电力调度信息化与智能化21680.pptx

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1、第第5章章电力调度信息化与智能化电力调度信息化与智能化主要内容主要内容n5.1电力力调度信息化度信息化发展概述展概述n5.2EMS系系统n5.3基于基于电网网综合数据挖掘的合数据挖掘的辅助决策支持系助决策支持系统n5.4电力力ERP与与SG186SG186n5.5智能智能调度度n电网网调度度肩肩负着着电网网的的管管理理任任务，在在各各种种现代代化化手手段段的的支支持持下下，日日夜夜监视指指挥着着电网网的的运运行行，使使之之无无论在在正正常常情情况况和和事事故故的的情情况况下下，都都能能符符合合安安全全、经济及高及高质量量供供电的要求。的要求。n 具体任具体任务包括：包括：随随着着电力力系系统的

2、的结构构日日趋扩大大和和复复杂，为保保证电力力系系统运运行行的的安安全全性性和和经济性性，要要求求调度度运运行行人人员能能够迅迅速速，准准确确，全全面面地地掌掌握握电力力系系统的的实际运运行行状状态，预测和和分分析析电力力系系统的的运运行行趋势，对电力力系系统运行中运行中发生的各种生的各种问题作出正确的作出正确的处理理。我我国国电网网调度度分分为五五级:国国调、网网调、省省调、地地调和和县调，各，各级调度的任度的任务有所不同。有所不同。5.1.1电力调度电力调度信息化发展概述信息化发展概述5.1.1我国我国电力调度电力调度信息化发展概述信息化发展概述n从从20世世纪30年代开始，年代开始，电力

3、系力系统开始建立开始建立调度中度中心，当心，当时的的电力力调度是度是由由调度度员面面对一个固定的一个固定的系系统模模拟盘，用，用电话方式方式联系下达系下达调度指令度指令，由，由现场操作操作员来完成操作。来完成操作。n调度中心的度中心的调度度员无法及无法及时和全面地了解和全面地了解电网的网的实时变化情况，在事故状况下化情况，在事故状况下调度度员只能凭只能凭经验处理理问题。n到到20世世纪60-70年代，年代，电力系力系统的自的自动化控制技化控制技术经历了由了由模模拟到数字的重大到数字的重大转变。n电力系力系统的各厂站运行状的各厂站运行状态数据全部由数据全部由远程程终端端（RTU）经通通讯通道通道

4、传送到送到调度中心。度中心。调度中心采度中心采用用计算机算机实现了了调度控制和管理度控制和管理。整个。整个电网运行网运行状状态的数据采集、自的数据采集、自动发电控制、网控制、网络分析等功分析等功能全都由能全都由计算机自算机自动完成。完成。5.1.1我国我国电力调度电力调度信息化发展概述信息化发展概述调度自动化系统的内涵调度自动化系统的内涵 调度自度自动化系化系统的内涵是的内涵是n电网运行和控制网运行和控制的信息化的信息化(智能化智能化)；n电网企网企业经营和管理和管理的信息化的信息化(智能化智能化)。调度自动化系统的外延调度自动化系统的外延现在的在的调度自度自动化系化系统已已经涵盖涵盖电网网调

5、度中心的大多数度中心的大多数计算机算机系系统。包括。包括:n数据采集和数据采集和监视(SCADA)(SCADA)n能量管理能量管理 (energy management system,EMS)(energy management system,EMS)n电力系力系统实时动态监测(WAMSP)(WAMSP)n电能能计量量(TMR)(TMR)n电力市力市场交易交易(TMS)(TMS)n调度度员培培训(DTS)(DTS)n雷雷电监测，电网运行网运行环境境监测等系等系统n故障故障信息信息管理管理n继电保保护和故障和故障录波波信息信息系系统(二次二次设备在在线监视与分析与分析)n调度度信息信息管理管理(

