能量管理系统(EMS)的技术发展
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分析、 安全约束调度 、 最优潮流、 电压稳定性分析、 有 功稳定性分析和短路 电流计算等 , 它们可以取实时
方 式 数据 或假 想方 式 数据 工作 。 网 络 分 析 级 从 S AD 取 实 时 量 测 数 据 , C A 向
交攮计螂
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19 7年 第 8期 9
中 国 电 力
第 3 卷 0
6~8 0 0年 代是 电力 系统 分 析 与 控制 理论 飞速 发 展 的年 代 , 成 了 由经 典 电工 理论 向现 代 控 制 理 完 论 的飞跃 。EMS高 级 应用 软件 用 到 预测 理论 、 优化 理 论 、 定性 理 论 和可 靠性 理论 , 稳 直到 智 能技术 。 目 前 电力 系统 静 态分 析 技术 已经成 熟 , 而最 优潮 流 、 暂
为独立 S A A 系统 的补救措施 , C D 不可做为 系统选
择 , 是 将不 同软 件 后 天 机 械 包 装 在 一起 , E 它 而 MS
是将这些软件做为有机整体先天设计 出来的。 “ 自上而下” 设计原则的另一个例子是调度员培 训 模 拟 系统 , 与 E 它 MS分离 开 发 的结 果是 : 1 ()
功 能 , 图 3中以 E 在 MS完 全拷 贝的 形式 表示 。 由上 述 E MS历史 演变 过 程 可 以 看到管 理 系统 是 自动化 技术 发 展 中 由量变 到 质 变 的 一次 飞跃 , 它
优点是 , 充分利用原系统 , 改造工程量 ( 口) 接 很小,
几 乎是买 来就 能 用 。这些应 用 软件 对数 据 传送速 度
4 结束语
电力 系统 调度 的 实 际需 要 是 E MS产 生与 发 展
的动力, 计算技 术和 应用软件 的发展 促进 了 E MS 的成熟 。
E MS是 电力 系统 自动 化 由岛 自动 化 上 升为 综 合 自动 化 的技 术 飞跃 , 基 本 设 计 原 则 是 “ 其 白上 而
2 E “ MS 自上而 下” 的设计原则
E MS总 体 结 构 如 图 2所 示 , 由 6 部 分 组 它 个
有被 国内其它电网即时吸收 , 许多 电网陆续 由国内 开发 或 由国外 引 进 了调 度 自动 化系 统 , 其绝 大 部分 有很 强的支持 系统 , 无法继续开发 E MS高级 应用
3 于 尔 铿 , 广 一 , 京 阳 等 . 量 曾 理 系 统 ( M s 与 配 电管 理 系 刘 周 能 E ) 统( DMS . ) 电网 技 术 ,9 4 ( ) 1 9 ;2
能量 管理 级 的计 划 型应 用软 件分 为短期 和 中长 期 的预 测 和 计 划软 件 : 负荷 预 测 、 组 启停 计 划 、 机 经
几乎没有要求 , 的公司甚 至直接采用离线软件包 有 和商 业数 据库 , 而成 倍 的降低 软件 费用。当然 从
E MP的缺 点是 显而 易见 的 , 一是 系统 的可 维 护性 很 差, 二是 无法 扩展 与 E MS一致 的 D 。E TS MP虽 与 E MS表 面功 能 一致 , 设 计 原 则 完 全 不 同 , 能做 而 只
需付出极大 的代价 。 改造 的途经有两条 : 一是装配能 量管理平台 ( EMP)二 是 弃 旧 图新 。EMP是 在 原 ,
S cAD AG 系统 与 外 接 的 应 用 软 件包 之 间 装一 A/ c 个 取数 的接 口 , 山东 电阿 E MS就是 这 样 的例子 。其
E MS的培训模拟系统( T ) D S 应具备 E 全部 MS
电力科学研究院按“ 上而下” 自 原则,97 18 年开 始设计我国第一套完整的 E MS应用软 件。用了 8 年时间, 设计 了约 1 0 0 万行程序, 开发了 80 0 多幅画
面, 编写 了 20多 万字 的文档 。 一套高 级 应用软 件 0 这 已用于 华 中 、 山东 、 北 、 华 华东 和上 海等 电网 。
燃 辩计 划
■志 稳 定 分析
图 3 MS的应用软件 E
S A A送 回量测质量信息 ; C D 网络分析级从 能量管 理 级 取 负荷 预 测 值和 发 电计 划值 , 回送 网 损修 正 系
