【正文】 表格等形式顯示電網(wǎng)實時有功／無功潮流、電壓、聯(lián)絡(luò)線潮流、發(fā)電機出力和備用、系統(tǒng)故障和失穩(wěn)等運行信息以及分析計算結(jié)果；以圖形可移動、改變大小、改變顏色和閃光等不同的方式顯示電網(wǎng)正常和異常運行狀態(tài)等，用于電網(wǎng)運行狀態(tài)的監(jiān)視、分析和報警?？梢暬箨P(guān)鍵信息完整，全局和局部圖形可靈活切換，空間和動態(tài)可視，要直觀、實時、可靠。3．電網(wǎng)運行分析評估電網(wǎng)運行分析評估包括“分析評估”和“統(tǒng)計分析”兩個層面?！胺治鲈u估”是采用多場景、多案例、預(yù)評估、后評估等不同時間跨度和多角度的分析手段，對電網(wǎng)調(diào)度運行、決策進行全面分析評價，為提高電網(wǎng)運行控制水平、決策水平和管理水平提供支持；“統(tǒng)計分析”是基于電網(wǎng)調(diào)度運行的實時監(jiān)視、控制、計劃、分析等各類信息，對電網(wǎng)監(jiān)視控制的運行指標、發(fā)電調(diào)度的效益、應(yīng)用功能的性能等各類指標進行統(tǒng)計分析。電網(wǎng)信息與運行信息考核評價以提高系統(tǒng)量測質(zhì)量為最終目的，提供目標和手段。電網(wǎng)運行信息考核統(tǒng)計功能主要完成對自動化信息及系統(tǒng)運行信息的監(jiān)視、考核及統(tǒng)計分析，其統(tǒng)計結(jié)果提供條件查詢并能導出文本格式、Excel格式等。所有分析結(jié)果均有記錄，并按照班次進行相應(yīng)統(tǒng)計考核。所有電網(wǎng)信息與運行信息考核統(tǒng)計結(jié)果能夠通過Web方式發(fā)布，具有相應(yīng)權(quán)限的人員可以瀏覽相應(yīng)的信息和內(nèi)容。第四章 EMS相關(guān)技術(shù)的最新發(fā)展本章介紹EMS相關(guān)技術(shù)的最新發(fā)展。通過要點歸納，了解能量管理系統(tǒng)總體發(fā)展趨勢及其最新技術(shù)發(fā)展。一、能量管理系統(tǒng)總體發(fā)展趨勢能量管理系統(tǒng)(EMS)緊跟電力系統(tǒng)最新技術(shù)的研究發(fā)展，將系統(tǒng)的前瞻性與實用性相結(jié)合。能量管理系統(tǒng)將最終發(fā)展為運行安全、控制可靠、信息暢通、管理高效的電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，在電網(wǎng)生產(chǎn)運行中發(fā)揮重要作用。能量管系統(tǒng)具有集成化、標準化、智能化、平臺化的總體發(fā)展趨勢。1．集成化集成化是指要實現(xiàn)調(diào)度數(shù)據(jù)的整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的標準化，實現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的資源整合和數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度信息化和管理現(xiàn)代化，從而為實現(xiàn)調(diào)度智能化服務(wù)。在傳統(tǒng)的調(diào)度中心內(nèi)，往往存在著各種各樣的監(jiān)視和控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)大多獨立建設(shè)，不能共享信息。因此新一代EMS將統(tǒng)籌考慮電力調(diào)度中心各自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及應(yīng)用需求，以面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，按照應(yīng)用和數(shù)據(jù)集成的理念，構(gòu)造統(tǒng)一的應(yīng)用支撐平臺和應(yīng)用服務(wù)總線，實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合和應(yīng)用功能整合，達到數(shù)據(jù)共享。2．標準化隨著IEC 61970在EMS的全面貫徹實施，調(diào)度二次系統(tǒng)將可以比較方便地實現(xiàn)標準化集成。因此EMS系統(tǒng)將遵循最新的國際、國內(nèi)標準，尤其是IEC 61970 CIM/CIS（公用信息模型／組件接口規(guī)范）和IEC 61968等標準，達到系統(tǒng)的標準化、構(gòu)件化，使系統(tǒng)具有更好的開放性，實現(xiàn)第三方應(yīng)用功能或應(yīng)用系統(tǒng)的即插即用。