6、DMIS)(DMIS)n电网网企企业管理信息管理信息系系统 电网监视与控制的核心系统电网监视与控制的核心系统 电网网的的安安全全稳定定除除了了需需要要有有合合理理的的电网网结构构及及电源源分分布布，还需需要要有有科科学学的的监视、分分析析、调度度及及控制手段控制手段。nSCADA/EMSSCADA/EMS是是及及时了了解解电网网的的运运行行状状态并并进行行科科学分析的基学分析的基础平台；平台；n自自动发电控控制制(AGC)(AGC)和和自自动电压控控制制(AVC)(AVC)等等是是进行行电网网频率和率和电压控制的先控制的先进的控制手段的控制手段。nSCADA/EMS/AGC/AVCSCADA/

7、EMS/AGC/AVC构构成成了了电网网监视与与控控制制的的核核心心。5.2EMS系统系统n能量管理系能量管理系统（EMS-EnergyManagementSystem），），是以是以计算机算机为基基础的的现代代电力系力系统的的综合自合自动化系化系统,主要主要针对发电和和输电系系统,用于用于大大区区级电网和省网和省级电网的网的调度中心度中心。EMS的的应用用发展是智能展是智能电网网发展的核心展的核心。nEMS是以是以计算机技算机技术为基基础的的现代代电力力综合自合自动化系化系统，主要用于，主要用于大区大区级电网和省、市网和省、市级电网网调度中心度中心，主要，主要为电网网调度管理人度管理人员提供

8、提供电网各种网各种实时的信息的信息（包括（包括频率、率、发电机功率、机功率、线路功率、路功率、母母线电压等），并等），并对电网网进行行调度决策管理和控度决策管理和控制制，保保证电网安全运行网安全运行，提高提高电网网质量和改善量和改善电网运行的网运行的经济性性。能量管理系统的发展能量管理系统的发展n从从SCADA(数据采集和数据采集和监视控制控制)系系统的出的出现到向能量管理系到向能量管理系统的的发展展,SCADA系系统给电网网调度人度人员掌握掌握电网网实时运行工况及运行工况及处理事故理事故以极大的帮助以极大的帮助,但但不能告知不能告知电网网发生生扰动(开关开关操作操作,事故跳事故跳闸)时的后果

9、的后果。为保保证电网的安全网的安全运行运行,将将电网网调度自度自动化系化系统从从单纯的的对电网网运行的安全运行的安全监视功能提高到功能提高到对电网运行作安网运行作安全全预测的要求的要求(分析分析)。能量管理系统的发展能量管理系统的发展n要要实现对电网运行安全网运行安全预测,需需对电网网实时运行不断运行不断进行行潮流潮流计算算、功角及功角及电压稳定定性性计算算,分析分析电网在网在发生故障生故障时稳定破坏的定破坏的可能性。可能性。SCADA/AGC发展到能量管理系展到能量管理系统(EMS),电网网调度也由度也由单纯依靠依靠调度人度人员的的经验来保来保证电网安全运行的网安全运行的经验型型调度度提高到

10、提高到对电网运行网运行进行行分析分析计算算,以保以保证电网安全运行的网安全运行的分析型分析型调度度,这是是电网网调度自度自动化技化技术发展中的第二次展中的第二次飞跃。能量管理系统的发展能量管理系统的发展目前各主流目前各主流EMS产品均于品均于20世世纪90年代左右年代左右开开发完成完成,受限于当受限于当时的的计算机技算机技术以及以及电力力控制理控制理论水平水平,其功能主要是帮助其功能主要是帮助调度人度人员监视和分析和分析电网的运行状况网的运行状况,而而对电网运行方式网运行方式调整和控制仍主要靠整和控制仍主要靠调度度员来完成来完成,远未做到未做到真正意真正意义上的上的实时自自闭环调控控.能量管理

11、系统总体结构能量管理系统总体结构n能量管理系能量管理系统总体体结构如构如图1.4所示，它主要所示，它主要由六个部分由六个部分组成：成：计算机、操作系算机、操作系统、支持系、支持系统、数据收集、能量管理（数据收集、能量管理（发电控制和控制和发电计划划）和网）和网络分析分析。能量管理系统总体结构能量管理系统总体结构EMS一一般般分分为3级:数数据据收收集集级、能能量量管管理理级和网和网络分析分析级。数据收集级(SCADA)nSCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）系系统，即数据采集与，即数据采集与监视控制系控制系统。SCADA系系统是以是以计算机算机为

