能量管理系统2009秋-2013
能量管理系统
现代电网和电厂都需要配备计算机系统,以便对电能的生产、输送和分配进行监控、控制和管理。
这种计算机系统的功能包括安全监控(SCADA)、自动发电控制(AGC)、网络分析(NA)和计划、调度员培训模拟(DTS)及配电自动化(DA)等几个部分。
包括以上全部功能的系统称为能量管理系统(Ener gy Mana g ementS y s2 tem),简称EMS。
有文献将以配电自动化为核心的计算机系统称为配电管理系统(DistributionAu2 tomationS y stem),简称DMS或DAS,亦有文献将上述系统泛称为SCADA/EMS。
一、开放式系统标准当前用户对开放式系统的要求集中在应用软件可移植性及系统的可互换性,以适应发展的要求和保护原有的投资,因此要求EMS实现标准化,特别是在计算、软件、数据以及用户交互方式的接口的标准化。
例如要求EMS建立在统一的UNIX操作上,要求EMS支持包括OSI和TCP/IP通信、SQL数据库访问、IEEEPOSIX可移植性操作系统标准、X—Window、C++编程、Motif图形用户接口等一系列标准。
二、分布式系统用符合现代开放式系统标准的可扩充分布式体系结构来取代传统的集中式系统。
这样做可使结构很灵活,能够根据发展的要求很方便地进行扩充。
这种EMS系统的体系结构包括一个作为系统核心的数据服务器以及根据顾客(用户)———服务器原理构成的分布式子系统。
服务器与子系统之间是标准的接口界面。
EMS系统核心将公用的服务如数据库、告警处理、事件记录和数据存档提供给分布式的各子系统。
这些子系统包括全图形窗口用户接口、数据采集、SCADA以及与电网运行有关的各种应用。
三、统一的商用关系型数据库将全功能的数据库管理系统与面向对象的实时SCADA数据库结合为一体。
数据定义、数据存档、记录及非遥测值存于数据库管理系统的主要数据存储库中,而实时性要求高的值则存放在单独的存储器的结构中,而后者也是由统一的关系型数据库管理系统初始化时生成的。
【国家自然科学基金】_能量管理系统(ems)_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
科研热词 高级应用软件 软件支撑平台 硬件平台 混成自动控制 微网能量管理系统 多重目标趋优化 先进能量管理系统 事件驱动 igml iec61970 corba
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
科研热词 推荐指数 能量管理系统(ems) 4 输入端 2 人机界面 2 风电场 1 集群计算 1 遗传算法(ga) 1 输入网 1 负荷控制系统 1 负荷控制建模 1 语音识别 1 设计准则 1 紧急直流功率支援 1 短期规划 1 电压稳定 1 电力系统 1 灵敏度法 1 模糊潮流 1 数据采集与监控(scada)系统 1 数据交换平台 1 抽样调查 1 应用集成 1 基于组件的开发 1 在线统计综合法 1 可信性理论 1 双机热备 1 功角稳定 1 先进的能量管理系统 1 优化控制 1 交直流系统 1 中间件 1 iec61970 1 ems 1
推荐指数 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 源自 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
能量管理系统
能量管理系统能量管理系统（EMS)包括：数据采集和监控系统（SCADA系统)，自动发电控制(AGC)和经济调度控制(EDC），电力系统状态估计(State Estimator)，安全分析(Security Analysis),调度员模拟培训系统（DTS)。
科技名词定义中文名称：能量管理系统英文名称：energy management system，EMS;energy management system定义1：一种计算机系统，包括提供基本支持服务的软件平台，以及提供使发电和输电设备有效运行所需功能的一套应用，以便用最小成本保证适当的供电安全性。
所属学科：电力（一级学科）；调度与通信、电力市场(二级学科）定义2：用能量状态近似法作为飞行轨迹优化算法的性能管理系统。