EMS提供全面的跨平臺支持功能，屏蔽硬件和操作系統(tǒng)的差異，除了硬件和操作系統(tǒng)無關(guān)性外，還具有編程語言無關(guān)性、位置無關(guān)性、訪問無關(guān)性、故障無關(guān)性、升級和擴展無關(guān)性以及移植無關(guān)性。同時，系統(tǒng)應(yīng)支持各種新的國際標準通信規(guī)約，如常見的IEC 60870510IEC60870510IEC 608706 ()、IEC 60870510IEC 608705104等。3．智能化能量管理系統(tǒng)是為調(diào)度決策服務(wù)的，因此要解決調(diào)度決策的智能化問題，首先必須將形成決策所必需的全部信息充分集成。這些信息包括EMS信息、PMU動態(tài)量測信息以及繼電保護、安全自動裝置、故障錄波等信息，既有電網(wǎng)的一次信息，又有電網(wǎng)的二次信息；既有穩(wěn)態(tài)信息，又有暫態(tài)和動態(tài)信息。通過構(gòu)建這樣一個廣域信息的集成數(shù)據(jù)平臺，綜合利用包括SCADA/EMS、WAMS，保護動作和事件記錄在內(nèi)的電網(wǎng)靜態(tài)、動態(tài)和暫態(tài)信息系統(tǒng)資源，兼具防御功能的實時監(jiān)測、分析處理和輔助決策功能，實現(xiàn)全網(wǎng)安全穩(wěn)定實時監(jiān)視和預(yù)警、在線智能輔助決策和預(yù)防控制，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。在線智能輔助決策為調(diào)度運行人員量身定做，提供智能調(diào)度決策的支持，包括在電網(wǎng)正常操作時和事故狀態(tài)下給調(diào)度員提供全面的決策支持，從保證電網(wǎng)安全性、提高電網(wǎng)經(jīng)濟性的角度給出輔助決策供調(diào)度員決策參考。4．平臺化基于IEC 61970的標準化、一體化EMS支撐平臺是整個EMS的基礎(chǔ)平臺，也是整個系統(tǒng)建設(shè)的重點和關(guān)鍵點。EMS充分考慮了各種標準公共應(yīng)用的提供，平臺能夠?qū)⒏鞴矐?yīng)用以公共服務(wù)的形式實現(xiàn)，EMS的支撐平臺是面向整個調(diào)度自動化系統(tǒng)的，系統(tǒng)中存在不同的應(yīng)用系統(tǒng)，而這些不同的應(yīng)用系統(tǒng)有各自不同的特點。隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的需要，這些應(yīng)用系統(tǒng)將會逐步要求建設(shè)到整個大系統(tǒng)中來，因此支撐平臺必須完全按照標準化、分布式和開放性的原則來設(shè)計；另外，支撐平臺還應(yīng)實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)的整合和處理，將圖形、模型和數(shù)據(jù)庫、平臺服務(wù)管理和API開放出來，以便于無縫集成各種后續(xù)應(yīng)用軟件，為將來擴展EMS各種應(yīng)用功能奠定基礎(chǔ)。二、能量管理系統(tǒng)最新技術(shù)發(fā)展介紹1．數(shù)據(jù)模型維護與信息共享技術(shù)能量管理系統(tǒng)具有圖形數(shù)據(jù)整體維護的功能，需要維護的數(shù)據(jù)模型和共享的信息包括實時數(shù)據(jù)、計劃數(shù)據(jù)、電網(wǎng)接線模型、設(shè)備靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)、繼電保護和安全自動裝置動作策略模型、系統(tǒng)圖形。同時根據(jù)分析計算的需要共享狀態(tài)估計的計算結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度中心內(nèi)部各應(yīng)用功能之間，以及廠站和多級調(diào)度自動化系統(tǒng)之間的模型參數(shù)以及相關(guān)信息的共享，應(yīng)實現(xiàn)信息的源端維護、全網(wǎng)共享，以保證數(shù)據(jù)、模型的一致性。該系統(tǒng)具有完備數(shù)據(jù)校驗功能，保證數(shù)據(jù)的正確性。2．