能量管理系统(EMS)的技术发展

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 。
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 ） （ 。
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
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
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 ，
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
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）
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
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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
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
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 （）
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
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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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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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
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
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
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
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
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