电力负荷分析范文

导语：如何才能写好一篇电力负荷分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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一、电力负荷的特性分析

（1）随机变化的特性。电力负荷的随机性可以分为内在随机性和外在随机性两种。内在随机性主要是电力系统中非线性元件的特性决定的，所以电力系统本身就是一个大型的非线性系统，并且电力负荷是该系统中的重要的一部分，因此，电力负荷也具有非线性特性，外在表现形式就是电力负荷数据的随机变化性。（2）周期变化的特性。电力负荷具有随机变化的同时，还有一个明显的特点就是电力负荷变化的周期性，主要是由于温度、气候和工作规律等的影响，外在表现为负荷的季节性变化、周循环、工作日与节假日等特征。例如，每年的电力负荷的峰值往往出现在冬季和夏季，低谷出现在春季和秋季；每周的电力负荷周一到周五的变化具有规律性，双休日负荷相对降低；在节假日期间，电力负荷值也会出现降低的情况。

二、空间电力负荷的特性分析

电力负荷特性分析是电力系统负荷预测的基础，把握电力负荷的特点，有利于负荷预测精度的提高，同时在进行空间负荷预测时，若事先对空间电力负荷进行分析，并且针对这些特性采用一些理论来描述，也必然会改善空间负荷预测的预测精度。（1）空间电力分辨率。在进行空间负荷预测时，首先必须将预测区域按照一定的规则划分小区，但是所划分的小区的大小、类型也会影响空间负荷预测的方法的结果及精度，所以本文引入了空间电力分辨率的概念。所谓空间电力分辨率就是指在地理信息系统环境下，将预测区域按照一定规则划分为一组供电小区，如果每一个小区负荷数据都能够非常容易的采集和确定，则将该组供电小区面积的倒数称为空间电力分辨率。空间电力分辨率是对空间电力负荷的分辨电力负荷大小和分布的能力的一种描述，包括所划分供电小区的形状、大小以及能否合理确定小区负荷值3个要素。通常划分小区的方式主要有两类，一类是按照等大小的有规则的网格来划分，网格可以是长方形、正方形等有规则的图形，这一类划分方式得到的小区的负荷数据并不能直接得到，需要通过总量负荷来给划分的这些小区进行合理分配；另一类小区划分方式是按照电力设备、行政区域、供电单位等的供电区域进行划分小区，这一类划分方式得到的小区的负荷数据可以直接通过电力系统相关的电力设计的表记来收集。（2）空间电力负荷特性分析。空间电力负荷特性分析是提出可行有效的空间负荷预测方法的前提，空间电力负荷除了具有一般电力负荷的特性（即随机变化性和周期变化性）外，还具有空间负荷自身特有的一些特性，并且这些特性能够为下一步空间负荷预测方法的提出奠定基础。本课题针对的主要是按照供电范围划分方式下的空间负荷预测，因此下面主要讨论该方式下划分的小区所具有的空间特性。一是S型增长特性。空间电力负荷的增长与该地区的社会经济的增长有关，主要包括该地区的人均国民生产总值，人口数量，及当地的经济政策等。空间电力负荷各年的增长并不是平稳的，其增长曲线呈现S型。但是，空间电力负荷S型增长曲线并不是说明负荷增长总是在S型的基础上开始的，只是说明电力负荷可能处于S型增长曲线的任一阶段。另外，有的电力负荷的增长速度还会出现多次变化的情况，即多S型曲线的形式。因此，对小区进行负荷预测其实就是对小区负荷从增长速度为零，到高速发展，再到低速发展的阶段的确定。二是负荷转移特性。城市配电网是在“闭环设计、开环运行”的主导思想下建设的，所以部分馈线之间是相互联络的，即相互之间可以发生负荷转移。在电力系统稳定运行的过程中，时而会通过开关变位来倒切负荷以降低线路损耗、减少过载负荷，实现馈线间、变电所间的负荷转移。在发生负荷转移的过程中，一些是永久性转移；另一些是临时性转移。永久性负荷转移会永久的改变负荷小区的负荷，可以不计负荷转移对负荷发展趋势的影响；然而，临时性负荷转移会使负荷小区的负荷发展趋势发生大的波动，从而产生随机性很大的历史负荷数据，进而影响负荷预测的结果，所以这部分负荷转移必须在进行负荷预测的过程中予以考虑。三是空间传播特性。以上特性都是空间电力负荷在时间上所体现出来的，同时，在空间上具有传播性。随着经济的发展，在一些大负荷产生的区域，例如居民楼集中区域、学校、医院等，它们的负荷的不断增长变化会引起其周围区域的负荷的变化，这就体现了电力负荷的空间传播性。电力负荷的空间传播性是指在一定尺度下的空间电力分辨率下，负荷密度较大的小区对周围小区负荷的影响。

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Abstract: electric power load control that is comprehensive use of modern management, computer application, automatic control, information, and other disciplines technologies to achieve power marketing monitoring, electric power marketing management, and other functions. Load control, also called load management, is to run flat load curve, balanced use electric power load, and improve the operation of the electric economy, safety, and improve the electric power enterprise's investment benefits. This paper mainly introduces the principle of power load control and its load control strategy. And for reference.

Keywords: electric power load control; Principle; Electric power marketing; strategy

中图分类号： TM714 文献标识码：A 文章编号：

1 前言

近几年来我国的负荷控制技术又获得飞速的发展，取得明显的经济效益和社会效益，目前我们不但有用于负荷控制的系列产品，而且也有相关的电力负荷控制装置的管理办法。电力负荷控制方法包括间接、直接、分散和集中等控制方法，所谓间接控制是按客户用电最大需量，或峰谷时间段的用电量，以不同的电价收费，借此来刺激客户削峰填谷，它是一种经济手段；直接控制则是在高峰用电时，切除一部分可间断供电的负荷，属于技术手段；分散控制是对各客户的负荷，按改善负荷曲线的要求，由分散装设在各客户处的定时开关、定量器等装置进行控制；集中控制是由负荷控制主控站按改善负荷曲线的需要，通过某种与客户联系的控制信道和装设在客户处的终端装置，对客户的可间断负荷进行集中控制。实际中，间接、直接、分散和集中负荷控制方法，往往是因地制宜综合应用的。

2 系统组成及工作原理

2．1系统组成

电力负荷控制系统由负荷控制中心、控制终端和通信系统组成，如图1所示。负荷控制中心对各负荷终端进行监视和控制的站，又称主控站。控制终端是装在用户端，受负荷控制中心的监视和控制的设备。根据目前负荷管理的现状，负荷控制系统以地市为基础较为合适，在规模不大的情况下，可省去县区负荷控制中心，而让地市负荷控制中心直接管理各大用户和中、小重要用户。

图1电力负荷管理系统基本结构

2．2负荷控制系统工作原理

终端由主控单元、显示单元、电台、调制解调单元、输入输出

单元及开关电源组成。负荷控制系统的终端基本工作原理如下：

（1）终端系统接通电源后，自动进入上电复位和程序初始化运行，首次运行中，中心站将发送一系列的运行参数给终端，随后，终端会在程序的控制下严格按参数有条不紊地进行工作。当中心站向终端发出信号，经终端天线接收，由电台解调为低频FSK信号到调制解调单元，然后调制解调出数据信号送往主控单元。主控单元应用程序截取从异步通信接口进一帧数据，进行分析和识别，根据不同的命令代码执行各种操作。中心站发来的命令一般分为两大类：一类是发给区域内的所有终端，称为广播命令；另一类是发给选定的终端，即为单点命令。终端根据命令采集必要的数据，由异步串行接口送往调制解调单元进行调制，最后由电台通过天线将信号发向中心站。

（2）终端根据中心站发下的参数，脉冲表传来的脉冲数，计算出有功功率、无功功率、有功电量、无功电量、需量；通过电压、电流变送器送出的模拟量，计算出电压和电流；通过被控辅助接点送出的开关信号，检测开关的“分”、“合”状态。终端在收到功控时段、功率定值及功控投入等命令后，执行当地闭环控，同时发出声光信号，即相应的语音提示和面板信号灯指示。如果当前负荷超出规定值并且正处于功控时段内，则将发出声光报警信号，累计报警次数超出规定值时（一般为每分钟10次），终端自动进行第一轮跳闸，若仍处于功率报警则每隔规定时间，依次进行后续轮次的跳闸。当负荷低于定值，则消除报警。当前功控时段结束时，终端自动熄灭有关功控跳闸指示灯，允许用户合闸。

（3）收到“功控解除”或“允许合闸”命令后，也可解除越限跳闸状态。当处于电量控制状态时，月电量或日电量超过电量定值的80%时，终端发出报警信号。当实际电量超过定值时，终端就对主进开关进行跳闸。终端收到“功控解除”或“允许合闸”命令后，或到了日末、月末，则自动清除有关电量越状态。中心站可直接发出命令，对终端进行遥控跳闸操作，当中心站发出允许后，则用户进行合闸操作。终端通过485接口，抄读多功能电度表的电量及表读数传送至中心站。终端可接收中心站发来的汉字信息，在汉字显示单元中显示。