電力系統(tǒng)可視化技術(shù)電力系統(tǒng)的可視化技術(shù)采用2維／3維、靜態(tài)／動態(tài)、虛擬／現(xiàn)實等技術(shù)，與應(yīng)用分析功能相結(jié)合，用箭頭、餅圖、等高線、棒圖、表計、表格等形式動態(tài)展示分析結(jié)果，以圖形移動、改變大小、改變顏色和閃光等方式顯示電網(wǎng)正常和異常運行狀態(tài)等，對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行監(jiān)視、分析和報警。3．多上下文支持技術(shù)能量管理系統(tǒng)完善的多上下文（多態(tài)）支持技術(shù)能夠使系統(tǒng)的功能應(yīng)用范圍從實時監(jiān)控擴大到對于過去、現(xiàn)在及未來的研究及培訓等。系統(tǒng)的目標之一是提供對多態(tài)的良好支持，不僅支持實時態(tài)，還同時支持研究態(tài)、培訓態(tài)等多個態(tài)。實時態(tài)是在SCADA數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上來實時分析和評估電力系統(tǒng)，其計算結(jié)果通過周期方式自動存儲，或召喚快照方式形成在研究態(tài)下各應(yīng)用軟件在分析計算時的數(shù)據(jù)源和基本案例；研究態(tài)是以實時態(tài)下的電網(wǎng)模型和實時數(shù)據(jù)為基本數(shù)據(jù)源并根據(jù)需要對其進行適當調(diào)整后定量分析和評價未來某一指定時刻或時間區(qū)間電力系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性指標，并給出提高系統(tǒng)運行性能的控制策略；培訓態(tài)是用DTS模擬的數(shù)據(jù)送給應(yīng)用軟件分析，使調(diào)度員在逼真的EMS環(huán)境下進行身臨其境地訓練，各種模式可以靈活切換。4．全景歷史數(shù)據(jù)回放技術(shù)歷史數(shù)據(jù)的回放是EMS一個非常重要并且十分實用的功能。使用該功能可以讓調(diào)度員或者運行維護管理人員穿越“時空隧道”，從現(xiàn)實返回到歷史上的任一時刻，反演電網(wǎng)歷史運行的變化過程或者分析事故發(fā)生時整個電網(wǎng)運行狀況。系統(tǒng)提供全息歷史數(shù)據(jù)回放功能。所謂“全息”，是指歷史數(shù)據(jù)回放是基于當時的模型和當時的圖形進行的，而不是拿現(xiàn)在的模型圖形去匹配過去的運行方式。系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)回放是一個全息的反演過程，它是在當時的電網(wǎng)模型、當時的電網(wǎng)圖形上連續(xù)顯示當時的運行方式，回放過程操作簡便、直觀，畫面數(shù)據(jù)更新流暢，加上告警信息的動態(tài)變化，具有十分逼真的反演效果。同時，和應(yīng)用分析軟件的結(jié)合使得歷史數(shù)據(jù)回放功能更加實用。5．電網(wǎng)模型拼接技術(shù)電網(wǎng)模型拼接技術(shù)充分利用了IEC 61970標準，將兩個或多個有關(guān)聯(lián)的CIM/XML文件合并成一個CIM/XML文件，導入到應(yīng)用系統(tǒng)中；或直接將兩個或多個有關(guān)聯(lián)的CIM/XMI文件按一定的規(guī)則導入到應(yīng)用系統(tǒng)中。導入的順序與單個模型文件的大小無關(guān)，合并的正確與否應(yīng)當通過有效性校驗?；贑IM的模型合并時應(yīng)注意，對重復的數(shù)據(jù)應(yīng)當刪除，所有重疊的信息合并后只保留l份。此外，廣義的電網(wǎng)模型拼接技術(shù)還包含基于CIM/SVG的電網(wǎng)圖形拼接及基于標準傳輸協(xié)議的電網(wǎng)量測拼接。6．上／下級調(diào)度AVC協(xié)調(diào)控制技術(shù)上／下級調(diào)度AVC協(xié)調(diào)控制技術(shù)的實質(zhì)是電源側(cè)和負荷側(cè)電壓無功協(xié)調(diào)控制。根據(jù)分級控制思想，在每個分區(qū)中包含作為電源側(cè)的發(fā)電機組和作為負荷側(cè)的地區(qū)電網(wǎng)。如省調(diào)AVC軟件直接控制發(fā)電機組，使各區(qū)域內(nèi)中樞母線電壓在規(guī)定范圍或按最優(yōu)運行，對于地區(qū)電網(wǎng)則不宜直接下發(fā)遙控命令，而采取下發(fā)電壓無功期望值的定值方式?？刂平缑嬉话氵x定為地級調(diào)度220kV主變壓器高壓側(cè)，在該界面上控制省地電網(wǎng)間的無功交換。7．電網(wǎng)運行分析評估技術(shù)電網(wǎng)運行分析評估包括分析評估、統(tǒng)計分析兩個層面。