所属学科：航空科技（一级学科）；飞行控制、导航、显示、控制和记录系统(二级学科）能量管理系统(EMS）包括:数据采集和监控系统(SCADA系统)，自动发电控制（AGC）和经济调度控制（EDC），电力系统状态估计（State Estimator)，安全分析(Security Analysis)，调度员模拟培训系统(DTS)。
配电网管理系统（DMS)包括：配电自动化系统(DAS），地理信息系统（GIS),配电网重构，管理信息系统（MIS),需求侧管理（DSM)。
1、SCADA系统SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统。
SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
简介在电力系统中,SCADA系统应用最为广泛,技术发展也最为成熟。
它在远动系统中占重要地位，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能，即我们所知的＂四遥＂功能.RTU（远程终端单元)，FTU（馈线终端单元）是它的重要组成部分．在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用．编辑本段系统概述SCADA系统概述一、SCADA系统概述SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
3-1 能量管理系统(EMS)第1节
电力系统调度自动化及EMS
四、能量管理系统的体系结构 能量管理系统，也即电网调度自动化系统可分成如下四 个子系统: 1、信息采集和命令执行子系统 2、信息传输子系统 3、信息的收集、处理和控制子系统 4、人机联系子系统
电力系统调度自动化及EMS
调度自动化系统的框架结构图：
电力系统调度自动化及EMS
（二）分布式调度自动化主站系统的体系结构
电力系统调度自动化及EMS
磁盘阵列 大屏幕投影或模拟屏 其它 功能 工作站 （若干） D TS 子 网
G PS 时钟
SCAD A 服务器 （ × 2）
系统 服务器 A
系统 服务器 B
调度员 MMI （ × 3）
D TS 教员台
D TS 学员台 （ × 2） 主站实时网 A 主站实时网 B
电力系统调度自动化及EMS
（三）数据库系统 在调度自动化系统中，数据库系统是实现有组织、动态地 存储大量电网数据，方便多用户访问的由计算机软硬件资源 组成的系统。 分为实时数据库和历史数据库。 实时数据库主要用于实时数据的储存，由于其对实时性的 要求，一般采用专用的数据库。历史数据库主要用于对历史 数据的储存，一般采用商用数据库，如oracle、SQL Server、 SYBASE等数据库。
（一）集中式调度自动化主站系统的体系结构 1单机系统
Байду номын сангаас
无冗余。即采用单台计算机作为主计算机构成系统。 在单机系统配置中，如果任何一个关键性的系统元 件损坏，都会导致整个主站控制系统停运。因此通常运 用于小系统，例如变电站综合自动化系统中。
电力系统调度自动化及EMS
（一）集中式调度自动化主站系统的体系结构 2 双机系统 双机系统通常出两台完全相同的主机及各自的存储器， 输入输出设备和公用的输入输出设备等构成。 方案（1）： 平时一台计算机承担在线功能，另—台处于热备用 状态。当在线机故障时，自动进行切换，由备用机承担 在线任务。
能量管理系统
能量管理系统摘要:能量管理系统(EMS)是一套大型计算机应用软件,在传统的垂直一体化的电力系统中,其主要的功能模块有数据采集与监视(SCADA)、负荷预测、自动发电控制(AGC)、网络分析(NA)、在线经济调度、预想事故与潮流分析、发电与输电计划、开断计划等。
文章在简要概述能量管理系统(EMS)发展历史及其应用软件的基础上,以SE-9000系统为实例对能量管理系统(EMS)应用进行分析。
关键词:能量管理系统;EMS;应用软件;SE-90001能量管理系统EMS的发展概述电力系统自动化经历了“元件自动化”、“局部自动化”、“单一岛自动化”到“综合自动化(EMS)”的发展阶段,能量管理系统将各个自动化孤岛连接成为一个有机的整体。
20世纪60年代提出的在线安全分析的急迫性,促进了能量管理系统的诞生;20世纪80年代频繁出现的大型电力系统电压崩溃事故,使EMS的重要性更为突出;20世纪90年代以来实行的电力市场,使电力系统的运营从垄断走向开放、走向市场,:EMS的功能子模块重新面临技术改造和补充完善的严峻挑战,突出表现在实时电价计算、最大输电能力计算、输电路径优化、输电费用计算、输电服务预调度和实时调度等。