12、基基础的生的生产过程控制与程控制与调度自度自动化系化系统。它。它可以可以对现场的运行的运行设备进行行监视和控制，以和控制，以实现数据数据采集、采集、设备控制、控制、测量、参数量、参数调节以及各以及各类信号信号报警警等各等各项功能。功能。nSCADA系系统作作为能量管理系能量管理系统（EMS系系统）的一个最）的一个最主要的子系主要的子系统,主要主要完成数据的收集、完成数据的收集、处理解理解释、存、存储和和显示示,并把并把这些些实时信息信息传递给其它其它应用模用模块。数据收集级(SCADA)数据收集是数据收集是EMS与与电力系力系统联系的系的总接口接口,它它向向能量管理能量管理级和网和网络分析分析

13、级提供提供实时数据数据;nEMS通通过它向它向电力系力系统发送控制信号送控制信号;n网网络分析分析可以向它可以向它返回量返回量测质量信息量信息。能量管理级(调度决策)能量管理能量管理级利用利用电力系力系统总体信息体信息(频率、率、时差、机差、机组功率、功率、联络线功率等功率等)进行行调度决度决策策,主要功能有主要功能有:n负荷荷预测和和发电计划划。n实现AGC(自自动发电控制控制)功能。功能。提高控制提高控制质量和改善运行的量和改善运行的经济性性,负荷预测n负荷荷预测是指从是指从历史史负荷数据及其相关因素荷数据及其相关因素等等资料出料出发,运用一定方法去运用一定方法去合理推合理推测将来一定将来

14、一定时段的段的负荷需求情况荷需求情况,它是保它是保证系系统安全安全稳定运行与定运行与电能能质量的基量的基础,在在电力系力系统中具有独特的重要性。中具有独特的重要性。n从从时间框架看框架看,可分可分为长期、中期、短期、超短期期、中期、短期、超短期以及以及节日日预测,其中其中短期短期负荷荷预测是是负荷荷预测的重的重要要组成部份成部份,它它对于于电厂的厂的发电计划、划、竞价上网、价上网、电能量交易合同、运行及能量交易合同、运行及调度方式等起着重要的度方式等起着重要的作用。作用。n提高短期提高短期负荷荷预测水平有助于水平有助于经济地安排地安排发电机机组启停启停,合理制定合理制定检修修计划划,维持持电网

15、安全运行网安全运行,降低降低发电成本成本,提高提高电能量市能量市场交易水平交易水平,从而提高系从而提高系统的安全、的安全、经济与社会效益与社会效益,因此有必要因此有必要对短期短期负荷荷预测进行深入研究。行深入研究。负荷预测n日日负荷荷预报和周和周负荷荷预报为短期短期负荷荷预报，分，分别用于安排日用于安排日调度度计划和周划和周调度度计划，包括确定机划，包括确定机组起停、水火起停、水火电协调、联络线交交换功率、功率、负荷荷经济分配、水分配、水库调度和度和设备检修等；修等；n月至年的月至年的负荷荷预报为中期中期负荷荷预报，主要是确定水，主要是确定水库运行方式和运行方式和设备大修大修计划等；在划等；在

16、电源源规划和网划和网络发展展时，需要数年至数十年的，需要数年至数十年的长期期负荷荷预报。n影响影响负荷大小的各种因素有荷大小的各种因素有温度温度、湿度、雨、湿度、雨、雾、电视节目、政治活目、政治活动等。等。n负荷荷预报的的关关键是提高准确度是提高准确度。n负荷荷预报的方法有多种，包括的方法有多种，包括线性回性回归、时间序列、序列、卡卡尔漫漫滤波、人工神波、人工神经网网络、专家系家系统方法等。方法等。AGC(自动发电控制自动发电控制)n自自动发电控制（控制（AutomaticGenerationControl，简称称AGC）技）技术是是维持持电力系力系统发电与与负荷荷实时平衡平衡，保，保证电力系

