电力负荷控制的原理分析及控制策略探析

曾建荣

身份证号码：441702198408053334    山东泰安271000

【摘要】我国碳中和目标的提出对于多项能源发展有着深远的影响，其中电网亟待挖掘需求侧资源调节潜力，同时也要重视电力负荷的控制，从而保障电网稳定运行。本文首先简单阐述了电力负荷系统的组成以及电力负荷控制的基本原理，再从填谷等方面探讨了电力负荷控制的策略。

【关键词】电力负荷；控制策略；电网

0.引言

我国近年来全社会用电量明显增加，这对电网运行的稳定性与安全性提出了更高的要求。电力负荷是电力系统中所有用电设备耗费的功率，加强电力负荷的控制对于提高电网运行的稳定性以及经济性有着重要的意义。在这一背景下加强对电力负荷控制原理及控制策略的研究对于提高电网运营的稳定性以及便于电力企业为用户提供个性化智能用能方案具有重要的现实意义。

1.电力负荷控制的原理

电力负荷是电力系统中所有用电设备耗费的功率，而电力负荷控制则是及数据网络等方面控制的多学科技术。目前国内电力企业电力负荷控制主要是由通信系统、负荷控制中心、控制终端组成，复合控制中心可以对于多个负荷终端进行全程的监管，控制终端几乎被安装于移动设备或者是办公电脑上，便于管理人员在电力系统运用电设备运行过程中获得重要的数据，也会受到负荷中心的调控。现阶段国内的电力负荷管控大多是采用地市级负荷控制中心控制模式，由地市级负荷控制中心管理辖区内不同规模客户的用电负荷。控制终端电源打开后会自动完成操作，并进入上电复位运行，同时接收负荷控制中心发布的信号指令，再经过电台转化为不同的信号并传输至解调单元，如果上述环节的数据信号会被发送至主控单元，主控单元再根据接收的信号完成数据分析以及执行命令等操作[1]。

控制终端接受功控投入的命令时，一般会将执行域内闭环控，同时传输相应的信号。一旦负荷功率高于初始设定的标准时，系统会及时快速发出警报，尤其是在电力负荷高度超出报警设定值会快速开启跳闸操作。如果终端负荷功率仍然持续处于超出标准值的情况，则会继续进行后续的轮次跳闸，实质负荷降低至合理范围内后才会解除警报。在负荷控制中心发出解除指令时，终端在接受命令后会熄灭指示灯，用户可解除跳闸状态。

2.电力负荷控制策略

2.1填谷

夏季以及冬季是我国居民的用电高峰，之所以如此，主要是因为夏季空调等制冷设备的使用会明显增加电网的电力负荷，而冬季暖风机等制热设备的使用也会明显增加电网的电力负荷。通过对我国居民用电情况进行分析，可以发现，上午8:00～11:30、晚间6:30～11:00是居民的用电高峰，因此国家电网大力倡导居民在非用电高峰用电。与此同时，电力企业也应该在客户用电低谷时段采取有效的措施及时储存电力热量，提高用电高峰时段电网运营的稳定性。具体而言，对于化工、水泥等工业用电量较大的行业与企业，电力企业可以倡导企业积极利用夜间谷电优惠政策开展生产活动，这样一方面有利于帮助化工等企业节约生产成本，另一方面也能够降低高峰时段的电网的电力负荷。电力企业在谷电时段储存电力热量的过程中可以利用电化学储能、机械储能的方式实现，主要是因为电化学储能的成本较低，还可以利用电加热或有序放热的集成设备，将谷电转化为热能储存起来，在用电高峰时段再将其释放，通过这种方式能够有效地解决当前不同规模客户用热需求与高峰电价之间的矛盾。现阶段，国内许多企业相继开发了相变储热技术以及相应的储能蓄热设备，电力企业将这些技术与设备投入到电力负荷控制中，能够有效提高电力负荷控制以及电能调控的效果，而且部分企业的设备运行成本低，可以实现全自动化运行[2]。