能量管理系统的开发和应用可大致划分为四个阶段,如表1所示。
2能量管理系统EMS主要应用软件根据各主要软件的功能及用途,可将EMS划分为五大类别:发电控制类、发电计划类、网络分析类、调度员培训模拟类、市场交易与管理类。
2.1发电控制类软件这类软件主要由自动发电控制、发电成本分析、交换计划评估和机组计划组成。
①自动发电控制(AGC)。
自动发电控制是一项成熟的技术,它有40多年的历史而且已经由模拟系统发展到数字系统,由线形反馈控制发展到最优控制。
自动发电控制的基本功能包括:负荷频率控制,维持系统频率(50Hz)或/和维持区域间联络线交换功率为计划值;经济调度,确定各机组的经济基准运行点;系统备用容量监视;AGC系统性能监视。
自动化竞赛理论多选题
多选题：1. 交流采样装置进行检验时，基本设备包括：（）。
A.数字万用表B.多功能标准表或现场校验仪C.标准检验装置D.钳形电流表等答案：ABCD2. 时间同步系统有多种组成方式，其典型形式有（）。
A.基本式B.主从式C.总线式D.主备式答案：ABD3. 时间同步装置主要由（）组成。
A.接收单元B.时钟单元C.输出单元D.合并单元答案：ABC4. 发电厂是将水力、煤炭、石油、（）等能量转变成电能的工厂。
A.天然气B.风力C.生物质能D.太阳能E.核能答案：ABCDE5. 电力系统运行控制的目标可以概括为：（）。
A.安全B.优质C.经济D.环保E.迅速答案：ABCD6. 自动化机房应安装以下监视设备：（）。
A.红外线传感器；B.自动火灾报警器；C.温度、湿度传感器；D.监视摄像系统；E.门警系统；答案：ABCDE7. （）设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。
A.发电C.变电D.配电E.用电答案：ABCDE8. 由（）设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体成为电力网。
A.发电B.输电C.变电D.配电E.用电答案：BCD9. 国家电网公司2009版《能量管理系统（EMS）实用化标准（试行)》中，基本应用包括：（）。
A.数据采集与监视控制(SCADA)B.自动发电控制(AGC)C.状态估计(SE)D.调度员潮流(DPF)E.静态安全分析(SA)答案：ABCDE10. 对电网建模而言，常见的理想元件有（）等，它们可以看成是构成电力网络的最小单元。
A.避雷器B.电阻器C.电感器D.电容器E.变压器答案：BCDE11. 关系数据库中，可以进行哪类关系运算（）。
A.循环B.投影C.选择D.连接答案：BCD12. 从最大层次上，ORACLE数据库系统可以分为（）。
A.数据库文件B.数据库字典C.数据库模型D.数据库实例答案：ABD13. 在输电线路参数中属于耗能参数的是（）。
电力系统管理及其信息交换标准部分
IEC/TS
62351—3：2007
Powersystemsmanagementandassociatedinformationexchange-Dataandcommunicationssecurity-Part3：Communicationnetworkandsystemsecurity—ProfilesincludingTCP/IP
Powersystemsmanagementandassociatedinformationexchange—Dataandcommunicationssecurity-Part6：SecurityforIEC61850
43.
IEC/TR
62357:2003
Powersystemcontrolandassociatedcommunications-Refereneearchitectureforobjectmodels，servicesandprotocols
IEC
62056—42
:2002,IDT
12.
GB/T
19882.31
-2007
自动抄表系统第3—1部分：应用层数据交换协议对象标识系统
IEC62056—
61
:2002,IDT
13.
GB/T19882。
32
-2007
自动抄表系统第3—2部分：应用层数据交换协议接口类
IEC
62056—62:2002,IDT
32.