3 负荷控制策略

所谓控制策略，按照需求侧管理的概念和我国的具体情况，可分为：①削峰；②填谷；③移荷；④政策性节电降载；⑤政策性增载；⑥灵活改变负荷曲线；⑦按需量控制；⑧按计划用电指标控制。

下面将对其分别进行叙述。

3.1削峰

制定年度削峰计划时，应按年度负荷延续曲线，确定削峰目标。在峰荷期间削减负荷，可用：（1）减荷，即由客户主动在峰荷期间停用可间断负荷避峰。（2）直接控制负荷，即用集中或分散型控制装置在峰荷时直接控制负荷。（3）用分时电价刺激客户在峰荷时降荷，其关键是要制定一个合理的高峰电价，在峰荷期间，客户每增加1kW负荷，由发电到输、配电各环节的设备容量均需相应增加。因此，高峰负荷期间，客户除应支付电能电费外，还需要支付发、输、配电设备每千瓦摊销的投资。为了鼓励客户均衡用电，低谷期间的电能电价应给予优惠，而高峰期间的电能电价则应予以提高。这样，客户在高峰期间的用电就要交纳比低谷期间高得多的电费。（4）实行可间断供电电价，即对客户可间断供电负荷进行控制，则电力公司将对该客户的电价给予不同的电价优惠。提前通知的时间日分为1d、4h和1h三种。规定控制时间应不少于每天6h和每年100h。

3.2填谷

所谓填谷，就是鼓励客户在电网低谷时用电，提高低谷负荷，碾平负荷曲线。可供使用方法有：（1）低谷时贮热，贮热负荷要有较大的热容量，以使在夜间低谷6～8h内，用电加热后，能供应一天中其余16～18h的用热需要。（2）用季节性电价鼓励客户填充年度低谷。（3）实行非峰用电电价以填充低谷。（4）实行分时电价鼓励客户填谷。

3.3移荷

所谓移荷，是将客户在高峰时的用电移到峰前和峰后使用。其方法有：（1）贮热。此种电气加热器贮热容量不够大，只能供应2～4h的应用。（2）用分时电价鼓励客户移荷。（3）对电器设备进行控制，如可以控制电弧炉、加热炉之类的电气设备，使其由峰荷移出。

3.4政策性节电降载

其方法有：（1）通过对用电设备逐个进行审查，并提出节电措施降载方案。（2）采用双燃料采暖系统；电力网高峰时将电采暖切换为煤气或燃油采暖，在电力网低谷时可将其切换为电采暖。（3）用太阳能替代电能降载。（4）电能的高效利用降载。（5）热电联产降低公用电网负载，即对使用蒸汽的客户推广热电联产，协助降峰。

3.5政策性增载

（1）采用热泵。热泵可将较低温度载热体中的热能抽出加热另一种传热介质，使其温度较高，用于采暖或供应热水，亦可将热介质中的热能抽出，使其降温用于制冷。其输入与输出之比小于1，有较高效益，是蓄能负荷，可供调峰。

（2）改双燃料取暖。对采用煤气采暖的客户，增设电气采暖设施。此种双燃料取暖系统在用电低谷时切换为电气采暖，以碾负荷曲线。

（3）采用促用电价。即用电量越多电价越低，以提高电网发电量、负荷率，降低发电成本。

3.6灵活的改变负荷曲线

所谓灵活的改变负荷曲线，即灵活的改变负荷曲线的形状，以适应随时变化的发电能力，其方法有两种：（1）需量预定。所谓需量预定是指可由供电部门根据电源状况和改变电网负荷曲线的要求，对客户的用电需量作出规定。（2）改变供电可靠性。所谓改变供电可靠性是指降低连续供电的要求，这样当供电部门有紧急需要时，可以切断客户的一部分用电。

3.7按需量控制

所谓按需量控制是指供电部门对客户实行需量电费，电能电费两部制电价；客户就会将注意力集中到控制需量。

3.8按计划用电指标控制

所谓按计划用电指标控制，是我国实行计划用电政策所采用的主要控制负荷策略。其基础是工厂企业的生产任务按照国民经济计划确定。随着市场调节作用的增强，制定计划用电指标的将有一定的难度。计划用电指标分为电能量指标和最大需量两部分。谁超限谁，不超不限。

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【关键词】 用电计量数据 数据分析 电流 电压 电量 功率

电力负荷管理系统是供电公司电力营销现代化的一个重要组成部分。电力负荷管理系统立项初是仿效发达国家及“缺电”实际情况，是以“限电”功能为主的“负荷控制系统”；现已扩展了负荷监测和控制、远程抄表、预购电、数据采集及分析等多项功能。已成为电力营销管理信息支撑系统。其中对系统采集的用电计量数据分析尤为重要，关乎电费回收、线损核算、违约用电、反窃电、计量差错等多项工作，但由于全社会用电属性的多样性、经济及行业发展波动性、客户自身用电特性、窃电、营销工作人员业务素质等因素，使得用电计量数据呈现多样、复杂、多变等属性，主要通过以下三类情况加以分析总结。

1 营销工作人员业务工作素质导致数据异常

（1）负荷管理人员录入系统的各项参数错误，如计量倍率、交采比对表倍率、电表常数、计量点未全部录入等，导致计量表计数据与交采比对表数据偏差较大。（2）负荷管理系统外勤人员工作失误，如交采电压、电流值不平衡，缺相或存在反向有功的，大致判断为回路接线错误；客户的实时功率，计量与交采的有功、无功数据基本相反，判断为现场有功、无功脉冲数据采集接线错位；照明接入交采与计量的方式不同或有两路计量，交采只采集了其中的一路，致使采集的数据不同，使得数据异常等。（3）营销系统录入错误，包括电压、电流互感器变比错误，子计量关联错误，分户关联错误等。（4）计量装置工作人员失误，包括误配互感器、电表故障且未校验；电压互感器缺相、开路、短接、逆向序、极性错误、虚接等；电流互感器缺相、开路、短接、极性错误、虚接等；电流、电压互感器移相错接线；计量联合接线盒或计量表虚接、错接线等。上叙问题一般可通过对比客户基本信息、计量与交采数据对比、错接线特性、参数错误特性等予以分析解决，但对于较复杂的多项错误情况的分析需耐心、细致、推敲，慢工出细活。按照以上情况的罗列与分析，一般的数据异常情况万变不离其中。

2 客户自身用电特性或故障导致数据异常

绝大多数客户的用电负荷特性依据行业特性、峰谷电价杠杆作用、作息时间、季节特性等呈现一定的规律性。如纺织企业一般属于连续生产特性，基本属于线性负荷，二班制或三班制、用餐时间部分负荷下降等特性一目了然；钢铁或其它电能消耗为主要生产成本的企业，因电价杠杆作用使得用电集中在谷段，少许为平段，峰段以办公用电为主等。但往往如此迷信此种规律，则会误入歧途，陷入迷团。企业的生产、发展等必然与经济形势、行业的兴衰、生产工艺等因素息息相关。经济形势下滑则可导致相比同期负荷下降，用电量下降，生产班次调整，作息时间调整等；行业兴衰可使得客户关停负荷或增加负荷，使得负荷短时间内大起大落；客户用电设备生产工艺的改进可使得负荷曲线趋平滑；气温天气的变化，可导致对温度、湿度有环境需求的客户负荷大幅变化等。如2011年某工具生产企业，该户为高供低计方式，用电数据为相电压数值均为0.22KV，计量电流A相为3.76A， B相3.83A，C相0.13A，历史数据三相基本平恒。疑似短接C相电流互感器窃电报用电检查人员处理，然而经用电检查人员现场勘察，该户为三台单相式变压器，该户用电负荷以单相负荷为主，数据异常来源于C相单相变下用电设备故障检修所致，0.13A的负荷为照明负荷。另一案列为2012年某储运公司，该户为高供低计方式，用电数据为相电压数值A、C相均为0.22KV，B相电压为0.053KV且波动较大，电流值为A相为1.35A， B相0.002A，C相3.56A，历史数据电压值正常，电流值较不平衡，历史数据符合储运公司照明负荷特性，疑似窃电，但现场勘察，却为该户高压令克B相接触不良，储运公司部分接于B相负荷的房客因电压异常改接C相所致，经维修高压令克后电压正常。由此可见，用电计量数据的分析不能死搬硬套，应具体问题具体分析，注意分门别类，无规律的用电客户设法找出特殊规律，如月、日、周用电量曲线、同行业客户比较等；特别是对于类似案例1的客户应注重归纳整理，编入特殊群组，可提高分析效率，避免不必要的重复分析。