分析評估是采用多場景、多案例、預(yù)評估、后評估等不同時間跨度和多角度的分析手段，對電網(wǎng)調(diào)度運行、決策進行全面分析評價，為提高電網(wǎng)運行控制水平、決策水平和管理水平提供支持；統(tǒng)計分析是基于電網(wǎng)調(diào)度運行的實時監(jiān)視、控制、計劃、分析等各類信息，對電網(wǎng)監(jiān)視控制的運行指標、發(fā)電調(diào)度的效益、應(yīng)用功能的性能等各類指標進行統(tǒng)計分析。8．廣域相量測量技術(shù)廣域相量測量( WAMS)技術(shù)通過PMU信息的采集和通信、數(shù)據(jù)處理、實時相量數(shù)據(jù)分析處理和存儲歸檔、越限報警、低頻振蕩監(jiān)測等，實現(xiàn)對大型互聯(lián)電網(wǎng)的動態(tài)過程監(jiān)視、事故分析、參數(shù)辨識、輔助服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測。9．動態(tài)穩(wěn)定預(yù)警技術(shù)動態(tài)穩(wěn)定預(yù)警在線監(jiān)視和分析電網(wǎng)運行的安全隱患，挖掘電網(wǎng)輸送潛力，進一步提高電網(wǎng)運行控制決策的科學性、預(yù)見性，更加合理地安排和優(yōu)化電網(wǎng)運行方式，提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平。利用電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定預(yù)警，實現(xiàn)在線穩(wěn)定分析及預(yù)警、調(diào)度輔助決策、計劃校核，并為未來實現(xiàn)閉環(huán)穩(wěn)定控制奠定基礎(chǔ)?？捎幂旊娔芰?ATC)用于計算實時和未來一段時間基態(tài)或N1條件下電網(wǎng)運行的安全和穩(wěn)定裕度。網(wǎng)損計算和統(tǒng)計技術(shù)利用EMS和電能量數(shù)據(jù)，基于實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)估計、潮流計算結(jié)果和理論線損統(tǒng)計和計算網(wǎng)損，并對系統(tǒng)網(wǎng)損進行綜合分析。在線外網(wǎng)等值利用上級調(diào)度中心的EMS中已經(jīng)掌握的全網(wǎng)模型和實時信息，為下級調(diào)度系統(tǒng)在線自動生成外網(wǎng)等值模型，并自動下發(fā)到下級調(diào)度中心EMS。下級調(diào)度EMS支持外網(wǎng)等值模型的接入及處理。安全約束機組組合在短期負荷預(yù)測、檢修計劃、聯(lián)絡(luò)線計劃、水電計劃已知的條件下，根據(jù)不同調(diào)度模式的要求，確定不同目標函數(shù)為最小時的短期（日前、實時）機組各時段開停機狀態(tài)及發(fā)電計劃。考慮的約束條件除系統(tǒng)功率平衡約束、備用約束，機組出力上下限約束和速率約束、機組開停機時間約束外，還必須考慮電網(wǎng)安全約束。安全約束經(jīng)濟調(diào)度在短期負荷預(yù)測、檢修計劃、聯(lián)絡(luò)線計劃、水電計劃、機組開停機計劃已知的條件下，根據(jù)不同調(diào)度模式的要求，確定不同目標函數(shù)為最小時的短期（日前、實時）機組各時段發(fā)電計劃。考慮的約束條件除考慮系統(tǒng)功率平衡約束、機組出力上下限約束和速率約束、機組開停機時間約束外，還必須考慮電網(wǎng)安全約束。安全校核是對日前和實時的發(fā)電調(diào)度計劃進行靜態(tài)安全分析和動態(tài)安全校核。當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)越限時，通過安全約束調(diào)度或調(diào)度輔助決策消除越限。今后，結(jié)合電網(wǎng)設(shè)備允許載流量計算、穩(wěn)定裕度評估、安全約束機組組合、安全約束經(jīng)濟調(diào)度等應(yīng)用，可實現(xiàn)對調(diào)度計劃的安全校核和調(diào)整。電網(wǎng)繼電保護及故障信息管理包括數(shù)據(jù)采集、控制、告警、數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)發(fā)、管理與報表、各種高級分析等功能。采集變電站的繼電保護設(shè)備、安全自動裝置和故障錄波器等信息，綜合分析處理后，為用戶提供告警、操作、分析、統(tǒng)計、查詢等功能。47 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