除通过专业的技术与设备储存电力及转化电力热量供应提高非用电高峰用电效果以外，电力企业还应该对于不同电力负荷阶段采用不同的电费计价标准，促使客户养成节约用电的意识，也可以提高电力负荷填谷的效果，例如，国内地区基本实现了居民用电与工业用电“阶梯电价”收费标准，电力企业在执行过程中还应该根据实际情况进行相应的调整。

2.2削峰

电力企业在电力负荷控制的过程中应该不断完善削峰计划，根据年度或季度电力负荷曲线明确萧峰的时间及目标，不断地提高对电力负荷管控的效果。所谓电力削峰主要是指通过优惠政策或者是文件明确要求客户在峰荷期间停止用电，一般可以通过分时电价调整客户的用电需求，最高峰期与低谷期的电价进行调整，还可以通过补贴等方式引导客户主动实现均衡用电[3]。例如，对于具有一般纳税人资格、有参与意愿、具有单独的用电户号、运行容量在1000千伏安以上的、有能力和条件在电力负荷高峰时段削减负荷的工业用户，在削峰响应补贴上可以设定为10～15元/千瓦/次。在签订合同以后，电力用户按照合同规定在约定时段执行需求响应完成电力负荷削减任务。对参与削峰需求响应且有序用电的工业用电客户，电力企业可考虑不再对其采用有序用电措施。

2.3移荷与远程控制

移荷与远程控制对于电力负荷控制也具有十分重要的作用，这一项电力负荷控制措施主要是指通过引导性政策等手段促使电力客户将用电高峰时段的用电移动到峰前或峰后，例如综合应用电气加热器等设备同时对加热炉等电气设备运行状况进行控制将企业的用电高峰前移。

电力负荷控制中的远程监控主要是对单个电力客户的电力负荷实施抄表、监控等操作，即通过专业的远程抄表系统及仪器可以对指定的电力客户在不同时段所产生的电力负荷进行实时抄表，而电力企业的管理人员则通过电力负荷控制终端所提供的文字、曲线等数据明确电力客户电力负荷的信息以及其他的内容，还可以通过有线或者是无线的方式对于用电量较高的单个客户在高峰时段进行电力负荷的跳闸或合闸。电力企业的远程控制系统还可以加强对电力客户防窃电的监测以及最大用电需求量的监测，便于电力企业对单个客户或者是部分客户调整电力负荷控制方案[4]。在条件允许的情况下，电力企业还可以在远程控制环节中引入大数据先进的信息技术以及数据挖掘等数学算法，从而有效地提高对电力负荷预测的精度，便于电力企业采取更针对性的电力负荷控制方案，降低电力客户用能成本的同时，尽可能满足不同规模客户用电的需求。

3.结语

电力负荷控制是保证电力系统可靠、稳定运行的重要技术，社会经济的快速发展，使得国内居民以及工业用电量明显增加，对电力系统电力负荷控制提出了更高的要求。新时期电力企业的工作人员需要熟悉电力负荷控制的原理，能够结合实际情况以及不同规模电力客户的需求，灵活应用不同的电力负荷控制策略提高复合控制的效果以及电网运行的稳定性与可靠性，为社会生产生活提供有力的保障。

参考文献

[1]印欣,张锋,阿地利·巴拉提,等. 新型电力系统背景下电热负荷参与实时调度研究[J]. 发电技术,2023,44(1):115-124.

[2]阳曾,丁施尹,叶萌,等. 基于变分模态分解和深度学习的短期电力负荷预测模型[J]. 电测与仪表,2023,60(2):126-131,146.

[3]崔浩. 基于短期负荷预测的电力系统无功电压控制优化策略研究[J]. 电力设备管理,2022(24):125-128.

[4]李谟发,张志文,练红海,等. 基于采样PI的时滞电力系统负荷频率控制[J]. 湖南大学学报（自然科学版）,2022,49(12):156-166.