17、力系统频率率质量和安全运行的重要技量和安全运行的重要技术手段。手段。n自自动发电控制功能模控制功能模块通通过控制控制调度区域度区域内内发电机机组的有功功率使的有功功率使发电自自动跟踪跟踪负荷荷变化化,维持系持系统频率率为额定定值,实现负荷荷频率控制。率控制。AGC(自动发电控制自动发电控制)n电力系力系统调度机构主站控制系度机构主站控制系统发出的指出的指令令由网由网络通信工作站或通信工作站或远程程终端通信工作端通信工作站通站通过通信网通信网络送至送至电厂控制系厂控制系统或机或机组控制器，控制器，对发电机机组功率功率进行控制行控制。n同同时，电厂和厂和发电机机组的有关信息由的有关信息由电厂厂的网

18、的网络通信工作站或通信工作站或RTU经通信网上通信网上传至至主站控制系主站控制系统，供主站控制系供主站控制系统作分析和作分析和计算算。作为控制软件作为控制软件的关键部分之的关键部分之一的一的AGC，实际上已经包实际上已经包含在含在EMS中中网络分析级(计算和分析)n网网络分析分析级利用利用电力系力系统全面信息全面信息(母母线电压和角和角度度)进行分析与决策行分析与决策,提高运行的安全性提高运行的安全性,使使EMS的的决策能做到安全性与决策能做到安全性与经济性的性的统一。一。n网网络分析分析级从从SCADA级取取实时量量测值和开关状和开关状态信息信息;网网络分析分析级从能量管理从能量管理级取取负

19、荷荷预测值和和发电计划划值。n主要功能有主要功能有:网网络结线分析、母分析、母线负荷荷预测、潮流、潮流计算、网算、网损修正修正计算，算，无功无功优化，状化，状态估估计等。等。n向向SCADA级送送量量测质量信息量信息;向能量管理向能量管理级送送网网络修正系数和机修正系数和机组安全限制安全限制值。网络拓扑分析网络拓扑分析n电力系力系统各种分析各种分析计算功能的基算功能的基础是网是网络拓扑拓扑分析，它一方面提供分析，它一方面提供电网的运行状况网的运行状况如如电网是网是否否发生合生合环、解、解环、并列、解列等、并列、解列等;另一方面，另一方面，给出潮流出潮流计算、状算、状态估估计等分析所需要的数等分

20、析所需要的数值模型模型。n电力系力系统中的网中的网络拓扑分析的主要功能是将拓扑分析的主要功能是将物物理模型理模型转化化为数学模型数学模型。n其工作的核心是当其工作的核心是当电网网发生生变化化时，如何快速，如何快速地地实现拓扑，以便及拓扑，以便及时给出拓扑分析。出拓扑分析。潮流分析与计算潮流分析与计算-用以确定系统的稳态运行用以确定系统的稳态运行情况情况n电力力系系统潮潮流流计算算是是研研究究电力力系系统稳态运运行行情情况况的的一一种种计算算，根根据据给定定的的运运行行条条件件及及系系统接接线情情况况,确确定定整整个个电力力系系统各各部部分分的的运运行行状状态：各各母母线的的电压，各各元元件件中

21、中流流过的的功功率率，系系统的的功功率率损耗耗等等等等。潮潮流流计算算的的主主要要目的是：用以确定系目的是：用以确定系统的的稳态运行情况。运行情况。n在在电力力系系统规划划的的设计和和现有有电力力系系统运运行行方方式式的的研研究究中中，可可以以利利用用潮潮流流计算算来来进行行定定量分析量分析,可靠性和可靠性和经济性。性。n在在线潮流潮流计算是算是网络分析级的基的基础组成部分，成部分，其其计算算结果反映了果反映了通通过给定网定网络结构及运行条构及运行条件来确定件来确定整个网整个网络的运行状的运行状态(主要是各主要是各节点点电压幅幅值和相角、网和相角、网络中功率分布及功率中功率分布及功率损耗耗等等