3 客户窃电或违约用电导致导致数据异常

违约用电客户相对比较容易甄别。如超容，通过提取月最大需量值判断，仅需排除客户已增容、电表更换后常数变化等因素；私开已办理暂停手续的变压器用电，可关注客户办理的暂停业务等。窃电数据有较多的变动性、隐蔽性、欺骗性等特性，加之随着反窃电打击力度及行动的威慑性，现窃电行为有总体数量小、流动性强、单次电量较平均等特点，数据分析难度较大；但通过综合、科学的数据分析，窃电行为将无处可逃。传统的窃电行为如部分欠压法、欠流法、绕越计量装置等由于数据比较明显，容易识别；但那些掌握部分计量知识及规律的窃电者，是我们真正的对手。如某新开张酒店每天20：00至次日7：30负荷微小，无历史数据可参考分析，但数据有细微的变化，如深夜1点过后基本稳定无变化，20：00至21：30的数据呈现上升期，过后属下降期，符合酒店特性，且每天如此，疑似该户避开供电公司相关人员上班时间窃电，经用电检查人员现场检查，该户为短接3相电流互感器窃电，酒店用电特性及短接后电流回路的小部分分流特性让其露出了狐狸尾巴；另一案例为对某砖瓦厂数据分析时，发现该户月用电量与上月及同期相比下降明显，但负荷曲线、电量曲线图图形相似，电量相差近50%，电压值正常，电流值平衡，经跟踪该户数据一段时间后，疑似有窃电嫌疑，经用电检查员现场检查，发现该户将原计量电流互感器变比为400/5偷换为定制的600/5。该户利用供电公司传统上往往关注计量欠压、欠流等窃电行为，采用更换三相电流互感器对称窃电方式，且该种方式相较其它对称窃电方式更难以发现。由此可见，反窃电的数据分析只要我们按照原理细心认真、注重比较、寻找蛛丝马迹，定能让窃电者闻风丧胆。

用电计量数据分析看似枯燥无味，大海捞针般捕风捉影，但在掌握一定的规律和技巧后，实则包含较多的乐趣。当然，随着用电客户数量的增多，数据量将越来越庞大，希望将我们不断的分析总结成果融入软件，提升计算机分析筛选能力，以此提高人力效率。

参考文献：

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关键词：电力负荷控制技术；功能；趋势

引言

电力负荷控制即是综合运用现代化管理、计算机应用、自动控制、信息等多个学科的技术，来实现电力营销监控、电力营销管理、营业抄收、数据采集和网络连接等多种功能。此项技术的应用，有效的实现了计划用电、节约用电及安全用电的目标，同时此技术还拥有摇控操作、负荷控制、远程抄表及实时控制的功能，有效的提高了需求侧管理的水平，同时也使客户端的用电准将得到了有效的改善，对于现代化用电管理水平的提升起到了非常重要的作用。

一、电力负荷控制技术

1无线电力负荷控制技术

无线电力负荷控制技术由于其信息传统通道是以无线电波为主，而将各种负荷控制指令发送给大中小各用户时则是由控制中心通过无线电台、中转站及接收执行站等来进行信息交换，从而达到对用户侧用电设备进行控制，无线电力负荷控制系统的应用，有效的确保了负荷控制的实现。

2工频电力负荷控制技术

而利用工频电力负荷控制技术进行电力负荷控制时，则需要具有工频信号发射机，将其安装在每个变电站内，而传输通道则以配电网络为主，其通过控制中心来对控制信号进行发出，在配电变压器低压侧会一个畸变信号产生，此信号会反送到10kV侧，然后再传输给变电站的低压侧。由于畸变信号是在电压过零点前 25°左右时时产生，而且其是按照信息编码而形成的畸变，所以就可以在接收端接收编码信息时通过判别电压过零前的畸变即可实现对用户侧的负荷控制。

3载波电力负荷控制技术

长期以来在电力系统运行过程，其信息传递都是利用载波通信来完成的，载波通信的原理通过将载波信号与高压线上的某一相进行耦合，同时经高压线进行传送，而接收端则会从同一相的高压线上对此载波信号进行获取。但载波电力负荷控制技术则与载波通信具有明显的不同，其是将 10kHz 左右频率的控制信号与配电网6～35kV母线进行耦合，利用配电网作为传输通道，将其传输到电网末羰的低压侧，然后由接由机对该控制信号进行检测并接收，从而确保整个控制操作的远成，这种控制技术具有非常好的扩展性。

4音频电力负荷控制技术

音频电力负荷控制技术需要在每个变电站内进行装设一套信号注入设备，这套设备需要与变电站内一次设备进行连接，自控制中心发出的负荷控制命令由站端控制机进行接受，然后将其转入到载波式音频信号发射机，并将此信号变为大功率的控制信号，经信号耦合至配电网中，载波控制信号进行叠加后传输至用户侧，然后负荷控制终端则会将此信号检测出来，从而完成相应的操作。此种控制技术与载波电力负荷控制技术的原理具有相似性。

二、电力负荷控制系统应用分析

1系统组成

电力负荷控制系统由负荷控制中心、控制终端和通信系统组成。负荷控制中心对各负荷终端进行监视和控制的站，又称主控站。控制终端是装在用户端，受负荷控制中心的监视和控制的设备。电力负荷控制系统终端集遥感，遥测，遥调，遥控功能为一体，能够遥测各类电气参数，实现终端抄表、交流采样、负荷控制、数据统计分析、主站通信、远程升级功能。同时监控计量柜、电表用电异常情况，具有声光电、短信等实时报警功能。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，支持按功率自动控制、电信号控制等各种控制方式，设置多套负荷曲线对比功能，并对负控前后电量数据进行全程记录，自动进行用电分析。

这一系列的功能，使电力负荷控制系统完成远程抄表、遥控操作、功率控制、电量控制、催费告警等工作，大大缩减了人工监控的时间及人力资源。在执行需求侧管理功能时，可按变电站、线路、大客户制定错峰计划，按周期或某一时段进行错峰效果分析，终端更可随时进行负荷远程控制。

2电力负荷控制系统功能

2.1负荷控制与管理

2.1.1负荷控制功能

负荷控制有两种方式：按区域分片控制，对全区域、分区域或单个用户进行即时或定时的负荷控制（投入或切除），控制的模式有功率、电量、功率因数三种；按负荷容量控制，将用户按容量大小分几等级，可以选定一个或几个容量等级的用户进行负荷控制。

2.1.2 远方监控功能

远方监控功能包括抄表、跳合闸及监视等。远方抄表：可以定时地对所有用户的负荷进行抄表， 或任意地对选定用户的负荷进行实时抄表。 远方跳合闸：对选定的单个用户，利用有线或无线方式使其个负荷开关跳闸或合闸。 远方监视：对于选定的用户，以图形、曲线、文字、表格、声音等方式显示，提供即时抄表的所得内容。 历史记录：除抄表所得数据形成的记录之外， 还可以形成报警、 人工开关操作、负荷侧操作、通信失败等记录。

2.2远方抄表与电能计费

数字电子式电能表是以微处理器为核心，采用 A/D 转换对来自电流、电压互感器的电流与电压进行交流采样与数字化处理。 多功能电子式电能表的功能可分为：用电计测功能，包括累计计量与实时计量；监视功能，主要有最大需量监视（计量窗口通常为 15min，滑差为 1min）与防窃电监视等；控制功能，主要为复费率分时计费的时段控制，有的电能表还具有负荷控制功能；管理功能，主要包括按时段/费率进行计费、抄表以及组网管理等，费率可根据季节、星期、日或特殊节假日或峰谷期有所不同，费率由供电部门设定；其他功能还有缺相指示、断电、恢复供电时间记录与电压异常报警等。抄表电能计费一般有以下方式： 手工抄表方式；预付费电能计费方式；本地自动抄表方式；远程自动抄表方式。

2.3 线损统计与分析

要想实现对线损的统计分析，则首先需要确保所要考核的计量表都具有远方抄表的功能，这样才能根据远方抄表所得来的各系统中的数据进行线损统计和分析，远方抄表的数据可来源于系统内各类终端、调度 SCADA 系统、变电站能量采集系统、公用配电变压器等。 可对具备条件的线路、变压器台区、营业管辖区进行日、月、年或任意期间内的线损统计分析。

三、电力负荷控制技术发展趋势

1通信组网技术的多样化

系统每台终端明天也许都有热备份的两套信道，一套是无线或光缆的专用信道，另一套是GPRS或载波的公用信道。

2故障诊断与维护自动化

终端通过远程网络技术的连接、终端可擦除内存的应用以及软件自诊断技术的开发，实现故障自诊断并通过远方下载实现维护自动化。

3用电企业的必备设备

用电公司逐渐开始独立运作，软硬件技术也在快速发展，系统将作为用电公司的主要技术支持，将负荷预测、线损分析、谐波检测、营业运作、多媒体信息查询等多项功能融为一体，最终成为每个用电公司、每个用电用户所必备的设施。

4终端普及化

开发多种终端，在不久的将来，每个家庭用户都能拥有一台人性化的微型服务终端。通过终端对用户进行多方位服务，不但可实现对用户的各项人性化服务，还能针对每天分时电价的不同与用户具体用电特性制定最佳用电曲线并监视执行，为用户节约成本、创造效益。

四、结语

随着经济的快速发展，电能作为清洁能源的一种，在国民经济中发挥着越来越大的优势，电能应用量的不断增加，使电力负荷控制系统发挥着越来越大的作用，具有不可替代性，但随着电力负荷控制系统的不断应用及社会需求的不断变化，电力负荷控制系统还需要不断的完善和提高，从而更适当社会的发展需求，保证电能的高质优效供应。

