电网运行的信息化管理

摘要 当前，电网调度自动化正面临着信息技术蓬勃发展和电网管理机制由垄断经营走向开放市场的变革时期。文章在介绍电网调度自动化发展过程的基础上，就信息技术和电力市场对电网调度自动化的影响进行了分析。最后，对面向电力市场、集在线实时运行和离线营销管理于一体的能量信息系统(EIS)进行了讨论。 关键词 信息技术 电力市场 电网调度自动化 能量信息系统  电网调度自动化的发展    电网调度自动化的技术装备，随技术的进步和电网管理机制的变动而不断更新换代。    就技术进步而言，电网调度自动化的技术装备已从50年代的远动化、70年代的远动+计算机技术、80年代开始的由计算机和通信技术组成的 SCADA/EMS/DMS系统。其应用领域也从远动化的“四遥”（遥测、遥信、遥控、遥调）、安全监控SCADA系统到能量管理系统(EMS)和配电管理系统(DMS)。   当前，标志着技术进步的EMS高级应用软件，正从传统的自动发电控制、状态估计、安全分析、调度员潮流等向动态和优化方向发展，如在线稳定、优化潮流以及包括有动态特性的调度员培训模拟等，并已突破上述精确解的范畴，进入了开发专家系统、模糊控制、神经网络等智能型应用软件的新领域。    配电管理系统(DMS)的应用发展也很快，传统上以单项自动化林立为特征的“多岛自动化”，如SCADA系统、负荷控制系统、配电管理系统、电量计费系统、环网故障识别和恢复供电系统等正在走向系统集成。用于离线输电、变电、配电、用电管理的地理信息系统(GIS)，现已可提供在线服务，并与全球卫星定位系统(GPS)相结合发展了流动作业管理系统(MCMS)，有效地承担了正常运行中计划检修、停电管理中的排除故障以及用户报装中的业扩施工等任务。    可见，主要任务在于保证网内安全、经济、优质运行的能量管理系统，还承担网际联络线之间的能量（关口电量）交易。但这些交易软件反映的是电力公司垄断经营的特点，如开停机计划是以总的生产费用最小为目标函数，而不象开放的电力市场那样需要考虑参与交易各方的岁入利益。    电网调度自动化的发展与技术进步和电网管理机制密切相关。    (1)从技术的进步来看，电网调度自动化发展到当前的SCADA/EMS/DMS，已与计算机和通信技术密不可分了。而且，国外某些EMS/DMS开发厂家的兴衰史还表明，超越计算机和通信技术的发展单独去开发必然事倍功半，甚至以失败告终。反过来如不紧跟计算机和通信技术的发展，就将失去大量市场。当代计算机和通信技术发展的标志，就是以信息的有效使用和高度共享为特征的信息技术(IT，information technology)。    (2)从电网管理机制的变动来看，和技术进步不同，面临着从垄断经营走向开放市场的变革时期。放开传统上按电网规律进行的管理(de-regulation)，而

引入市场竞争机制的电力市场(power market)，不仅影响对传统EMS/DMS的改造和新应用的开发，而且重要的是将突破电网调度自动化传统的世袭阵地，在电力市场的带动下，把传统上属于在线运行的电网调度自动化和离线的营销管理统一起来。    信息技术和电力市场的综合作用，必将推动传统EMS/DMS的变革，向集电网运行和电力营销于一体的信息化管理方向发展。  电网运行的信息化管理    信息技术和电力市场的推动，产生了集电网运行和电力营销于一体的信息化管理系统。该系统不仅当前可以采用技术成熟、投资较小、收效较快、易于实施的企业内联网，今后还可随着信息技术的发展而发展。    集电网运行和电力营销于一体的信息化管理系统，按信息的“分类、分层、分布”原则设计，最大限度地实现信息的有效使用和高度共享。   如第2节分析的那样，电力行业中的信息主要分为实时信息和管理信息两大类。其中，管理信息包括支持管理的准实时信息和网际交互的通信信息。一般说来，面向电网运行的实时信息通过自动化而获得，而管理信息由人工录入或通过计算机加工而成。    信息的分类不仅反映响应时间的不同，所采取的安全措施亦各有特色。存于实时数据库中的共享信息具有数据双重化、广播传送时的“两步提交”等安全措施。并通过信关定时将管理所需的实时信息送至管理数据库，严格控制信息的反向传送，以确保电网实时运行的高度安全。至于网际通信所需的实时信息只能由管理数据库控制转发，并使用防火墙进行信息过滤，确保管理信息的安全运行。   信息的分层和分布，与运行和管理机制有关。但信息的有效使用和共享程度，将反映出信息化管理水平的高低。如电网运行实时系统，主站以下一般按高压变电站RTU（兼作馈线自动化二级主站)、中压开闭所/馈线FTU、低压配变台区多功能表计AMR（含通过表计的需量监控实现负荷控制）分层，同层则随地域不同而分布。但如电网规模较大，就会出现是否在变电站之上增设基地站、市调之下增设配调等问题。    特别是在电力市场的推动下，电网运行的实时信息和电力营销的管理信息要求准实时共享，计量信息来自网际关口、上网小水火电和大中小用户等多种渠道。实时信息和管理信息的合理组织及优化，将直接影响到自动化系统和管理机制的效率及安全。因此，对信息化管理的研究显得就很重要。实际上，我国有的地区级供电网已开始对这方面的问题进行研究了。  结语    (1)电网调度自动化随技术的进步和电网管理机制的变动而不断更新换代，开发新的应用，当前正面临着信息技术蓬勃发展和放开常规管理机制的变革时期。    (2)电力工业的发展，无论是电网的实时运行和电力的营销管理均已进入信息技术领域。    (3) 代表当代信息技术水平，支持多媒体信息、具有多种功能并能方便集成各类现有系统的内联网/因特网技术，完全能够覆盖电力行业企业管理和营销服

务的各种应用，并具有技术成熟、投资较小、收效较快、易于实施等特点。   (4) 基于网络交易的电力市场，促成了电网实时运行和电力营销管理支持系统的分设和信息的有机结合，并要求实现准实时级的信息共享,推动了集电网运行和电力营销于一体的“信息化管理”的发展。电力市场的OASIS，就兼具有电网运行实时信息和电力营销管理信息，但为了市场的公平竞争，突出强调了“同时”的原则。    (5) 基于内联网/因特网技术，实现电网实时运行和电力营销管理的信息化管理，较好地解决了电网实时运行和电力营销管理的“分设”和“结合”问题。特别是地区级供电网，实时计量和营销管理任务繁重，实施信息化管理将有力地提高企业的管理水平。今后，随着信息技术的发展而发展，还可收到“事半功倍”和“水涨船高”之效。  参考文献  1 王明俊, 傅书惕, 吴玉生.面向对象设计的开放式能量管理系统.北京：中国电力出版社, 1997  2 王明俊, 于尔铿, 刘广一.配电系统自动化及其发展.北京：中国电力出版社, 1998  3 于尔铿, 韩放, 谢开 et al.电力市场.北京：中国电力出版社, 1998