22、)，是运行方式合理性、可靠性及是运行方式合理性、可靠性及经济性定性定量分析的重要依据量分析的重要依据。n由于开关位置直接决定网由于开关位置直接决定网络的配的配电网网络的的连通性，在配通性，在配电网潮流网潮流计算的网算的网络拓扑系拓扑系统中，中，当断路器或当断路器或联络开关的状开关的状态发生生变化化时，网，网络拓扑拓扑紧接着接着变化，化，电网的潮流因此网的潮流因此发生生变化化。潮流分析与计算潮流分析与计算-用以确定系统的稳态运行情况用以确定系统的稳态运行情况潮流分析与计算潮流分析与计算-电力系统安全分析的基础电力系统安全分析的基础n潮流潮流计算又是算又是电力系力系统安全分析的基安全分析的基础，在

23、，在进行行预想事故的静想事故的静态安全安全评定和定和动态安全安全评定定时，首，首先由潮流先由潮流计算提供初始运行状算提供初始运行状态。n对每一种每一种预想事故想事故进行元件（如支路，行元件（如支路，发电机）机）开断模开断模拟的分析的分析时，为加快加快计算速度，也常算速度，也常应用用潮流潮流计算的某些中算的某些中间结果。果。n对可能引起不安全的可能引起不安全的预想事故想事故并按其并按其对系系统导致致后果的后果的严重程度排序后，也需要重程度排序后，也需要进行精确的潮流行精确的潮流计算来复核算来复核。调度员潮流计算n调度度员潮流模潮流模块在能量管理系在能量管理系统分析分析软件中正件中正处于核心地位于

24、核心地位，它不，它不仅是分析是分析软件的必件的必备功能，功能，而且是一些其他功能的基而且是一些其他功能的基础，如无功，如无功优化、静化、静态安全分析需要反复安全分析需要反复调用潮流程序。因此，用潮流程序。因此，提提高潮流高潮流计算的算的计算速度，降低潮流算速度，降低潮流计算的算的误差，差，改善潮流改善潮流计算的收算的收敛性性就可以提高能量管理系就可以提高能量管理系统分析分析软件的件的计算速度、算速度、计算精度和适算精度和适应性，性，给出正确决策，出正确决策，进而提高能量管理系而提高能量管理系统的效能。的效能。调度员潮流计算n调度度员潮流潮流计算最根本的是算最根本的是获取取实时数数据据进行潮流行

25、潮流计算，运行人算，运行人员根据根据结果确果确定方式的合理性定方式的合理性,使得方式安排具有科学使得方式安排具有科学依据。主要有依据。主要有3种功能：种功能：n实时数据潮流数据潮流计算算n历史断面数据潮流史断面数据潮流计算算n典型断面潮流典型断面潮流计算。算。调度员潮流计算na)实时数据潮流数据潮流计算。算。此潮流此潮流计算主要用于算主要用于调度度员在在执行解合行解合环操操作前作前,先可以在先可以在调度度员潮流潮流计算界面下算界面下获取取实时数据数据进行行解合解合环预演演,从而可以确定操作前从而可以确定操作前后后线路、路、电流互感器等是否流互感器等是否过负荷，保荷，保护是是否匹配否匹配,避免解

26、合避免解合环前后潮流前后潮流变化太大化太大,引起引起线路路热稳定和定和动稳定的破坏定的破坏。其次。其次,调度度员可以可以在模在模拟实时电网的网的环境下境下进行反事故行反事故预想想,对当前状当前状态下下电网薄弱网薄弱环节进行行预演演,提高提高调度度员处理突理突发事故的能力。事故的能力。调度员潮流计算nb)历史断面数据潮流史断面数据潮流计算。此潮流算。此潮流计算主要算主要用于方式人用于方式人员利用利用历史数据史数据对电网网进行分行分析析,从而确定从而确定类似似负荷和荷和检修方式下潮流分修方式下潮流分布情况布情况,科学合理地制定运行方式科学合理地制定运行方式。nc)典型断面潮流典型断面潮流计算。此潮