参考文献

[1]穆君，石海霞.负荷控制对电力营销管理的意义[J].黑龙江科技信息，2010

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关键词：电力系统；负荷预测；弹性系数法；趋势外推法；回归分析法；灰色模型法

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）31-0113-03

负荷预测就是以已知的电力需求为出发点，详细分析电力的历史数据并综合考虑政治、气候、经济等一些相关的因素，对以后用电需求做出预测与估计。负荷预测包含两方面，即预测未来的需求量和未来的用电量前者的预测可以决定发电、输电、配电系统容量的大小，用电量能够决定发电设备的类型。负荷预测的目的是提供负荷发展的水平，通过分析，可以确定每个供电区、各规划年供用电量，规划地区总的负荷发展水平以及每一规划年用电负荷的构成等。负荷预测是电力系统调度、规划、供电等管理部门的基础工作；准确、有效的负荷预测不仅可以合理安排电网内部机组的启停、保持电网安全稳定的运行，还可以减少一些不必要的储备容量，合理安排检修计划；从而保证了正常的生产，有利于经济效益和社会效益的提高。

一、电力系统负荷预测的原理

通常来说预测电力系统负荷最直接最有效的方法是建立一个负荷模型，该模型有两层含义：一是负荷的时空特性，二是负荷电压和频率特性。对于负荷的时空特性指的是随着时间与空间的不同分布，负荷的分布也会不同。这种负荷模型往往是比较复杂的，研究人员通常是采用负荷时间曲线来描述这种特性。这样负荷曲线以时间为依据，就可以分为日负荷、周负荷、季负荷以及年负荷；如果换成以时空角度为划分依据，则此曲钱又可分为系统、节点和用户三种负荷曲线；若按照负荷的性质来分，负荷曲线又可以分为工业、农业、市政以及生活负荷等。

在一般的安全运行的过程中，负荷模型指的就是未来时空特性，因此也可以将此作为负荷预测模型。通常负荷预测模型包含的内容是非常广泛的，在运行的过程中不仅能进行短期或者实时的负荷预测，还能在规划电力系统时做长期的预测。负荷的预测通常采用的是概率统计，有效地分析工具即为时间序列分析，由于是预测未来的负荷，所以会存在或多或少误差。对于未来负荷预测误差所产生的原因主要是一些不确定的因素与负荷变化的规律不一致，如某些自然灾害可能会导致停电，这样负荷曲线就会在事故时段出现一些突变。此时就不能依靠负荷预测模型所得出的结果了，因为有人为的干预。但是也不能因为有不确定因素的存在就全盘否定负荷预测模型计算得出的结果，大多数情况下还是比较准确的。

二、电力系统负荷测试的方法及其应用

（一）弹性系数法

电力弹性系数作为一种宏观指标，能够反映电力消费的年平均增长率和国民经济的年平均增长率二者之间的关系。电力弹性系数可用E=Ky/Kx公式表示，其中：

E――电力弹性系数；

Ky――电力消费年平均增长率；

Kx――国民经济年平均增长率。

一方面电力弹性系数法可以从宏观上确定电力发展同国民经济发展的相对速度，另一方面，它还可以作为一种重要的参数来衡量国民经济发展和用电需求。在市场经济条件下，电力弹性系数已经变得很灵活；随着科学技术的迅速发展，节约用电技术、用电管理、知识经济以及信息经济的不断产生与发展，电能的使用范围不断扩大，导致了电力与经济的关系发生了急剧的改变，两者的变化步伐不能够协调一致，使得弹性系数也很难确定。如果在这样的条件下使用电力弹性系数法预测电力需求就不会得到预期的效果。此方法的优点是方法简单，易于计算；缺点就是需要大量细致的调研工作。

（二）趋势外推法

当电力负荷随着时间的变化呈现出上升或者下降的某种趋势时，并且没有明显的季节性的波动，如果能找出波动的函数曲线，就可以建立趋势模型，可用函数y=f（t）来表示，其中如果电力负荷会按照时间的变化而呈现出某种趋势，比如上升或者下降，而且其中t为时间自变量，y为时序数值因变量，如果这种趋势能够延伸，适用于未来的情况，那么当给出t一个所需的值时，就可以得到该时刻的时间序列未来值，这种方法称其为趋势外推法。趋势外推法有多种，其中比较常用的有预测对数趋势、线性趋势、指数曲线趋势、二次曲线趋势以及生长曲线趋势等等。趋势外推法的优点是在进行预测是只需要历史的数据既可以进行预测，不足之处即当负荷一旦有了变动，就会有较大的误差出现。

（三）回归分析法

回归分析法是按照负荷的历史资料，建立起相应的数学模型，对未来的负荷纪念性预测。采用统计学中回归分析法进行分析变量、观测数据并最终预测出未来的负荷值。该方法的特点是把预测目标的因素作为自变量，预测的目标即为因变量，这样具有很强的内插能力。回归模型一般有一元线性、多元线性、非线性等几种。一般情况下对于中短期的负荷预测可以采用线性回归法，这样能够得到比较高的准确度，其不足之处就是不能详细的统计出规划的水平年的各种产业的总值；再者回归分析法也无法计算出各个区域的负荷发展。此外，影响负荷预测的因素具有多样性、突发性和随机性，这会造成负荷预测存在一定的误差，不能够满足使用的精度要求。

（四）灰色模型法

该方法是以灰色理论为基础的灰色预测技术，灰色系统理论是研究解决灰色系统分析、建模、预测、决策和控制的理论。现在该方法已经在气象、农业等领域有了广泛的应用。对于电力负荷预测的影响因素可以分为确定性因素和不确定性因素，在此可以看作是一个灰色系统。该系统计算简单、精确度高、实用性强，因此在电力负荷预测中有了较成功的应用。在短、中、长三个时期的负荷预测中该方法均可以使用，并且可适用于任何非线性变化的负荷指标预测。灰色预测的优点就是负荷数据少，无需考虑分布规律和变化趋势，短期的预测精度较高、易于检验。缺点就是当数据灰度变大时，预测精度会越低。

三、算例分析

根据表1中历年的数据，对其进行分析并转化成如图1所示的数据折线图：

线图

由折线图可知，历年数据曲线接近指数型曲线，这比较符合工农总产值以稳定增长率向前发展趋势。采用弹性系数法、指数型外推法、线性回归法、灰色系统法等预测方法并建立相应的模型对该地区进行2002～2004年用电量预测，其预测值如表2所示：

对于上面的预测，弹性系数法的误差最大，主要是因为该地区1995年的国民生产总值较低，1995～1998年这期间的发展较快，而1999～2001年的发展较缓慢，1995～2001年的国民生产总值平均增长率较高。若2001年以后该地区发展缓慢，2002～2004年的用电量用此增长率来预测，其结果就会出现较大的误差。因此弹性系数法比较适合于短期的负荷预测以及对其他预测结果的校正。回归法、指数外推法、灰色系统GM（1.1），这些预测方法的误差相对较小，但回归法、GM（1.1）模型对2004年的预测有较大的误差，其原因是对数变换对两模型的误差产生了影响；GM（1.1）模型虽然可以用于预测，但只有最近的一两个数据比较精确，具有实际意义，所以说该方法适合于中短期负荷预测。要想利用该模型进行中长期的预测，则必须加以改进，改进的方法很多，灰色系统等维新息递补预测法就是其中一种，从表2中可以得知该预测法具有较高的精度。

四、结语

负荷预测是电力系统调度、实时控制、运行计划以及发展规划的前提，一般负荷预测能为电网部门和规划部门提供基础信息。因此，负荷预测的技术水平的提高能够有效地管理好用电情况，减少发电费用；从而使力系统的社会效益和经济效益得到提高。

参考文献

[1] 郭帅．电力系统短期负荷的预测[J]．山西煤炭管理干部学院学报，2010，（2）．

[2] 刘志瀚．电力系统负荷预测的应用分析[J]．电气时空，2011，（11）．

[3] 马莹莹．电力系统短期负荷预测方法综述[J]．黑龙江科技信息，2010，（3）．

[4] 李金颖,牛东晓．非线性季节型电力负荷灰色组合预测研究[J]．电网技术，2003，26（5）．

[5] 曹国剑．基于GM（1，1）改进模型的电网负荷预测方法

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关键词：分布式电源；负荷建模；风力发电；参数识别

电力系统规划与运行中所产生的一些问题，与电力系统的稳定性有着莫大的联系。在过去，我国电力系统的发展更注重主网，采用集中发电、远距离输送的形式实现了大电网互联，有效解决了能源供需分布不均的问题。现今，一方面由于美国、伦敦、印度等国接连发生大停电事故，使得人们更加重视电力系统运行的稳定性问题。另一方面，能源危机与环境的日益恶化，使得与可再生能源发电相关的研究成为热点。不同方式实现发电激起人们越来越大的兴趣，这些电压等级低且可连接到配电网的电源，能够提高配电系统可靠性，且能够沿输电网络改善电压的分布。但同时，确定分布式发电电源的接入对电力系统的电压稳定性所造成的影响更具挑战。