数 和 机组 安 全 限 值 ; 络分 析 向培训 模 拟 级 送 实 时 网 方 式和 假 想方式 数据 。 3 4 培 训模 拟级 ( TS . D ) 调 度 员培 训模 拟 ( S 一 般 划 到 网 络分 析 级 , DT ) 它以研 究方 式或 假 想方 式 数据 出 发 , 规 定 的 教案 按 ( 件序 列 ) 训调 度员 。 事 培 D TS是 在 S ADA、 C 和 潮流 应用 软 件 的基 C AG 础上增加动态模拟和教案系统而构成的 , 除培训外 ,
潮流和 经 济 调度 软件 的研 究 ,0 代 末 开始 在线应 7年 用软 件 的研 制 , 8 到 0年代 中期 曾把 当 时 国外 E MS
的全部应用软件: 状态估计、 潮流 、 负荷预测、 经济调
度 、 障分 析和 最优 潮 流等 全 部 装到 了湖 北 自动化 故 系统 中 , 一单 项都 进行 了成 功 的测试 , 总体无 法 每 而 正 常使 用 。 8 0年 代后 半 期 , 国 四大 电网 ( 我 华北 、 北 、 东 华 中 和 华 东 ) 度 自动 化 引进 中 , 大 技 术 收 获 有 三 调 最
软 件 , 能 称 为 S ADA 系统 , 上 升 为 完 整 E 只 C 欲 MS
成 : 算 机、 作 系 统、 持 系 统 、 据 收 集 计 操 支 数 (C S ADA)能 量管理 ( 电控 制 与发 电计 划 ) 网络 、 发 和
分 析 。 三部分 相 当于 “ 载工 具 ”后三 部分 相 当于 前 运 , “ 斗 部分 ”而 且 战 斗 部 分 又 可 分 为 两 部分 :C 战 ; S A— D 为 “ 规 武 器 ” 能 量 管 理 和 阿 络 分 析 为 “ 武 A 常 , 核 器 ” 一般 称为 高级应 用 软件 ) ( 。
数 据 收集 级 任务 是实时 收 集 电力 系 统数据 并 监
视 其状 态 。
SA C DA 是 E MS与 电力 系 统联 系 的总 接 口, 它 向能量管 理 级 和 网络分 析 级提 供 实 时数据 ; MS通 E 过 它 向 电力 系 统发 送 控 制 信 号 ; 络分 析 可 以 向它 网 返 回量测 质 量信 息 。 32 能量 管 理信 息级 . 能量管 理 级软 件 特点 是 利用 电力 系统 总体信 息 ( 频率 、 时差 、 组 功率 、 络线 功率 ) 行调 度决策 , 机 联 进
D TS不 能从 E MS取 得 过 去 、 在 和未 来 的数 据 , 现 成 为 无源 之水 j2D ( ) TS培 训环 境与 E MS工作 环境 不
岛意识 的设计水平提高到 自觉的、 目的的、 有 整体设
计水平 。
E MS自上而下设计是 我国几 十年 电力 系统 自
动化经 验 的结 晶 。 国在 6 代初 期就 开始 了离 线 我 O年
济负荷分 配计 划、 交换功率计划、 电调度计划、 水 燃 料调 度 计划 、 修计 划 等等 。 检
主要控制 目标是改善控制质量和提高运行经济性 。 能量管理级的实时应用软件主要是 自动发 电控
制, 包括 自动频率 控 制和 在 线经济 负荷 分 配 为改 善 跟 踪 性能 , 可配 合超 短期 负荷 预 测 和 动态 经 济调 度
( 用调 度 ) 备 。
下 目标是将经验型调 度提 高到分析 型调度 , , 提高 电力 系统 安全 与经 济运 行 水平 。
对支持软件重要性的认识 , 导致 9 年代由电力 0 科学研究院和东北 电力集团联合开发新一代面向对
象 的、 开放 的 、 自主 版权 的 E MS支 持 系统 , 此摆 由 脱对 国外软 件 的依赖 性 。
图2 E MS总 体 组 成
对商 品软件 的认识 促使 人们按 软件 工程 的需要 分层 次组 织 人员 , 长期 改进 软 件的 可靠性 和方 便性 。 由四大 电网花 了高 昂代价 取得 的宝 贵经验 并 没
将 自动化 岛联接成为有机整体 。 MS E 概念的建立是
在 电力 系统 自动 化 认 识进 程 中 , 由必 然 王 国到 自由 王 国的 一 次升 华 : 由孤 立 的 、 止 的 、 面 的 自动 化 静 表 岛的认识 水 平上 升到统 一 的 、 态 的 、 动 内在联 系的管 理 系统 的认识 水 平 。 者是 “ 前 自下 而上 ” 问题 , 看 后者 则是 “ 自上 而下 ” 问题 j 应 的 由 自发 的、 目的 、 看 相 盲
