电力大客户负荷管理系统建设研究

电力大客户负荷管理系统建设研究

高芸

国网重庆市电力公司江津区供电分公司 402260

摘要：本文结合国网重庆市电力公司江津区供电分公司的实践，提出了一种电力大客户负荷管理系统的建设方案。在说明系统硬件结构的基础上，以数据存储电路、计量模块、负荷控制模块、系统抗干扰设计几项为切入点，阐述了该系统的硬件设计。同时，从总体设计、数据的接收、数据的发送三方面入手，说明了该系统的软件设计。

关键词：大客户；电力负荷管理；无线模块

引言：信息技术、计算机技术推动着电力企业服务与管理工作的升级，以大客户负荷管理工作来说，在先进技术的支持下，电力大客户负荷管理系统应运而生。在该系统中，融合了现代化管理、市场营销、自动控制、信息技术、计算机技术等多种先进科学技术，旨在实现电力需求侧管理，并为用电检查、计量监控、自动抄表、分区分层管理等工作的展开提供支持。

一、电力大客户负荷管理系统的硬件设计
（一）系统硬件结构
电力大客户负荷管理系统中的硬件结构是通过模块化设计来完成的，其中包括开关电源、主控模块、无线模块、计量模块、显示模块以及负荷控制模块六个部分，可以对电力负荷管理系统中的数据进行录入、收集、管理和分析；同时，还能让数据信息在系统内部进行通信，从而使电力大客户负荷管理系统运行的更为流畅，为供电的稳定性提供了坚实的保障。除此之外，电力大客户负荷管理系统中的硬件结构还可以实现对系统负荷的分、合闸控制，在电力系统中电压产生超负荷时，自动对负荷管理系统进行分、合闸的动作。
（二）数据存储电路
通常情况下，数据存储电路主要是由容量较大存储芯片、掉电保护电路以及镍电池组成的，并对计量模块中的三相电压、三相电流和电量进行存储。此外，数据存储电路还能在系统产生掉电时，自动将存贮芯片和后备电池进行连接，防止芯片中的数据造成丢失；当外部电源上电时，数据存储电路又会自动将掉电保护电路连接到外部电源来为芯片进行供电，并将芯片转移至中央处理器进行管理。这样一来，数据存储电路中的存储芯片就不会由于电源不稳定而产生数据丢失的风险了。
（三）计量模块
电力大客户负荷管理系统中的计量模块主要由采样单元和计量单元组成的，通过采样单元对三相电压和三相电流进行采样，再由计量单元对三相电能进行准确的计量。采样单元可以对系统中的电压和电流进行同步采样工作，从而防止出现电压通道和电流通道间的附加相移情况；同时，采样单元主要利用的采样设备是电压互感器和电流互感器，可以有效将芯片与电力系统进行隔离，在一定程度上降低了大量系统的干扰性。
（四）负荷控制模块
电力大客户负荷管理系统中的负荷控制模块是利用开关来对断路器进行量控的，同时还可以通过隔离开关和继电器来实现负荷控制的目的。负荷控制模块的输入部分是与主处理器进行连接的、输出部分与复合控制开关相连接，从而达到控制系统通断的行为。这样一来，在系统电力负荷出现不稳定的情况时，就可以通过负荷控制模块来对其进行管控。
（五）系统抗干扰设计
一般情况下，电力大客户负荷管理系统所安装的位置都与电能表距离较近，因此长期处于强电电路与强电设备所形成的恶劣环境中，严重影响了电力大客户负荷管理系统运行的稳定性。因此，在安装负荷管理系统时，要尽量避开电能表，防止周围的电压互感器和电流互感器对其产生辐射和干扰，从而保证负荷管理系统运行的稳定性。

二、电力大客户负荷管理系统的软件设计

（一）总体设计

在该系统的软件结构可以细化为两方面，包括硬件初始化以及无线收发。其中，硬件初始化主要指指终端上的芯片如时钟芯片的初始化、时间设置；看门狗的初始化、复位时间的设置；数据存储芯片的初始化；GPRS通信模块的驱动等等。对于无线收发来说，主要确定出在GPRS Modem的支持下，CPU登陆GPRS网络的方式，包括怎样实现用户数据的打包发送、怎样实现将接收到的链路层的数据接包得到上位机的控制命令等等。出于对上述问题的解决，在本次系统设计中，引入了精简TCP/IP协议栈的思想。

（二）数据的接收

在CPU串口驱动层中，CPU会定时对接收缓冲区展开检查，并将得到的数据信息转移至以及缓冲区保存。在PPP链路层中，主要依托分析子程序对相应数据帧展开CRC校验工作，当判断校验正确，则证明其中包含着正确的PPP数据帧，并对其地址值实施改写，避免在后续查找工作中对其这一数据帧展开重复校验。在IP ICMP协议层中，主要判断IP数据包是否为UDP包，一旦发现UDP包，则将其转移至UDP分析子程序进行接管。在UDP协议程中，承担着检查UDP端口的任务，一旦发现相应UDP数据包属于涵盖在相应端口范畴内，则将相应数据包汇总的用户数据转移至第三级接收缓冲区进行保存与管理。在用户层中，主要对第三级接收缓冲区的数据格式进行判断是否符合终端和数据中心预先设定的通信的标准。当判断结构为符合，则执行相关的动作；当判断结构为不符合，则将其丢弃。

（三）数据的发送

在用户层中，一旦发生数据发送，则第一级发送缓冲区形成标准监控数据格式的用户数据。在UDP协议层中，数据得以拷贝，并转移至第二季发送缓冲区的UDP数据域内。在IP ICMP协议层中，IP包封装子程序完成填写IP报头功能，并设置标志位让PPP帧封装子程序接管；在PPP链路程中，主要实现相关协议域值的填写，并对该帧的CRC校验码进行计算，随后填入PP帧FCS域，从而生成一条完整的PPP数据帧。在CPU串口驱动层中，依托子程序，对PPP数据帧进行拷贝，并将其转移至第三级发送缓冲区内，且在数据帧拷贝的同时实现数据帧转义操作，最终将其相应数据发送出去。

总结：综上所述，在先进技术的支持下，电力大客户负荷管理系统应运而生。依托开关电源、主控模块、无线模块、计量模块、显示模块以及负荷控制模块的搭建，实现系统硬件结构的设计，配合数据的接收、数据发送的设计与实现，构建起了电力大客户负荷管理系统，推动了电力需求侧管理升级，并为用电检查、计量监控、自动抄表、分区分层管理等工作的展开提供了信息化平台支持。

参考文献：

[1]王荣志,蔡勖,赵青.电力调度中负荷管理技术的应用和发展[J].东北电力技术,2020,41(02):25-26+44.

[2]徐珊珊.电力负荷管理系统在用电营销管理中的应用[J].中国新技术新产品,2019(17):133-134.