源网荷互动终端可中断负荷选择与接入调试方法探讨

张 峰，李新家

（1.国网江苏苏州供电公司，江苏 苏州 215004；2.江苏方天电力技术有限公司，南京 210000）

源网荷互动终端可中断负荷选择与接入调试方法探讨

张 峰1，李新家2

（1.国网江苏苏州供电公司，江苏 苏州 215004；2.江苏方天电力技术有限公司，南京 210000）

大规模源网荷友好互动系统是全球能源互联网稳定运行的一种保护方式，而安装在大型工业企业内的网荷互动终端是这个保护的动作部件。介绍了网荷互动终端在负荷端安装接入方式，实现与用户生产负荷互动，在电网紧急状态下快速切除用户负荷。

网荷互动终端；可中断负荷；工程调试

江苏省电力公司在2016年率先设计建设了大规模源网荷友好互动系统，该系统能够在毫秒级时间内切除大量分散的可中断负荷，保证电网瞬时有功功率平衡，实现电网频率的稳定。而系统在用户侧安装的智能网荷互动终端，通过保证重要生产负荷的可靠供电，切除辅助性生产负荷保障电网运行安全，同时又提升了供电服务质量，满足客户友好互动的用电服务需求。

智能网荷互动终端安装在大型企业用户的变电站内，实时测量用户用电负荷及各路可中断负荷，在接收到电网保护动作指令时，能瞬时选择并切断用户的非主要生产负荷，保护电网的同时，也保护了用户的重要生产过程。

本文着重介绍大规模源网荷友好互动系统中，安装在大型工业企业内的网荷互动终端，是如何与用户生产负荷进行互动，在电网紧急状态下快速切除用户负荷的。

图1 大规模源网荷友好互动系统的总体方案

1 智能网荷互动终端的设计

大规模源网荷友好互动系统的总体方案设计如图1所示，安装在用户配电房内的智能网荷互动终端，在业务上响应3个通信方向上的不同主站发出的指令，3个通信回路是物理隔离的3个独立通信信道。

第一路是来自负荷中心站的紧急控负荷快切指令。在特高压换流站设置电网稳定紧急控制中心站，监视特高压电网运行状态，在检测到故障信号的瞬间，立即向预定策略中用户的智能网荷互动终端发出稳控紧急切负荷指令。终端按当前紧急控切负荷出口跳闸矩阵的设置，切除用户相应内部分路负荷。这个通道采用专线连接，正常运行时向中心站发送当前可响应负荷值供中心站调整策略。

第二路是来自网荷互动系统主站的分区控制指令。网荷互动系统主站是用户现场安装的智能网荷互动终端的主要管理主站，承担终端的档案管理、日常运行监控、运行策略和参数调整。接收调度D5000系统根据电网应急响应给出的“次紧急控制”、“分区负荷控制”指令，按主站既定策略，向指定终端下发次紧急切负荷指令，终端按当前次紧急控切负荷矩阵设置，切除用户相应分路负荷。终端亦可按照营销有序用电管理系统的要求，按轮次逐路切除用户分路负荷。

第三路是来自管理信息大区的抄表指令，完成用户计量表计的数据采集任务。

根据上述业务要求，智能网荷互动终端采用光纤信息内网通信，数据传输具备安全防护能力，终端具备加密功能。在功能设计上，智能网荷互动终端以实时测控为主要目的，具有交流采样、遥控、遥信、事件顺序记录等功能，实现多条线路电气量的采集和控制，是一种高速网络下以快速响应为主要目的的实时测控装置。

智能网荷互动终端，在现场安装时，需要与光纤接入、通信网络设备和安全加密设备配套，需要接入来自8至12个开关柜的可中断负荷回路的遥测、遥信、遥控信号，需要有大量信号电缆接入，工程设计和施工中，采用独立屏柜成套安装。

2 用户可中断负荷的选择

在大电网事故情况下，既要确保电网安全，又要尽可能降低停电的社会影响。为了提升特高压应急处置速度同时减小影响面，对用户内部的分路负荷需要认真区分，将非主要生产负荷、临时中断、造成损失小的生产负荷作为可中断负荷接入到网荷互动终端内。

实现用户可中断用电负荷的快速、安全、智能响应调节。通过实践“源网荷协调互动”，提高大电网安全保障水平。

不同行业、不同类别、不同性质的电力用户用电设备、负荷特性、用电习惯均存在较大差别，本项目在施工方案研究时，将用户分为以下6个大类，各用户负荷及设备特点如下。

钢铁、水泥等高耗能企业特点：此类行业用电负荷大，生产性质一般为三班制连续作业，且不受时段、季节、气候影响。可中断负荷包括可快速停用电炉、废钢处理线、水泥磨机、生料磨机等高耗电用电设备负荷，可中断负荷快速调控能力较强。表1为钢铁、水泥等高耗能企业负荷特点。

化工等连续性生产企业：此类行业用电负荷较大，生产性质大多为三班制连续作业，且不受时段、季节、气候影响。在不危及安全生产的前提下可中断设备仅仅包括办公用电设备、物料泵等辅助生产设备，而主要的生产设备具有连续性和重要（高危）性，不适宜参与快速调控。表2为化工等连续性生产企业负荷特点。

表1 钢铁、水泥等高耗能企业负荷特点

表2 化工等连续性生产企业负荷特点

机械等非连续性生产企业：此类行业用户大多属于三级负荷性质的普通工业用户，多数企业采用白班制、非连续性生产，不受时段、季节、气候影响。可中断负荷包括办公照明、电脑、空调等非生产性负荷及电锯、切割机、机床等生产设备，相应设备均可快速切除。表3为机械等非连续性生产企业负荷特点。