IEC61970—407
:2007
Energymanagementsystemapplicationprograminterface
（EMS—API）-Part407:TimeSeriesDataAccess（TSDA）
能量管理系统energy
能量管理系统1 微电网结构能量管理系统微型燃气轮机光伏电池蓄电池组大电网功率&电压控制器隔离开关断路器PCC 敏感负荷一般负荷微型燃气轮机馈线A 馈线B馈线C S 1S 2S 5S 7S 3S 4S 6S 8S 9S 10S 11电网监控器电力传输线信息流线图1 微电网结构图图1微电网的结构图[1][2]，它通过隔离变压器、静态开关和大电网相连接。
微电网中绝大部分的微电源都采用电力电子变换器和负载相连接，使其控制灵活。
微电网内部有三条馈线，其中馈线A 和B 上连接有敏感负荷和一般负荷，根据用电负荷的不同需求情况，微电源安装在馈线上的不同位置，而没有集中安装在公共馈线处，这种接入形式可以减少线路损耗和提供馈线末端电压支撑。
馈线C 上接入一般负荷，没有安装专门的微电源，而直接由电网供电。
每个微电源出口处都配有断路器，同时具备功率和电压控制器，在能量管理系统的控制下，调整各自功率输出以调节馈线潮流。
当监测到大电网出现电压扰动等电能质量问题或供电中断时，隔离开关S 1动作，微电网转入孤岛运行模式，以保证微电网内重要敏感负荷的不间断供电，同时各微电源在能量管理系统的的控制下，调整功率输出，保证微电网正常运行。
对于馈线Ａ、Ｂ、Ｃ上的一般负荷，系统则会根据微电网功率平衡的需求，将其切除。
2 负荷分类、要求及接入设备功能2.1 负荷分类与要求根据负荷对电力需求的特性可将负荷分为基本两大类[3]：敏感负荷：对这一级负荷断电，将造成人身事故、设备损坏，将生产废品，使生产秩序长期不能恢复，人民生活发生紊乱等。
这是这是敏感负荷中的重要负荷。
由于供电中断会造成大量减产、人民生活会受到较大影响的用户负荷，这是敏感负荷中的比较重要的负荷。
一般负荷（非敏感负荷）：敏感负荷以外的属于一般负荷。
可视为一个可控的负荷参与微电网的能量调度，并且在适当的时候（孤网模式时）可中断其供电，以此确保敏感负荷的正常供电。
要求：敏感负荷。
12能源管理系统
第三计量分区：空勤病房，分区内有2台空调。
◊十层：分四个计量分区
第一计量分区：门诊医技楼西，分区内有1台空调；
第二计量分区：办公区、IVF实验室，分区内有1台空调；
第三计量分区：康复中心，分区内有1台空调；
第四计量分区：空勤餐厅、厨房，分区内有1台空调。
◊十一层：分二个计量分区
第二计量分区：儿科，分区内有7块电表；
第三计量分区：公共诊区1、公共诊区2,分区内有6块电表；
第四计量分区：航空航天传统医学（中医科）、正骨治疗科诊区，分区内有7块电表；
◊三层：分四个计量分区
第一计量分区：门诊医技楼西（超声科、检验科），分区内有13块电表；
第二计量分区：泌尿外科，分区内有7块电表；
第
13.