影响电压稳定性的因素中最重要的方面之一是对相关的负荷建模。在过去的几十年里，输电网络的建模技术已经取得了很大的发展，而负荷建模却发展缓慢。显然，电力负荷模型的建立与改善电力系统仿真精度有着密切的联系。在许多研究中，配电系统可以看作是输电系统中综合负荷组成的静态元素，如阻抗或恒功率负载，以及动态元素，如感应电动机或恒温控制的负载。如果一个分布式电源连接到配电系统，它的影响可能是相当大的，且在建模时需要进行特殊的处理。因此，文章对考虑分布式发电的电力系统综合负荷建模方法进行探究，首先在第一部分对电力负荷模型进行归类，然后在第二部分总结和分析典型负荷建模的方法，并针对含分布式发电的系统提出综合负荷建模的改进方法，最后一部分进行总结与展望。

1 电力负荷模型的分类

负荷建模是电流或综合负荷的有功和无功功率随母线电压和频率的变化而变化的数学表达式[1]，一般将其分为静态负荷模型和动态负荷模型。

1.1 静态负荷模型。一般来说，静态模型ο低程匦云鹁龆ㄐ缘囊蛩夭凰媸奔涓谋涠变化的系统模型。但静态系统模型的建立只是对系统的一种简化，实际情况下显然不存在绝对静止的系统。当分析对象的主要特征在指定时段内不发生显著变化，或对整体性质不会造成显著影响时，可以将模型看作是静态的，有助于仿真计算。静态负荷模型的物理意义是，反映母线有功、无功负荷功率随模型的电压和频率的改变而改变的特性。其中，负荷随电压变化的规律称作负荷电压特性，负荷随频率变化的规律称作负荷频率特性。一般用于电力系统的潮流分析、静态稳定分析，用多项式模型和幂函数模型的代数方程来表示。

1.2 动态负荷模型。与静态模型相对应，系统的状态随时间的变化而变化的模型被称为动态模型，分为两类，一类是连续性动态系统模型，一类是离散型动态系统模型。动态负荷模型的物理意义是，反映母线有功、无功负荷功率随母线的电压、频率和时间的变化而变化的特性。与静态负荷不同，一般用于电力系统的动态计算、稳定分析，用微分或差分方程表示动态负荷模型来表示。

2 负荷建模的方法

2.1 负荷建模的典型方法。负荷建模一般通过两种方法实现，统计综合法是通过实验和数学推导得到典型负荷元件的数学模型，接着在一些负荷点上统计某些典型时刻各种负荷的组成，综合这些数据来估计负荷的组成。总体测辩法则是将综合负荷看作一个整体，从现场采集测量数据，根据这些数据辨识负荷模型的结构和参数[2]。

文献中针对总体测辩法提出了几种不同的模型结构。在文献[3][4]提出了一种由静态负荷模型与动态负荷模型并列连接的综合负荷模型。建立该负荷模型，负荷总有功和无功功率的消耗是由静态和动态部分消耗的功率组成，如式（1）所示：

其中a1*、a2*、a3*分别表示恒定阻抗，恒定电流和恒定电源组件的有功功率系数，a4*、a5*、a6*分别表示恒定阻抗，恒定电流和恒定电源组件的无功功率系数。

2.2 负荷建模的改进方法。上文中总结的负荷建模的典型方法，是考虑到负载在传输中的功率消耗，因此可以用静态和动态模型组成的复合负荷模型来表示。随着电力系统的发展，电网中接入越来越多的分布式发电设备，而多数分布式发电中的风电电源连接到配电系统，因此有必要考虑从配电系统输送到输电系统的功率。而上文中提出的复合负荷模型，只考虑了连接到馈线上的耗能设备，如静态负荷和感应电机。现在，有必要考虑注入馈线的功率。分布式发电设备被看作是注入功率到馈线的电源。因此，有必要在含分布式风电的负荷节点上定义负荷模型结构。

文章提到的改进综合负荷模型，其思想是将原始的负荷模型一般化，用异步电机来替代感应电机。电动机负载所消耗的功率或是由分布式发电机提供的功率，可以用异步电机来表示，它可以作为电机或发电机运行。如果电机负载所消耗的功率大于分布式发电机提供电力，就可以表示为一个异步电机，即异步机作为电动机运行；否则，表示为一个异步发电机，即异步电机作为发电机运行。KPM表示的是电机载荷占总功率载荷的比例。在耗能设备作用的情况下，所消耗的功率被假定为正，所以此参数从0（无电机负载）变化到1（仅有电机负载）。为了表示分布式电源供电，注入功率看作是负的，也就是说，KPM的变化区间很宽，例如[-0.9 0.9]。

对于负荷建模，参数调整的思想是尽量减少从系统测量的数据和模型模拟的数据之间的平方差的总和。由此提出负载参数识别的目标函数，如下式（3）：

其中，PKM、QKM是测得的有功和无功功率，PKS、QKS分别表示仿真出的有功和无功功率。a和b是改善有功和无功功率匹配的加权因子。

3 总结与展望

随着分布式电源的日益增多，电网拓扑结构发生改变，这将影响配电网的运行特性和综合负荷特性，传统的综合负荷模型可能不再适用于描述该区域的负荷特性。因此文章在总结负荷模型分类及典型负荷建模方法后，提出一种考虑分布式电源并网后可用的综合负荷建模方法。这种方法需要获取系统正常运行中或受扰动后的测量数据，通过参数识别来确定一组参数，负载参数识别所需的目标函数已在文中给出，该方法适用于电力系统测量中用来估计修改后的复合负荷模型的输出功率。现阶段，分布式发电尚在研究阶段，暂时没有获取分布式电源实测运行数据的条件。因此，目前相关研究还在理论阶段，未来条件成熟时再基于实测数据进一步验证模型的有效性。

参考文献

[1]王吉利，贺仁睦，马进.配网侧接入电源对负荷建模的影响[J].电力系统自动化，2007，31（20）：22-26，40.

[2]杨静.电力系统传输网络与负荷模型辨识及其在电压稳定分析中的应用[D].湖南：中南大学，2012.

[3]汤涌.电力负荷的数学模型与建模技术[M].北京：科学出版社，2012，63-65.

[4]汤涌，张红斌，侯俊贤，等.考虑配电网络的综合负荷模型[J].电网技术，2007，31（5）：34-38.

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关键词：中压电能传输；长距离分散性负荷；特大型桥梁；埋地式变压器

一、系统简述

中压输电系统，在国外被定义为3.2kV～5.5kV，与我国的电压等级比照应该为6～10kV。目前，国内只有少量用户和发电厂的用电系统采用6kV，而一般市电均采用10kV供电，在这里，我以10kV作为中压输电系统的配电电压。其基本思路为：将我国电网供电电压10kV或35kV配、变为中压10kV，再通过中压配电柜将10kV电源经电缆配送至分散性负荷供电点处的埋地式变压器，再将电压配变为0.4kV向路灯及外场监控设备供电。中压干线系统一般为树干式接线，也可以构成环网接线，以进一步提高供电可靠性。10kV中压输电系统向用电负荷馈电的方案如图1所示：由于供电电压上升到10kV，在输送相同负荷情况下，10kV线路中的电流仅为0.4kV电路中电流的4%，相同截面的电缆，10kV线路中的电压损失也只有0.4kV线路的4%。因此，10KV输电线路的输电距离远大于0.4KV输电线路。

二、关键技术

1、 配电及线路保护

1） 配电电压的选择

按我国现行的供电规范，中压供电电压为10KV，而电业部门向用户直接提供6kV的可能性极小，而欧美国家的6/0.4kV变压器在我国直接应用于中压电网是不行的。低压配电对特大型桥梁、特长隧道长距离分散性负荷的供配电是不可行的，提高电压等级是必然的。因为在同样的输送距离下，配电电压高，线路电流小，因而线路采用的电缆截面小，从而减少线路初投资和电能损耗量。反之，如要获得同样的效果，势必以增加电缆截面为代价，这是不可取的。线路越长，配电电压越高，对节能和节省投资效果越明显。随着对中压输电技术的进一步了解，以及出于对我国10kV等级中压的认可，近年来，在我国逐步开发研制了10kV等级的埋地式变压器，价格比进口设备低，为中压传输系统在长距离配电工程中应用开拓了更广阔的前景。

2） 线路保护

从10kV配电开始，到每个用电负荷的整个线路上，共有7级保护：①FC回路的第一级――高断路容量中压SF6接触器，其采用SF6绝缘，避免了操作过电压，能频繁操作，电气寿命达30万次；

②FC回路的第二级――HRC熔丝提供过电流（主要是短路电流）直接保护；

③电流互感器提供过载保护和零序电流变送器提供接地漏电保护的间接保护；

④埋地式变压器箱体内设在初级进线处的HRC熔断保护，其遮断容量一般达15KA；

⑤埋地式变压器箱体内设在次级出线处的4极低压断路器，提供电流及短路保护，埋设在绕组中的热感应探头提供过载保护，断开容量一般为10KA；

⑥低压控制箱中的FC回路保护；

⑦每个负荷进线处的熔丝保护。

其EP11中压保护柜系统原理图见图2。

3） 智能操作屏

由于中压输电技术的应用，主要是解决长距离输送低压电能的技术问题。所以，其配电网络的拓扑一般为树状，线型分布，而非短距离的星型分布。这样，配电输出装置的要求就比较高。除了上述设置7级保护以外，还可以应用智能化控制操作屏。由软件来执行“接触器开断”、“接触器合闸”、“绝缘监视”等操作过程和信号监视。