路灯、亮化等电力用户：此类行业一般用电负荷不大,主要集中在晚间。负荷可以快速切除，但因用电容量较小，效果不够明显。

宾馆、商场、写字楼等电力用户：此类行业用户负荷运行主要集中在早峰、腰峰、晚峰阶段，运行时间较为固定，涉及用电设备多，人员密集，因此对于可靠供电的依赖性较大。该行业用户负荷基本为重要（高危）用电负荷，可中断负荷基本为空调负荷。

学校、医院等重要单位的电力用户：此类行业用电负荷主要集中在周一至周五，多为办公用电，用电时段具有固定性，用电弹性系数较为稳定，学校、医院等用户在夏季高峰时段用电负荷都是基本保障用电负荷，基本不具备可中断能力，可中断负荷仅为外墙亮化、草坪亮化等用电设备。

在用户现场改造时，按照以下原则接入用户分路负荷：

（1）用户负荷回路接入选择顺序：按总进线、中断后影响较低的辅助负荷和非生产负荷、中断后可能造成一定损失的生产负荷逐级选择，终端屏柜内端子接线按各路可控负荷重要性逐级提高；

（2）终端接线完成后，通过参数配置设置跳闸轮次与负荷回路对应的关系，每个轮次可任意对应多个负荷开关，建议同一轮次不可配置不同影响程度的负荷开关。原则上1—2轮对应中断后影响较低的辅助负荷和非生产负荷，3—6轮对应中断后可能造成一定损失的生产负荷，7—8轮对应用户主、备总开关；

（3）用户1—6轮开关接入的可监控负荷不得低于用户正常用电负荷的50%，不得高于用户正常生产负荷的70%。

3 用户负荷接入与调试

单一配电房设计的用户，高低压开关均布置在同一配电房当中，一般是10 kV的用户，容量较小、负荷较为集中。该类用户具有施工难度小、工作量少、维护方便、成本低等优势。

单一配电房设计的用户侧根据用户的主接线图结构、电源数量、生产工艺等情况，采用不同的负荷接入方式，但主要包括3方面的负荷：总负荷、重要生产负荷、辅助性非生产负荷。单一配电房用户侧建设方案，如图2所示。蓝色标示的是接入用户的进线总开关或者主变低压总开关，用于实时监测用户总负荷；红色标示的是接入用户的重要生产负荷，用于能效监测；绿色标示的是接入用户的辅助性非生产负荷，如空调、食堂、宿舍等非生产性质的负荷，用于参与源网荷响应，具体接入开关负荷如表4所示。当源网荷实时响应时，仅绿色标示的开关断开，用户的正常生产不会中断。

图2 单一配电房用户侧建设方案

表3 机械等非连续性生产企业负荷特点

表4 单一配电房用户接入负荷

总分配电房异地的用户，由总降变和若干分配电房组成，将高压开关设备和低压开关设备分别布置在不同的配电房当中，一般是20 kV及以上用户，该类用户容量比较大、负荷比较分散。

该类用户通过借用用户内部电缆通道敷设光纤或通信线缆从总配电房终端处至用户各分配电房内，在分配电房内部采用智能仪表就地实现对用户开关设备的采集与控制，具体建设方案如图3所示。该技术方案具有施工难度小、对用户原有设备影响小、数据采集实时性高、具有远程控制功能、抗干扰能力强等优点。

图3 总分异地用户侧建设方案

4 结束语

2017年5月24日，华东电网组织进行了源网荷精准切负荷实切验证工作，苏州供电公司本次参与实切验证户数245户，在接收到苏州木渎中心站的紧急切负荷指令后，快速切除25万kW可中断负荷，响应时限小于600 ms，验证了系统总体设计目标。

江苏电网到2020年将形成特高压“六交四直”格局，区外来电将超过5 500万kW，成为国内最大的省级受端电网。江苏省电力公司推进精准化、实时化的需求侧精益管理，实现“源”“网”“荷”的友好互动，顺应了特高压技术的发展趋势。

［1］ 罗建裕，李海峰，江叶峰.基于稳控技术的源网荷友好互动精准负荷控制系统［J］.电力工程技术，2017（1）：25-30.

［2］ 都亮，刘俊勇，田立峰，等.电力市场环境下秒级可中断负荷研究［J］.中国电机工程学报，2008（16）：90-94.

（本栏责任编辑孙 晶）

The discussion of the methods about selecting and inputting for testing interruptible load mechanism in power grid interactive terminal facilities

ZHANGFeng1,LIXin-jia2
（1.State Grid Suzhou Power Supply Company,Suzhou 215004,China;2.Jiangsu Fangtian Power Technology Co.,Ltd.,Nanjing 210000,China）

Largescalepower-grid load friendly interactivesystemacts as a mode of protection to secure the running of global power internet while the grid load interactive facilities installed in large industrial firms serves as the key action component.This paper introduceshowtosecurely install and connect thegrid load interactivefacilities at load terminals,accomplishing the interactions of production-load with theend-users and how to disconnect individual’s grid load instantly under power grid emergency situations.

power grid and load interactive terminal facilities;interruptibleload;engineeringtesting

F407.61；TK018

C

1009-1831（2017）06-0033-04

10.3969/j.issn.1009-1831.2017.06.008

2017-09-04