電網(wǎng)運行的信息化管理
摘要 當前,電網(wǎng)調(diào)度自動化正面臨著信息技術(shù)蓬勃發(fā)展和電網(wǎng)管理機制由壟斷經(jīng)營走向開放市場的變革時期。文章在介紹電網(wǎng)調(diào)度自動化發(fā)展過程的基礎(chǔ)上,就信息技術(shù)和電力市場對電網(wǎng)調(diào)度自動化的影響進行了分析。最
摘要 當前,電網(wǎng)調(diào)度自動化正面臨著信息技術(shù)蓬勃發(fā)展和電網(wǎng)管理機制由壟斷經(jīng)營走向開放市場的變革時期。文章在介紹電網(wǎng)調(diào)度自動化發(fā)展過程的基礎(chǔ)上,就信息技術(shù)和電力市場對電網(wǎng)調(diào)度自動化的影響進行了分析。最后,對面向電力市場、集在線實時運行和離線營銷管理于一體的能量信息系統(tǒng)(EIS)進行了討論。 關(guān)鍵詞 信息技術(shù) 電力市場 電網(wǎng)調(diào)度自動化 能量信息系統(tǒng) 電網(wǎng)調(diào)度自動化的發(fā)展 電網(wǎng)調(diào)度自動化的技術(shù)裝備,隨技術(shù)的進步和電網(wǎng)管理機制的變動而不斷更新?lián)Q代。 就技術(shù)進步而言,電網(wǎng)調(diào)度自動化的技術(shù)裝備已從50年代的遠動化、70年代的遠動+計算機技術(shù)、80年代開始的由計算機和通信技術(shù)組成的 SCADA/EMS/DMS系統(tǒng)。其應(yīng)用領(lǐng)域也從遠動化的“四遙”(遙測、遙信、遙控、遙調(diào))、安全監(jiān)控SCADA系統(tǒng)到能量管理系統(tǒng)(EMS)和配電管理系統(tǒng)(DMS)。 當前,標志著技術(shù)進步的EMS高級應(yīng)用軟件,正從傳統(tǒng)的自動發(fā)電控制、狀態(tài)估計、安全分析、調(diào)度員潮流等向動態(tài)和優(yōu)化方向發(fā)展,如在線穩(wěn)定、優(yōu)化潮流以及包括有動態(tài)特性的調(diào)度員培訓(xùn)模擬等,并已突破上述精確解的范疇,進入了開發(fā)專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能型應(yīng)用軟件的新領(lǐng)域。 配電管理系統(tǒng)(DMS)的應(yīng)用發(fā)展也很快,傳統(tǒng)上以單項自動化林立為特征的“多島自動化”,如SCADA系統(tǒng)、負荷控制系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、電量計費系統(tǒng)、環(huán)網(wǎng)故障識別和恢復(fù)供電系統(tǒng)等正在走向系統(tǒng)集成。用于離線輸電、變電、配電、用電管理的地理信息系統(tǒng)(GIS),現(xiàn)已可提供在線服務(wù),并與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)相結(jié)合發(fā)展了流動作業(yè)管理系統(tǒng)(MCMS),有效地承擔了正常運行中計劃檢修、停電管理中的排除故障以及用戶報裝中的業(yè)擴施工等任務(wù)。 可見,主要任務(wù)在于保證網(wǎng)內(nèi)安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行的能量管理系統(tǒng),還承擔網(wǎng)際聯(lián)絡(luò)線之間的能量(關(guān)口電量)交易。但這些交易軟件反映的是電力公司壟斷經(jīng)營的特點,如開停機計劃是以總的生產(chǎn)費用最小為目標函數(shù),而不象開放的電力市場那樣需要考慮參與交易各方的歲入利益。 電網(wǎng)調(diào)度自動化的發(fā)展與技術(shù)進步和電網(wǎng)管理機制密切相關(guān)。 (1)從技術(shù)的進步來看,電網(wǎng)調(diào)度自動化發(fā)展到當前的SCADA/EMS/DMS,已與計算機和通信技術(shù)密不可分了。而且,國外某些EMS/DMS開發(fā)廠家的興衰史還表明,超越計算機和通信技術(shù)的發(fā)展單獨去開發(fā)必然事倍功半,甚至以失敗告終。反過來如不緊跟計算機和通信技術(shù)的發(fā)展,就將失去大量市場。當代計算機和通信技術(shù)發(fā)展的標志,就是以信息的有效使用和高度共享為特征的信息技術(shù)(IT,information technology)。 (2)從電網(wǎng)管理機制的變動來看,和技術(shù)進步不同,面臨著從壟斷經(jīng)營走向開放市場的變革時期。放開傳統(tǒng)上按電網(wǎng)規(guī)律進行的管理(de-regulation),而