27、流算。此潮流计算也主要用算也主要用于方式人于方式人员对电网特殊方式网特殊方式的分析研究的分析研究,将将特殊方式下或特殊方式下或实时断面断面经过方式方式变化后化后的的数据断面保存数据断面保存为典型数据断面典型数据断面,以以备进一步一步的方式研究。的方式研究。调度员潮流计算调度度员潮流潮流计算算是基于是基于电网网稳态下的方式下的方式研究研究,适用于适用于有关技有关技术人人员分析潮流分布和分析潮流分布和调度度员解合解合环等重大等重大操作前操作前预演演,从而更加从而更加科学合理地制定运行方式。科学合理地制定运行方式。事故的反演事故的反演。无功优化无功优化n无功功率在无功功率在电力系力系统运行中起着运行

28、中起着举足足轻重重的作用。无功的作用。无功优化运行可以提高系化运行可以提高系统的的稳定性，定性，保保证电压质量并降低网量并降低网络损耗耗，是，是电力系力系统安全安全经济运行研究的一个重要运行研究的一个重要组成部分。成部分。n无功无功优化研究通常以化研究通常以有有载调压变压器器变比比、无功无功补偿容量容量和可和可调发电机机端机机端电压为控控制制变量量，以，以负荷荷节点点电压为状状态变量，量，以以网网损最小兼最小兼顾电压质量最量最优为目目标函数来函数来确定最合适的运行方案确定最合适的运行方案。无功优化（经济性）无功优化（经济性）n电力系力系统无功无功优化是指在化是指在满足各种足各种约束束条件的情况

29、下，通条件的情况下，通过对控制控制变量量进行行调节，使系，使系统网网损最小。最小。n电力系力系统的的负荷多荷多变,各种各种负荷水平下荷水平下无功无功优化各控制化各控制变量量 ，机端，机端电压，可投，可投切切电容器，容器，变压器器变比的作用只有一个比的作用只有一个粗略的概念。粗略的概念。用算法用算法对各控制各控制变量在三量在三种典型种典型负荷水平下的作用作了荷水平下的作用作了定量分析定量分析。可以完成离可以完成离线组态及在及在线修改控制策略。修改控制策略。电力系统状态估计电力系统状态估计n状状态估估计是是利用在利用在线程序程序,实时处理理远动装装置送来的置送来的遥遥测和遥信信息和遥信信息,从而得

30、出表征从而得出表征电力系力系统实际结构和运行的可靠构和运行的可靠值,使使各种各种误差和干差和干扰的影响达到最小的影响达到最小,状状态估估计也被称也被称为滤波波.状状态估估计问题就是按照一定的估就是按照一定的估计准准则,对量量测值进行行处理理,从而得到使目从而得到使目标函数最函数最优的状的状态值的的过程程。电力系统状态估计电力系统状态估计n电力系力系统状状态估估计是是电力系力系统调度中心的度中心的EMS的的核心功能之一，其功能是根据核心功能之一，其功能是根据电力系力系统的各种量的各种量测信息，估信息，估计出出电力系力系统当前的运行状当前的运行状态。n能量管理系能量管理系统的众多功能又可分成的众多

31、功能又可分成针对电网网实时变化化进行分析的行分析的在在线应用用和和针对典型潮流断面典型潮流断面进行分析的行分析的离离线应用用两大部分。两大部分。n电力力系系统状状态估估计可以可以说是大部分在是大部分在线应用的高用的高级软件的基件的基础。如果。如果电力系力系统状状态估估计结果不准果不准确，后确，后续的任何分析的任何分析计算将不可能得到准确的算将不可能得到准确的结果。果。电力系统状态估计电力系统状态估计为什么什么电力系力系统的量的量测不能直接用于分析不能直接用于分析计算，而算，而必必须要要经过状状态估估计呢？原因如下：呢？原因如下：n1.电力系力系统遥信或遥遥信或遥测可能存在不良数据。可能存在不良