根据我国《能源管理体系要求》(GB/T23331—2009)规范，我们在某医院建筑智能化系统设计方案中，设计了能源管理系统，对于水、电、空调和气体进行智能抄表计量，并在后台进行数据处理分析，以提供能源管理的方案供医院管理者进行参考决策。
在本项目中，本设计方案是基于12章的楼宇自控系统已经建成的管理平台，对地理位置相对独立区域的科室等进行能源管理的数据采集。对水、电、空调和气体智能抄表数据经建成的设备网直接进入平台进行分析处理，实现楼控、能源管理和智能照明的共平台应用，这样一方面使机电设备管理、能源的抄表计量和智能照明三个子系统进行了有效的集成，简化的系统结构，同时也降低了系统的投资。
决策层：在管理模式的最高级别，通过WEB方式访问建筑能源管理系统，建筑能源管理系统提供给决策层以下功能，如建筑物能耗概况、能耗预警及计划、决策支持、能源审计等等，作为对建筑物的能源消耗进行决策的依据。
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能量管理级-3
• 水电计划 Hydropower scheme
确定水电站、梯级水电站和抽水蓄能水电站的 逐时段水电计划， 使发电费用最小
• 交换功率计划 Interchange Scheduling
使联合系统发电费用最小
• 燃料调度计划
Fuel scheduling
网络分析级
主要目标是提高运行的安全性，做到安全性与经济性的统一
• 数据收集 SCADA • 能量管理 高级应用软件 • 网络分析 Secondary
applications
SCADA
( Supervisory Control and Data Acquisition) • 实时收集电力系统的数据并监视其状态 （3秒 ） • 是EMS与电力系统联系的总接口，它向 能量管理系统提供时实数据，EMS通过 它向电力系统发送控制信号
• 基本数据 基本不变或缓慢变化的数据, 如发电、输 电、配电及控制电路的参数 • 历史数据 运行状态的保存， 多维处理 • 临时数据 潮流计算中的导纳矩阵
确定开断容量和继电保护定值
• 电压稳定分析 Voltage stability analysis
分析临界电压和裕度，监视电压的稳定性
• 暂态分析
• 调度员模拟培训
Transient analysis
Dispatch Training Simulator
对假想方式分析， 供分析故障和安排运行方式参考
大型应用软件，包括控制中心模型， 电力系统模型和教练员系统
能量管理系统EMS
Energy Management System
能量管理系统EMS （Energy Management System )
• 以计算机为基础的现代电力系统的综合 自动化系统 • 主要针对发电和输电系统 • 用于大区级电网和省级电网的调度中心 • DMS配电管理系统 只要针对配电和用电 系统
• 网络结线分析
确定网络拓扑
Network Configuration Real-Time network State Analysis Bus load forecast
• 实时网络状态分析
确定系统运行状态
• 母线负荷预测 • 潮流
是最基本的分析软件
用于补充实时测量的不足， 为潮流提供假想运行方式的负荷数据
Management Information System
EMS GMS 发电厂效率管理系统
Generation Efficiency Management
DMS 配电管理系统
Distribution Management System
能量管理系统
计算机 操作系统运载工具 支持系统
能量管理系统应用软件
能量管理级
主要目标是提高控制质量，改善运行的经济性
• 实时发电控制 RTGEN（Real Time Generation Control)，
主要实现自动发电控制功能
AGC （Automatic Generation Control) • 系统负荷预测 System Load Forecasting
EMS and DSM
• 发电 输电 配电 用户 用户侧管理 配电管理系统
能量管理系统
• EMS Energy Management System • DMS Distribution Management System • DSM Demand Side Management
电力公司信息管理系统 MIS
• EMS关键Βιβλιοθήκη 采用自上而下的原则设计、 开发和实用化 • 其本质是将经验型调度提高到分析型调 度
EMS 的数据库
EMS的数据
• 实时数据（SCADA) 遥信(通/断 0/1) 遥测P,Q,V,f, 电量, 功率对时间的积分 • 预报和预测数据:负荷预报,发电计划,机组 组合,水电计划,交换计划,燃料计划,检修 计划和电压计划
对故障进行评估
• 安全约束调度 Security constrained dispatch
支路过负荷时，调整各机组发电功率解除过负荷， 或在严重时切除相关负荷
网络分析级-3
• 最优潮流 Optimal Power Flow
包括经济调度和安全潮流两方面的内容 采用控制变量使目标函数最小
• 短路电流计算 Short Circuit Current Calculation
Load flow calculation
网络分析级-2
• 网络等值 (External) Network Equivalent
外部网络等值
• 网络状态监视 Network status monitoring
监视功率、电压、角度差 对越限发出报警信号
• 预想故障分析 Contingency Selection
根据前几天或几周的实际负荷，预测未来的系统总负荷
能量管理级-2
• 发电计划 Generation Scheduling （火电调度计划）
确定某时刻或1日至一周各时段的火电机组的发电计划， 使周期内发电费用最小
• 机组经济组合
Unit Commitment
确定1日至1周内逐时段的机组启停计划，使周期内发电 费用和启动费用之和最小