電網運行的信息化管理
摘要 當前,電網調度自動化正面臨著信息技術蓬勃發展和電網管理機制由壟斷經營走向開放市場的變革時期。文章在介紹電網調度自動化發展過程的基礎上,就信息技術和電力市場對電網調度自動化的影響進行了分析。最
摘要 當前,電網調度自動化正面臨著信息技術蓬勃發展和電網管理機制由壟斷經營走向開放市場的變革時期。文章在介紹電網調度自動化發展過程的基礎上,就信息技術和電力市場對電網調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(EIS)進行了討論。 關鍵詞 信息技術 電力市場 電網調度自動化 能量信息系統 電網調度自動化的發展 電網調度自動化的技術裝備,隨技術的進步和電網管理機制的變動而不斷更新換代。 就技術進步而言,電網調度自動化的技術裝備已從50年代的遠動化、70年代的遠動+計算機技術、80年代開始的由計算機和通信技術組成的 SCADA/EMS/DMS系統。其應用領域也從遠動化的“四遙”(遙測、遙信、遙控、遙調)、安全監控SCADA系統到能量管理系統(EMS)和配電管理系統(DMS)。 當前,標志著技術進步的EMS高級應用軟件,正從傳統的自動發電控制、狀態估計、安全分析、調度員潮流等向動態和優化方向發展,如在線穩定、優化潮流以及包括有動態特性的調度員培訓模擬等,并已突破上述精確解的范疇,進入了開發專家系統、模糊控制、神經網絡等智能型應用軟件的新領域。 配電管理系統(DMS)的應用發展也很快,傳統上以單項自動化林立為特征的“多島自動化”,如SCADA系統、負荷控制系統、配電管理系統、電量計費系統、環網故障識別和恢復供電系統等正在走向系統集成。用于離線輸電、變電、配電、用電管理的地理信息系統(GIS),現已可提供在線服務,并與全球衛星定位系統(GPS)相結合發展了流動作業管理系統(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擴施工等任務。 可見,主要任務在于保證網內安全、經濟、優質運行的能量管理系統,還承擔網際聯絡線之間的能量(關口電量)交易。但這些交易軟件反映的是電力公司壟斷經營的特點,如開停機計劃是以總的生產費用最小為目標函數,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。 電網調度自動化的發展與技術進步和電網管理機制密切相關。 (1)從技術的進步來看,電網調度自動化發展到當前的SCADA/EMS/DMS,已與計算機和通信技術密不可分了。而且,國外某些EMS/DMS開發廠家的興衰史還表明,超越計算機和通信技術的發展單獨去開發必然事倍功半,甚至以失敗告終。反過來如不緊跟計算機和通信技術的發展,就將失去大量市場。當代計算機和通信技術發展的標志,就是以信息的有效使用和高度共享為特征的信息技術(IT,information technology)。 (2)從電網管理機制的變動來看,和技術進步不同,面臨著從壟斷經營走向開放市場的變革時期。放開傳統上按電網規律進行的管理(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EMS/DMS的改造和新應用的開發,而且重要的是將突破電網調度自動化傳統的世襲陣地,在電力市場的帶動下,把傳統上屬于在線運行的電網調度自動化和離線的營銷管理統一起來。 信息技術和電力市場的綜合作用,必將推動傳統EMS/DMS的變革,向集電網運行和電力營銷于一體的信息化管理方向發展。 電網運行的信息化管理 信息技術和電力市場的推動,產生了集電網運行和電力營銷于一體的信息化管理系統。該系統不僅當前可以采用技術成熟、投資較小、收效較快、易于實施的企業內聯網,今后還可隨著信息技術的發展而發展。 集電網運行和電力營銷于一體的信息化管理系統,按信息的“分類、分層、分布”原則設計,最大限度地實現信息的有效使用和高度共享。 如第2節分析的那樣,電力行業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際交互的通信信息。一般說來,面向電網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時間的不同,所采取的安全措施亦各有特色。存于實時數據庫中的共享信息具有數據雙重化、廣播傳送時的“兩步提交”等安全措施。并通過信關定時將管理所需的實時信息送至管理數據庫,嚴格控制信息的反向傳送,以確保電網實時運行的高度安全。至于網際通信所需的實時信息只能由管理數據庫控制轉發,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。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。如電網運行實時系統,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、低壓配變臺區多功能表計AMR(含通過表計的需量監控實現負荷控制)分層,同層則隨地域不同而分布。但如電網規模較大,就會出現是否在變電站之上增設基地站、市調之下增設配調等問題。 特別是在電力市場的推動下,電網運行的實時信息和電力營銷的管理信息要求準實時共享,計量信息來自網際關口、上網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化,將直接影響到自動化系統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,我國有的地區級供電網已開始對這方面的問題進行研究了。 結語 (1)電網調度自動化隨技術的進步和電網管理機制的變動而不斷更新換代,開發新的應用,當前正面臨著信息技術蓬勃發展和放開常規管理機制的變革時期。 (2)電力工業的發展,無論是電網的實時運行和電力的營銷管理均已進入信息技術領域。 (3) 代表當代信息技術水平,支持多媒體信息、具有多種功能并能方便集成各類現有系統的內聯網/因特網技術,完全能夠覆蓋電力行業企業管理和營銷服
務的各種應用,并具有技術成熟、投資較小、收效較快、易于實施等特點。 (4) 基于網絡交易的電力市場,促成了電網實時運行和電力營銷管理支持系統的分設和信息的有機結合,并要求實現準實時級的信息共享,推動了集電網運行和電力營銷于一體的“信息化管理”的發展。電力市場的OASIS,就兼具有電網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,突出強調了“同時”的原則。 (5) 基于內聯網/因特網技術,實現電網實時運行和電力營銷管理的信息化管理,較好地解決了電網實時運行和電力營銷管理的“分設”和“結合”問題。特別是地區級供電網,實時計量和營銷管理任務繁重,實施信息化管理將有力地提高企業的管理水平。今后,隨著信息技術的發展而發展,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.面向對象設計的開放式能量管理系統.北京:中國電力出版社, 1997 2 王明俊, 于爾鏗, 劉廣一.配電系統自動化及其發展.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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