法用户窃听、破

坏、甚至顶替更改数据,终端和主站通信具有安全性机制。

停电后，数据不丢失,且数据保持时间不小于10年。

(2)任何和终端的连接都设置有"user+passwordw的认

证。

(3)在外壳、钮盒上加有封印，防止非授权人开启。

(4)具有现场测试(设置)通讯口，并能加封。

(5)强电、弱电端子分别排列，保证有足够的绝缘距离。

(6)我公司终端通过了国家电力科学研究院测试,工频耐压、

电磁兼容、间隙和爬电距离符合行业相关安全标准

g.无线信号指示

(1)无线模块安装在终端机壳内。

(2)有表示正比于无线信号场强的指示，保证在其规定的范围

内，可以进行正常通讯。

(3)具有防止死机的自复位功能。

h.平均无故障工作时间(MTBF)

平均无故障工作时间(MTBF)>50000小时,年可用率

>99.99%o

2.功能描述

。.终端抄表

⑴接口：1路RS485

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⑵规约:支持DL/T-645通讯规约以及《广东省广电集团有

限公司大用户电力负荷管理系统通讯规约》和《浙江省用电

现场服务与管理系统通信规约》等标准,支持主站远程升级

终端电表规约库。

b.交流采样

(1)具备交流采样功能，包含三相电压、电流、功率、相

位、需量(平均功率)、无功电量、有功电量、有功负荷曲

线、无功负荷曲线等；

⑵电压及有功测量精度不低于1级；

⑶电流及无功测量精度不低于2级；

(4)电流规格1(2)A,5(10)A。

c.负荷控制功能

(1).定值设置:可以设置功率定值(功控)和电量定值(电控)，定

值和时段(时控)能在远方(主站)设置或现场(终端)设置。终端

能存储4条计划负荷曲线。

(2).按功率控制(包含时段控和厂休控)时,如功率超过设置值,

有3〜lOmin可设定的声光告警时间，告警时间终了按轮次顺

序及延迟时间执行控制负荷功能。如功率已降到设置值以下

或功控解除，自动撤消控制。

(3).按电能量控制时,如用电量到达设置值的80%,能发出声

光告警信号;用电量超过设置值时,按轮次顺序及延迟时间执

行控制负荷功能。

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(4).自动控制:在时间段、定值都符合的条件下，终端发出预

跳闸命令，在设定时间(如15分钟)内，若负荷未降到定值以下,

则发出跳闸命令。发出预跳闸命令或跳闸命令终端均要主动

上报主站相关信息(发命令的时间，前、后功率或电量)。避

峰时间结束、电量定值重新设定后，自动给出答应合闸信号

并主动上报主站相关信息(发出信号前、后功率)。

(5).支持主站下载临时限电命令,按临时限电要求进行限电控

制。

(6).控制显示:在终端的LCD采纳160x160点阵图形显示屏，

显示定值、控制对象、执行结果等相关信息。

(7).主站可对终端编组进行群组遥控或单个终端遥控。

(8).安全性:跳闸信号输出有防误动措施，保证跳闸操作的可

靠性。

d.通信信道

⑴支持GPRS、