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第3 0卷
能量 管理 系统( MS 的技 术发展 E )
19 9 7年 第 8 期
一
致 , 境 的混 乱 不 利于 培训 ;3 投资 和 维 护 费 用 环 ()
信息 ; 能量管理级 向网络分析级送系统负荷预测值
和 发 电计 划值 , 回 网损 修 正 系数 和 考 虑 线 路 安全 取 约 束的 机组限 制值 。 33 网 络分 析级 . 网 络 分 析 级 的 特 点 是 利 用 电力 系 统 全 面 信 息 ( 线 电压 和 电压相 角 ) 行 分 析 与 决策 , 母 进 主要 目标 是 提高 运 行 的 安 全性 , 合 能 量管 理 软 件 , EMS 配 使 总 的决 策做到 安全 性与 经 济性 的统 一 。 网 络分 析 级 实 时型 核 心 软 件 是 状 态估 计 , 它提
也 可 以做 分 析 使用 。
3 E S应 用 软 件 M
如 图 3所 示 , MS应用 软 件 可 以 分 四 级 : E 数据
收集级 、 能量管理级 、 网络分析级和培训模拟级。这 些软件按两种模式工作: 实时型和研究型或计划型。 3 1 数 据 收集 级 (C . S ADA)
5 参 考 文 献
1 于尔铿 - 能量管理 系统 ( MS 的设计 .电网技术 .9 1 ( ) E ) 1 9 I2 2 于尔铿 , 自晓明 . 能量管理 系统 ( Ms 与配 电管理 系统 ( Ms . E ) D ) 电力系统分折与控制论文集 . 中国电机工程学报增刊) 1 9 ( .9 4
高 , TS直接 采 用 E S中 的 软 件 (C A、 D M S AD AGC、
潮流等) 可降低开发量。
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故 障 分 析 安 全
供 实时方式数据 , 研究型核心软件是调度潮流, 它提
供 假 想运 行方 式 ( 去 、 过 现在 和将 来 ) 数据 。 其它 网络 分析 软件 有 : 线 负荷 预测 , 想故 障 母 预
赛 电计 划
木 电计 划
约 束 调 度
量馋 蠢 施
短 路 电 施分 析
态分析和人工智能等仍期 望有更快的计算机及对 电 力 系 统 规律 更 深 刻 的认 识 。因此 E MS高级 应 用 软
件 带 动 了 电力 系统 专业 的知识 结构 更新 。
能■瞥理 茉统 培训幔拟
点: 一是认识 了“ 自上而下’ ’ 原则, 二是理解了支持系
统 的重 要性 , 是 明白 了商品 化软 件 的要 求 。 三
分析、 安全约束调度 、 最优潮流、 电压稳定性分析、 有 功稳定性分析和短路 电流计算等 , 它们可以取实时
方 式 数据 或假 想方 式 数据 工作 。 网 络 分 析 级 从 S AD 取 实 时 量 测 数 据 , C A 向
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中 国 电 力
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为独立 S A A 系统 的补救措施 , C D 不可做为 系统选
择 , 是 将不 同软 件 后 天 机 械 包 装 在 一起 , E 它 而 MS
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功 能 , 图 3中以 E 在 MS完 全拷 贝的 形式 表示 。 由上 述 E MS历史 演变 过 程 可 以 看到管 理 系统 是 自动化 技术 发 展 中 由量变 到 质 变 的 一次 飞跃 , 它
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几 乎是买 来就 能 用 。这些应 用 软件 对数 据 传送速 度
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电力 系统 调度 的 实 际需 要 是 E MS产 生与 发 展