2、中压电缆的选择

由于中压输入的埋地式变压器、分路器均是采用三相电缆终端的三相插入式插头连接，而插头额定载流量是80A，额定输送容量是1380KVA，电力电缆最大允许外径为58mm。因此，电缆线径的选择也就决定了在应用中压输电技术时，每座开关站所能承担的最大供电距离，据资料显示：每座6KV的变电站可提供20KM范围内的路灯负荷。

3、开发或引进一种可插入式连接、耐腐蚀、免维护、长寿命的可埋入地下的或可放置于箱梁内的埋地式变压器

目前，在10KV配电网中仍有些高速公路，大型桥梁采用组合式变电站――美式或欧式箱式变电站配电。这种箱变由高压配电室、变压器室、低压配电室紧密组合在一起，形成“目”字形或“品”字形结构，由于它体积仍较大，通风散热效果不良，防护等级低，需要安装在地势较高的地面上，且需经常维护，可靠性不够高，不能适应特大型桥梁，长隧道等长距离分散性负荷用电特点及运行维护方面的要求，且一般桥梁的箱梁检修孔小（仅容一人通过），主塔和箱梁之间也没有安放中大容量供配电设备的空间。而供配电设备与线路又不能破坏桥梁主体工程的结构安全，另外，箱梁内的电气设备的维护也比较困难，温度也很高。埋地式变压器是中压输电系统的关键技术。它具有如下特点：

1)变压器工作条件差，不仅露天设置承受风吹雨淋日晒，还要能承受腐蚀和浸泡，所以将变压器设计成能够埋在地下或置于水中，防护等级为IP68的全封闭型变压器。

2)变压器是承上启下的供电节点，所以在10KV侧设置了高压熔丝，在0.4KV侧又设置了断路器保护。10KV侧的熔丝是低压线路及负荷的后备保护，使某一个负荷区的故障不会影响到10KV的供电线路。

3)由于10KV线路所带的10KV/0.4KV变压器链接方式类似于“挂灯笼”，拆卸方便，所以该变压器输入输出端被设计成插拔式。某一台变压器10KV侧拔脱以后不会影响其他变压器的正常运行（插拔件规格是统一的，互换性很好）。

4)埋地式变压器的体积小，很适合特大型桥梁和特长隧道的有限设置空间，且容量等级有5KVA、10KVA、20KVA、30KVA、50KVA……等供照明、公路交通监控系统、通信系统等工程设计选择，这一系列的配置，可以使工程设计获得灵活经济的效果。

三、 中压电能传输系统的优越性

中压电能传输系统具有如下特点：

1）长距离大范围分散性负荷的特大型桥梁和高速公路供电基础设施、设计和施工的技术难题迎刃而解。具有减少变电所，减少供电线路、降低工程投资和营运管理费用的综合优越性；

2）高稳定、高安全、高防护等级的埋地式变压器特别适用于特大型桥梁和高速公路的高质量道路照明和道路监控设施的供电，以及整个供电网在地下建设，可以节省占地，地上绿化使环境更加优美；

3）埋地式变压器损耗小、温升低、噪音小，又免维修，是节能的绿色环保产品。与埋地式变压器配套的分路器，可使电网在一定范围内任意拓展；

4）中压配电系统除应用于特大型桥梁外，还可应用于机场、港口、地铁、广场、住宅小区等处的照明配电工程中。

中压电能传输的供电方式，是当前国际节能供电的新技术。将中压传输供电新技术引入高速公路是一项新举措。其具体模式是将电能用中压送至负荷点的埋地变压器，再将中压转换为低压，取200m左右供电半径对收费站、隧道通风、照明等负荷供电。与传统的供配电系统相比，它具有传输距离远、损耗小、防护等级高（达IP68）、免维护、电网易扩展，安装维护简便，节约建设投资，大幅度减少营运管理费用等特点。主要设备采用了世界上最先进的集自动开关和数控技术于一体的中压保护柜，并具有自动与手动、远程控制与本地控制、运行功能显示、实时监控等功能，配置了智能化接口，为电力监控系统的实现提供了条件，使供电系统构成一个完整的计算机电力维护与监控系统，并可与路桥监控中心联网，实现变电站无人值守。中压电能传输系统接地先进可靠，该系统填补了我国在长距离、大范围、分散性负荷特殊领域内供电照明工程专用设备的空白。

四、 结论

中压配电系统具有免维护、电网易扩展，节省投资，并可大幅度降低营运费用等特点，特别适用于长距离分散性负荷的供配电。中压配电系统已经用在国内许多高速公路、特大型桥梁。如现阶段国内福建漳州至龙岩高速公路，特大型桥梁东海大桥及广州珠江黄埔大桥等，其应用前景非常广阔。

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关键词：付费电视　电视数字化　核心竞争力

付费电视是面向“窄众”的个性化市场的一种专业化、对象化的收费电视服务业务。所谓“付费”是相对于免费的公共电视服务而言。2004年11月国家广播电视总局在“21世纪广电传媒高峰论坛”上宣布了数字化电视发展计划，我国电视业开始从“模拟时代”走向“数字时代”。电视数字化的推进为付费电视搭建了技术平台，提供了良好的基础。在这样的背景下，国内付费电视行业发展迅速。据不完全统计，截至2007年底国内已有中央数字电视传媒有限公司、北京汇众鼎视数字传媒有限责任公司、上海文广互动电视有限公司等多家为全国性付费频道集成运营机构，已投入运营的各类付费频道总数达到100个以上。

发展是值得肯定的，但国内付费电视行业还存在节目内容同质化现象严重、原创作品缺乏、频道运营产业化低等问题。根据2007年3月CCBN2007数字电视中国峰会上国家广电总局公布的数据，我国有线电视数字化用户的数量已达1266万，数字电视业务已经从东部经济发达地区向西部、中部地区扩展。随着电视数字化的深入，付费电视行业想要做大做强，必须增强自身的核心竞争力。综合分析，付费电视行业的核心竞争力包括核心受众、核心内容、核心技术与人才，所以增强核心竞争力需要从以下3个方面入手。

一、明确市场定位，巩固和扩大核心受众群体

付费电视意味着节目质量及受众选择，所以对于一个付费电视频道来说，市场定位意味着准确锁定目标订户的范围。在这个问题上，单一的付费电视频道有三个选择：专业―大众、专业―分众、专业―小众。专业―大众路线区别于综合频道，它有一个“类”的内容取向，例如新闻类、综艺娱乐类、卫生健康类等，但它几乎没有细分目标订户，面对的仍然是普通大众。专业一分众路线在内容上作了明确的专业细分，比如体育类、音乐类、电影类等，目标订户被锁定在有某一具体爱好的受众群体范围内。而专业一小众路线则作了更明确的专业细分，如体育类被分为篮球、足球、橄榄球等。电影类被分为动作片、爱情片、恐怖片等，目标订户被锁定在一个“少而精”的范围内。而对于一个拥有众多独立付费频道的电视网来说，如何将各不同定位的频道进行合理配置是最关键的问题。以美国著名付费电视网HBO为例。其旗下共有7个不同的频道，具体定位配置可见下表：

由于基本上所有的付费电视都拒绝商业广告(2003年12月国家广电总局颁布的《广播电视有线数字付费频道业务管理暂行办法》第二十五条规定“付费频道不得播出除推销付费频道的广告之外的商业广告，但经批准的专门播出广告或广告信息类服务的频道除外。”)。不必苦苦追求高收视率以讨好众多广告商，只需要满足订户的需求即可。所以在选择完具体路线，明确了目标订户之后，接下来要做的就是不断巩固和扩大自己的核心受众群体。所谓的核心受众是指对节目满意度高，对本频道、电视网忠诚度高的那部分受众，这个群体数量的多寡决定了一个付费电视频道或电视网的生死存亡。仍然以HBO为例，它另辟蹊径地提出了著名的“总体订户满意度”(Total Subscriber Satisfaction，简称TIS)概念。即不考虑观众的绝对数量，而是以收看节目的观众中满意人数的比例来衡量某个具体节目是否成功。此举的目的是找到并满足核心受众群体(HBO称之为“基础订户”，Subscrimion base)中存在的不同类型偏好，以便巩固和扩大这一群体。由此可见，付费电视必须确立受众本位的观念，以满足受众信息需求为最大目标，尤其要取得核心受众群体尽可能高的满意度，只有这样才能实现自身利益的最大化。