引入市場競爭機制的電力市場(power market),不僅影響對傳統(tǒng)EMS/DMS的改造和新應(yīng)用的開發(fā),而且重要的是將突破電網(wǎng)調(diào)度自動化傳統(tǒng)的世襲陣地,在電力市場的帶動下,把傳統(tǒng)上屬于在線運行的電網(wǎng)調(diào)度自動化和離線的營銷管理統(tǒng)一起來。 信息技術(shù)和電力市場的綜合作用,必將推動傳統(tǒng)EMS/DMS的變革,向集電網(wǎng)運行和電力營銷于一體的信息化管理方向發(fā)展。 電網(wǎng)運行的信息化管理 信息技術(shù)和電力市場的推動,產(chǎn)生了集電網(wǎng)運行和電力營銷于一體的信息化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅當前可以采用技術(shù)成熟、投資較小、收效較快、易于實施的企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng),今后還可隨著信息技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。 集電網(wǎng)運行和電力營銷于一體的信息化管理系統(tǒng),按信息的“分類、分層、分布”原則設(shè)計,最大限度地實現(xiàn)信息的有效使用和高度共享。 如第2節(jié)分析的那樣,電力行業(yè)中的信息主要分為實時信息和管理信息兩大類。其中,管理信息包括支持管理的準實時信息和網(wǎng)際交互的通信信息。一般說來,面向電網(wǎng)運行的實時信息通過自動化而獲得,而管理信息由人工錄入或通過計算機加工而成。 信息的分類不僅反映響應(yīng)時間的不同,所采取的安全措施亦各有特色。存于實時數(shù)據(jù)庫中的共享信息具有數(shù)據(jù)雙重化、廣播傳送時的“兩步提交”等安全措施。并通過信關(guān)定時將管理所需的實時信息送至管理數(shù)據(jù)庫,嚴格控制信息的反向傳送,以確保電網(wǎng)實時運行的高度安全。至于網(wǎng)際通信所需的實時信息只能由管理數(shù)據(jù)庫控制轉(zhuǎn)發(fā),并使用防火墻進行信息過濾,確保管理信息的安全運行。 信息的分層和分布,與運行和管理機制有關(guān)。但信息的有效使用和共享程度,將反映出信息化管理水平的高低。如電網(wǎng)運行實時系統(tǒng),主站以下一般按高壓變電站RTU(兼作饋線自動化二級主站)、中壓開閉所/饋線FTU、低壓配變臺區(qū)多功能表計AMR(含通過表計的需量監(jiān)控實現(xiàn)負荷控制)分層,同層則隨地域不同而分布。但如電網(wǎng)規(guī)模較大,就會出現(xiàn)是否在變電站之上增設(shè)基地站、市調(diào)之下增設(shè)配調(diào)等問題。 特別是在電力市場的推動下,電網(wǎng)運行的實時信息和電力營銷的管理信息要求準實時共享,計量信息來自網(wǎng)際關(guān)口、上網(wǎng)小水火電和大中小用戶等多種渠道。實時信息和管理信息的合理組織及優(yōu)化,將直接影響到自動化系統(tǒng)和管理機制的效率及安全。因此,對信息化管理的研究顯得就很重要。實際上,我國有的地區(qū)級供電網(wǎng)已開始對這方面的問題進行研究了。 結(jié)語 (1)電網(wǎng)調(diào)度自動化隨技術(shù)的進步和電網(wǎng)管理機制的變動而不斷更新?lián)Q代,開發(fā)新的應(yīng)用,當前正面臨著信息技術(shù)蓬勃發(fā)展和放開常規(guī)管理機制的變革時期。 (2)電力工業(yè)的發(fā)展,無論是電網(wǎng)的實時運行和電力的營銷管理均已進入信息技術(shù)領(lǐng)域。 (3) 代表當代信息技術(shù)水平,支持多媒體信息、具有多種功能并能方便集成各類現(xiàn)有系統(tǒng)的內(nèi)聯(lián)網(wǎng)/因特網(wǎng)技術(shù),完全能夠覆蓋電力行業(yè)企業(yè)管理和營銷服
務(wù)的各種應(yīng)用,并具有技術(shù)成熟、投資較小、收效較快、易于實施等特點。 (4) 基于網(wǎng)絡(luò)交易的電力市場,促成了電網(wǎng)實時運行和電力營銷管理支持系統(tǒng)的分設(shè)和信息的有機結(jié)合,并要求實現(xiàn)準實時級的信息共享,推動了集電網(wǎng)運行和電力營銷于一體的“信息化管理”的發(fā)展。電力市場的OASIS,就兼具有電網(wǎng)運行實時信息和電力營銷管理信息,但為了市場的公平競爭,突出強調(diào)了“同時”的原則。 (5) 基于內(nèi)聯(lián)網(wǎng)/因特網(wǎng)技術(shù),實現(xiàn)電網(wǎng)實時運行和電力營銷管理的信息化管理,較好地解決了電網(wǎng)實時運行和電力營銷管理的“分設(shè)”和“結(jié)合”問題。特別是地區(qū)級供電網(wǎng),實時計量和營銷管理任務(wù)繁重,實施信息化管理將有力地提高企業(yè)的管理水平。今后,隨著信息技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展,還可收到“事半功倍”和“水漲船高”之效。 參考文獻 1 王明俊, 傅書惕, 吳玉生.面向?qū)ο笤O(shè)計的開放式能量管理系統(tǒng).北京:中國電力出版社, 1997 2 王明俊, 于爾鏗, 劉廣一.配電系統(tǒng)自動化及其發(fā)展.北京:中國電力出版社, 1998 3 于爾鏗, 韓放, 謝開 et al.電力市場.北京:中國電力出版社, 1998

責任編輯:葉雨田
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