的动力, 计算技 术和 应用软件 的发展 促进 了 E MS 的成熟 。
E MS是 电力 系统 自动 化 由岛 自动 化 上 升为 综 合 自动 化 的技 术 飞跃 , 基 本 设 计 原 则 是 “ 其 白上 而
2 E “ MS 自上而 下” 的设计原则
E MS总 体 结 构 如 图 2所 示 , 由 6 部 分 组 它 个
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E MS的培训模拟系统( T ) D S 应具备 E 全部 MS
电力科学研究院按“ 上而下” 自 原则,97 18 年开 始设计我国第一套完整的 E MS应用软 件。用了 8 年时间, 设计 了约 1 0 0 万行程序, 开发了 80 0 多幅画
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燃 辩计 划
■志 稳 定 分析
图 3 MS的应用软件 E
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SA C DA 是 E MS与 电力 系 统联 系 的总 接 口, 它 向能量管 理 级 和 网络分 析 级提 供 实 时数据 ; MS通 E 过 它 向 电力 系 统发 送 控 制 信 号 ; 络分 析 可 以 向它 网 返 回量测 质 量信 息 。 32 能量 管 理信 息级 . 能量管 理 级软 件 特点 是 利用 电力 系统 总体信 息 ( 频率 、 时差 、 组 功率 、 络线 功率 ) 行调 度决策 , 机 联 进
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E MS自上而下设计是 我国几 十年 电力 系统 自
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主要控制 目标是改善控制质量和提高运行经济性 。 能量管理级的实时应用软件主要是 自动发 电控
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( 用调 度 ) 备 。
下 目标是将经验型调 度提 高到分析 型调度 , , 提高 电力 系统 安全 与经 济运 行 水平 。
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图2 E MS总 体 组 成
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和 发 电计 划值 , 回 网损 修 正 系数 和 考 虑 线 路 安全 取 约 束的 机组限 制值 。 33 网 络分 析级 . 网 络 分 析 级 的 特 点 是 利 用 电力 系 统 全 面 信 息 ( 线 电压 和 电压相 角 ) 行 分 析 与 决策 , 母 进 主要 目标 是 提高 运 行 的 安 全性 , 合 能 量管 理 软 件 , EMS 配 使 总 的决 策做到 安全 性与 经 济性 的统 一 。 网 络分 析 级 实 时型 核 心 软 件 是 状 态估 计 , 它提
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3 E S应 用 软 件 M
如 图 3所 示 , MS应用 软 件 可 以 分 四 级 : E 数据
收集级 、 能量管理级 、 网络分析级和培训模拟级。这 些软件按两种模式工作: 实时型和研究型或计划型。 3 1 数 据 收集 级 (C . S ADA)
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1 于尔铿 - 能量管理 系统 ( MS 的设计 .电网技术 .9 1 ( ) E ) 1 9 I2 2 于尔铿 , 自晓明 . 能量管理 系统 ( Ms 与配 电管理 系统 ( Ms . E ) D ) 电力系统分折与控制论文集 . 中国电机工程学报增刊) 1 9 ( .9 4
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统 的重 要性 , 是 明白 了商品 化软 件 的要 求 。 三