二、强调“内容为王”，打造独特的核心内容

首先，要完善制播分离体制。目前国内电视行业已经基本上确立了制播分离体制，但是电视节目制作专业化、产业化程度都比较低。美国付费电视一般自己制作新闻类节目，而其他节目例如音乐、娱乐、电视剧、纪录片等则由电视节目辛迪加制作，付费频道、电视网购买节目版权并予以播出。制播分离体制的完善有利于节约成本。资源优化配置，提高节目质量。国内付费电视行业还有很长的一段路要走。其次，必须重视原创节目的制作，形成自身的特色。国内付费电视在内容原创方面做的还很不够，很多付费电视频道只是简单地把非付费频道的节目照搬过来，中间去掉广告，或者争相购买热门经典影视剧搞“大联播”，导致了同质化节目泛滥，缺乏核心内容。国外付费频道大多都有自己的原创节目部门(Odginal Programming)，专门负责电影、电视剧、纪录片等原创内容的策划和开发。美国原创电视剧《越狱》、《迷失》、《欲望都市》、《绝望主妇》，原创选秀节目《美国偶像》、《舞林争霸》等就是很好的例子，甚至引起了国内乃至世界各国很多电视台的跟风模仿。另外，不同的付费频道有自己独特的拳头产品，比如HBO主打电影、电视剧。ESPN主打各类体育比赛，探索频道主打科学探索类的专题片，国家地理频道主打人文地理类纪录片。这些先进经验证明了差异化和原创性是打造付费电视核心内容的重中之重。再次，注重品牌效应，实践多元化、多角化经营。一个成功的电视节目包装为一个品牌，并延伸出大量的周边产品，比如书籍、音像制品、玩具、服装等等。例如，长期以来《国家地理杂志》与国家地理频道相互配合，相得益彰。美国某服装厂商曾推出过多款著名电视剧《黑道家族》剧中人物所穿的丝绸衬衣以及运动装，纽约梅西百货也提供源自《黑道家族》的一系列商品，诸如黑帮老大东尼・索波诺式样的领带等，另外带有电视剧及制作公司Logo的肉酱、沙拉酱、通心粉也早已面市。反观国内电视业，非付费电视有很多类似的尝试，如央视著名节目《百家讲坛》出版的系列图书销量就十分可观，而付费电视在这方面做得还很不够，需要引起行业的重视。

三、发展核心技术，培养核心人才

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关键词：电袋复合除尘器；运行阻力；阻力措施；运行维护；除尘技术 文献标识码：A

中图分类号：X701 文章编号：1009-2374（2017）11-0149-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.076

1 概述

近年来，全国大规模爆发了“雾霾”天气，大气环保的形势十分严峻，大气污染治理已经成为全社会共同关注的重大问题。燃煤电厂是我国大气污染物的排放大户，因此国家加大了对燃煤电厂的环保治理力度。2015年底，环保部、发改委、国家能源局联合下发了《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》的通知，对燃煤电厂的污染物排放提出了更高要求的同时还需确保设备的节能运行。因此，政策的实施倒逼了环保技术的进步，作为我国主流干式除尘技术的电除尘、电袋复合除尘、袋式除尘面临技术升级及节能改造。其中，本体阻力是决定除尘器性能和运行经济性的重要指标，如何降低除尘器本体阻力是其技术升级及节能改造的关键之一。

2 除尘技术及其运行阻力的主要影响因素

目前，在燃煤电厂典型的烟尘超低排放技术路线中，干式除尘器方案主要有电除尘、电袋复合除尘和布袋除尘，其中电除尘器的运行阻力主要由除尘器结构、清灰决定的。袋式除尘器的运行阻力不仅与除尘器结构、清灰有关，还与滤袋材质、过滤风速有关。电袋复合除尘器是将电除尘的荷电收尘及袋除尘的过滤拦截机理有机结合的一种除尘器，其运行阻力还与电场区与袋场区的耦合配比有关。

除尘器的性能指标主要包括技术指标和经济指标两大类，其中技术指标主要包括处理烟气量、除尘效率、运行阻力等。电除尘器的本体阻力为150～300Pa，袋式除尘器的运行阻力一般控制在800～1500Pa，电袋复合除尘器的运行阻力一般稳定在500～800Pa。对于袋式除尘器和电袋复合除尘器来说，除尘系统压力损失所带来的引风机电耗占系统能耗的比例较大。除尘器运行阻力增加会引起引风机能耗的增加，加大整个系统的电耗，降低设备的经济效益。另外，阻力上升必须调整清灰频率，既增加了压缩空气的消耗量，冲刷滤袋，缩短滤袋寿命，同时也降低了除尘效率。

除尘器运行阻力也称为压力降（ΔP），是指含尘气体通过除尘器的阻力，是除尘器进、出口断面处气流的全压绝对值之差，阻力大小与除尘器设计选型、安装和后期的维护管理都有很大的关系。电袋复合除尘器的运行阻力主要由四部分组成，即设备结构阻力（ΔP1）、清洁滤料的阻力（ΔP2）、滤料上粉尘层的阻力（ΔP3）、滤袋表面残留粉尘阻力（ΔP4）。

ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP3+ΔP4

设备结构阻力（ΔP1）是指烟气通过除尘器内部时，除尘器本身对气体产生的阻力，主要是气流在发生扩散、收缩及流场变化而产生的压力降。

清洁滤料的阻力（ΔP2）是指未过滤粉尘时滤料的阻力，约50～150Pa，是由滤料本身的特性来决定的。滤袋的阻力大小通常是用透气性来表示的，常规电袋复合除尘器用滤袋要求选择初始透气量为≥100L/dm2min的较为合适。

滤料上粉尘层的阻力（ΔP3）会随着滤袋表面粉尘厚度的增厚而加大，约为清洁滤料的阻力（ΔP2）阻力的5～10倍，是电袋复合除尘器阻力的主要来源。

滤袋表面残留粉尘阻力（ΔP4）是指在设备使用一段时间后，少量微细尘粒渗入纤维层内部，形成“深度过滤”，也可对后续的含尘气体起主要过滤作用。但随着时间的延长，粉尘残留阻力会逐渐增大，最终可能导致滤袋堵塞、阻力升高。

3 电袋复合除尘器阻力升高的影响因素及其应对措施

电袋复合除尘器有机结合了静电除尘和布袋除尘的特点，充分发挥了电除尘和布袋除尘的各自优势以及两者有机结合的优点，可长期在低排放、低阻力的情况下运行，但也有可能出现阻力异常升高的情况，主要可以从设计选型、安装、运行维护三方面分析。

3.1 设计选型的降阻措施

影响电袋复合除尘器阻力的设计选型包括过滤风速选择、除尘器风道结构、滤料的选择等。

3.1.1 过滤风速。由图1可看出，过滤风速越高，粉尘层阻力（ΔP3）越大。但过滤风速降低后，需要加大过滤面积及设备占地面积，增加投资成本。过滤风速的选择还与进入袋区粉尘性能、粒径大小和浓度有很大的关系。同时，过滤压降随着粉尘浓度的增大而增大（如D2）。考虑到电袋复合除尘器中前级电场已收集80%粉尘，且进入袋区粉尘已荷电，可选择比较大的过滤风速，一般可取1.0～1.4m/min，仍可保证电袋复合除尘器低阻稳定运行。

3.1.2 除尘器风道包括进、出口烟道的进、出风方式、气流进入滤袋区的比例、提升阀的结构等。通过实物模型（图3）与CFD数值模拟（图4）相结合的方式，采取调整进出口烟道的导流装置，合理分配进风流量，避免局部流量突变，导致阻力剧增。另外，大量的数值模拟、实物模型及工程实践证明：如果进入滤袋正面、侧部和底部为最佳比例，调整提升阀开孔直径和提升高度，均可保证良好的气流分布，所以优良的气体流场分布是保证电袋复合除尘器低阻稳定运行的条件之一。

3.1.3 滤料的选择。滤料的阻力大小通常是用透气性来表征的，常用的滤料纤维有PPS、PI和PTFE，其中PI纤网疏松多孔，透气性极好，但其容易发生水解，且抗酸、碱性及抗氧化能力一般，纯PI不适用于我国燃煤锅炉复杂多变的煤种。所以国内电袋复合除尘器常用滤料为混纺滤料，在保证其透气性的前提下，进一步提高滤料的过滤性能。在滤料的选型中，还可能选择过滤性更高的覆膜滤料，但应注意滤膜的质量和覆膜工艺的选择。如选择不当，极易出现脱膜的现象，致使灰尘堆积，阻力加大，最终导致滤袋失效。

3.2 安装过程中的降阻措施

影响电袋复合除尘器阻力最大的是花板和清灰系统的安装。对于行喷吹清灰系统来说，必须保证喷吹孔与花板孔的同轴度，且同一根喷吹管所对应的花板孔应安装于同一直线上；对于旋转喷吹清灰系统，如图5所示，由于其滤袋结构是按同心圆布置，在花板安装时对滤袋孔同心度要求非常高，喷吹时采用模糊清灰方式决定了导风管垂直度和旋转喷吹管的平面度要求。安装不规范问题将会导致清灰不彻底，致使除尘器的运行阻力不断上升。

3.3 运行维护的降阻措施

3.3.1 在除尘器投运之前进行预涂灰，使滤袋表面附着一层灰尘，避免在锅炉投运初期或低负荷时运行时的助燃油直接粘附到滤袋表面，阻塞滤袋。

3.3.2 在运行过程中，尤其要注意高温对滤袋透气性的影响，可设置高温报警，临时开启旁路或进行紧急喷水降温，严重时可采取停机处理。

3.3.3 结合现场实际情况，设置合理的清灰周期和清灰制度，对于反复清灰仍阻力高的情况可采取离线清灰模式，同时还要保证清灰气源的含油等级和湿度；定时检修电场区收尘情况，严格控制进入袋区的粉尘浓度，降低袋场区处理粉尘浓度。

3.3.4 时刻监控除尘器上游设备，控制脱硝设备的氨逃逸总量；在锅炉设备爆管时，立即采取紧急停机处理，避免一切有可能造成除尘器低温运行、结露致使糊袋。一旦发生糊袋，清灰系统就会失效，阻力急剧

上升。

4 结语

电袋复合除尘器作橐恢指咝У某尘设备，已成功运用于火电、水泥等行业，阻力长期稳定于800Pa左右，但仍有个别超标情况。为进一步降低电袋复合除尘器的运行阻力，从设计源头抓起，严格控制安装质量，遵循运行维护手册规章，保证除尘器稳定低阻力、低排放运行。

参考文献

[1] 黄炜，龙正伟，林宏，郑晓盼.电袋复合除尘器内部提升阀参数对流量分配的影响[J].科技创新导报，2013，（22）.

[2] 吴江华.电袋复合除尘器运行阻力升高原因分析及对策[J].龙岩学院学报，2016，34（26）.

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关键词：电力机车；复合外套避雷器；试验分析；预防性试验；

中图分类号：B025文献标识码： A

1．引言

当前，我国随着电气化铁路建设的迅速发展，和谐型电力机车的应用数量逐年增加，遍布全国各地铁路运营部门。而复合外套避雷器在电力机车上得到了广泛应用。避雷器正常运行对保证电力机车电气设备的安全运行起着重要作用，其主要作用是限制雷电过电压或操作引起的过电压。保护电力机车上的电气设备免受雷电过电压和操作过电压的损害。在DL/T596-1996《电力设备预防性试验方法》及《电力机车两年检规程》中规定，必须每年对避雷器进行直流参考电压U1mA和0.75倍直流参考电压下的泄漏电流及运行电压下交流泄漏电流试验。在实际运行过程中，铁路运营部门和机车修理厂等，对避雷器的工作原理、性能、正常维护和使用的方法了解不够多，认为避雷器不需要作任何试验，只要对避雷器外套进行清洗检查。对电力机车所使用的避雷器在一、二年检时，对避雷器不作任何电气性能试验，导致电力机车时有发生避雷器损坏，造成机破事故现象。从我们了解的情况来看，现在在电力机车上应用的避雷器至少有2~3万台避雷器在运行。大部分没有作电气性能试验的还在运行。如在石家庄、沈阳、武汉、广州、郑州、南昌、福州等机务段时有发生避雷器事故，从而影响了铁路运输正常秩序。近几年来，我们对HXD型电力机车用避雷器二年检进行电气性能的检测试验，能有效地发现避雷器器后所存在的缺陷。为保证电力机车安全可靠运行，保障铁路运输畅通的正常秩序，避雷器的电气性能检测试验必须铁路运营部门的高度重视，应对避雷器作定期的预防性试验。

2．避雷器的工作原理及试验分析

2．1避雷器工作原理及特点

避雷器是在额定电压下呈现高电阻（阻抗），几乎呈现绝缘状态，阻止工作电流流入大地，保持回路正常供电；在过电压（雷电过电压或操作过电压）下呈现低电阻（阻抗），过电压电荷通过避雷器泄入大地，从而限制了过电压（雷电过电压或操作过电压）的幅值，保护了电气设备。避雷器的特点：a）保护性能好，具有良好的伏安特性；b)性能稳定，动作可靠；c)耐受多重雷击，无工频续流，不存在灭弧问题；d)限制操作过电压能力强，通流容量大。避雷器保护特性：具有特有的伏安特性，避雷器在长期的运行电压作用下，避雷器会逐渐老化，或避雷器本身质量问题而受潮。在这种情况下都会影响避雷器的伏安特性，使避雷器的直流泄漏电流和阻性电流的增加，严重时会导致避雷器爆炸，影响铁路运输畅通的正常秩序。

2．2避雷器试验情况

近几年来机车修理厂、机务段对二年检的避雷器，我们对避雷器的电气性能试验了1000多台。从外套外观检查情况为污移比较严重。由于我们所检测的是一小部分，大部分避雷器未检测已超过二年以上的还在运行。现将对避雷器试验数据见表1。

表1避雷器试验数据

2．3直流参考电压试验及结果分析

直流参考电压试验是采用直流高压发生器对避雷器进行了测试直流电参考电压U1mA值和在0.75倍直流参考电压下的泄漏电流。该试验需注意的是当泄漏电流大于200μA之后，随电压的升高电流急剧增大，故应仔细地升压，当电流达到1mA时，读取相应的电压U1mA。然后再在75%U1mA下读取相应的电流值。从表1中可以看出，直流参考电压U1mA值与出厂值对比大部分有降低现象；0.75倍直流参考电压下的泄漏电流值与出厂值对比增大较大，而大部分值超出国家标准要求。通过该试验可以检查避雷器是否受潮，确定其动作性能是否符合要求。在DL/T596-1996《电力设备预防性试验方法》及《电力机车两年检规程》中规定，电力机车每年或二年检时必须对金属氧化物避雷器进行测量直流参考电压U1mA和0.75倍直流参考电压下的泄漏电流，并对直流参考电压U1mA的实测值与初始值或制造厂出厂试验值作比较，变化应小于5%以内，0.75倍直流参考电压下的泄漏电流按国家标准规定不大于50μA，根据实际运行经验，避雷器在0.75倍直流参考电压下的泄漏电流实测值不应按标准要求来判断，也应按实测值与初始值或制造厂出厂试验值（规定值）相比较，变化量不大于初始值或制造厂出厂（规定）值的2-3倍。从表1中可以看出，直流参考电压U1mA值与出厂值对比大部分有降低现象；0.75倍直流参考电压下的泄漏电流值与出厂值对比增大较大，而大部分值超出国家标准的规定值要求。在对比中可以发现避雷器的0.75倍直流参考电压下的泄漏电流值增大，说明避雷器在使用后存在受潮现象。

2．4交流试验结果分析

交流试验是在持续运行电压下交流泄漏电流的试验。金属氧化物避雷器在交流电压下，避雷器的总电流中包含着阻性电流Ir（有功分量）和容性电流（无功分量）。在正常运行情况下流过避雷器的主要为容性电流，阻性电流只占一小部分。但当电阻片劣化（老化）、避雷器受潮、内部绝缘部件受损以及外套表面严重污移时，容性电流变化不多，而阻性电流大大增加。故测量交流泄漏电流是监测避雷器的主要方法。试验时我们采用RCD型阻性电流测试仪进行测量交流泄漏电流，在避雷器上施加持续运行电压下测量总泄漏电流Ix，和阻性电流Ir，根据DL/T596-1996《电力设备预防性试验方法》试验规程要求，总泄漏电流Ix实测不得超过1.3倍的制造厂出厂（规定）值，而阻性电流Ir实测值不得超过制造厂出厂（规定）的2倍以上。从表1中可知，全电流Ix与出厂值对比有部分已超过1.3倍的出厂值；阻性电流Ir与出厂值对比增加较大，大多超过规定值的2倍，在对比中可以发现避雷器的阻性电流Ir增大，说明避雷器已逐步开始老化。

综上所述，电力机车用复合外套避雷器在两年检的检测中发现，避雷器存在着受潮、老化等缺陷。因此，避雷器每年作预防性试验很有必要，在检测试验中发现实测值与出厂（规定）值发生变化较大时，引起注意，以确保电力机车可靠运行，保障铁路运输畅通，应预以更换新产品。

3．复合外套避雷器的预防性试验

由于电力机车在供电系统中存有电阻、电感、电容，系统回路中的固有频率恰好等于电源频繁将产生谐振过电压。谐振过电压有线性谐振过电压、铁磁谐振过电压、参数谐振过电压、工频谐振过电压、高次谐振过电压。电力机车避雷器在实际的运行中，在长期谐振过电压和工频电压作用下，频繁的动作，产生热能量，阻性电流升高，避雷器容易产生劣化（老化）和受潮，使其性能下降。通过预防性试验，可以及时地发现避雷器使用后所存在的缺陷，防止避雷器在运行中发生误动作和爆炸事故，因此，根据DL/T596-1996《电力设备预防性试验方法》规定要求，电力机车用避雷器作预防性试验具有实际意义。

4．结论

（1）电力机车用避雷器作预防性试验，具有实际意义，铁路运营部门必须引起高度重视。

（2）通过试验对比分析，运行后的避雷器大部分存在缺陷，避雷器有受潮、老化现象。为保证电力机车正常运行，保障铁路运输畅通。发现避雷器有受潮、老化现象应预以更换。

（3）铁路运营部门应制定每年对避雷器作预防性试验和试验项目要求的规定。

参考文献：

（1）何计谋、陈舒娟等，《复合外套避雷器在电力机车上的应用》，2003年学术交流会论文集

（2）李顺尧，《金属氧化物避雷器测试方法对比与分析》，高压电器，2010（3）：94-97。

（3）DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》，北京，中国电力出版社，1996