32、数据。n2.电力系力系统的遥的遥测结果不符合果不符合电路定律。如流路定律。如流过某某一一节点的所有点的所有电流之和并不流之和并不为零等。零等。因此状因此状态估估计是必要的，量是必要的，量测数据有数据有时又被称又被称为“生数据生数据”，状状态估估计结果被称果被称为“熟数据熟数据”。电力系统状态估计电力系统状态估计状状态估估计在在EMS当中所当中所处的地位的地位电力系统状态估计电力系统状态估计电力系力系统状状态估估计的主要功能是的主要功能是:n(1)根据量根据量测量的精度量的精度(加加权)和基和基尔霍夫定律霍夫定律(网网络方程方程)按最按最佳估佳估计准准则(一般一般为最小二乘准最小二乘准则)对生数

33、据生数据进行行计算算，得得到到最接近于系最接近于系统真真实状状态的的最佳估最佳估计值。所以通。所以通过状状态估估计可以提高数据精度。可以提高数据精度。n(2)对生数据生数据进行不良数据的行不良数据的检测与辨与辨识，删除或修正不良除或修正不良数据数据，以此提高数据系，以此提高数据系统的可靠性。的可靠性。n(3)推算出完整而精确的推算出完整而精确的电力系力系统的各种的各种电气量气量。例如根据。例如根据周周围相相邻的的变电站的量，站的量，测量推算出某一没有量推算出某一没有远动装置的装置的变电站的各种站的各种电气量，或者根据气量，或者根据现有有类型的量型的量测量推算另量推算另一些一些难以量以量测的的电

34、气量，例如根据有功功率的量气量，例如根据有功功率的量测值推算推算各各结点点电压的相角。的相角。电力系统状态估计电力系统状态估计n(4)根据遥根据遥测量估量估计电网的网的实际开关状开关状态，纠正正偶然出偶然出现的的错误开关状开关状态信息，以保信息，以保证数据数据库中中电网网结线方式的正确性。状方式的正确性。状态估估计的的这种功种功能称之能称之为网网络结线辨辨识或开关状或开关状态辨辨识。n(5)如果把某些可疑或未知的参数作如果把某些可疑或未知的参数作为状状态量量处理理时，也可以用状，也可以用状态估估计的方法估的方法估计出出这些参些参数的数的值。例如有。例如有载调压变压器，如果未采集到器，如果未采集

35、到分接分接头位置，可作位置，可作为参数把它估参数把它估计出来。状出来。状态估估计的的这种用法称种用法称为参数估参数估计。电力系统状态估计常用算法电力系统状态估计常用算法比较比较n电力系力系统状状态估估计方法可以方法可以归结为两种：第一两种：第一类方方法是根据法是根据电力系力系统功率平衡模型，构造非功率平衡模型，构造非线性方程性方程组，在取得量，在取得量测数据后，通数据后，通过逐次逼近的方法使非逐次逼近的方法使非线性方程性方程组收收敛，最，最终获得状得状态量的估量的估计值，最具，最具代表性的方法代表性的方法为加加权最小二乘状最小二乘状态估估计方法方法;n第二第二类方法是通方法是通过历史数据的搜集

36、整理，利用回史数据的搜集整理，利用回归方法建立基于方法建立基于历史数据的状史数据的状态预测模型，模型，获得状得状态的的预测值，再通，再通过迭代迭代获得状得状态的估的估计值，这一一类方法的方法的代表是代表是基于基于卡卡尔曼曼滤波的逐次状波的逐次状态估估计方法方法。AVC(自动电压控制自动电压控制)n自自动电压控制功能模控制功能模块实现对电网母网母线电压、发电机无功功率、机无功功率、电网无功潮流网无功潮流监视和自和自动控控制；制；利用利用电网网实时数据和状数据和状态估估计提供的提供的实时方式方式进行分析行分析计算，算，对无功可无功可调节设备进行在行在线闭环控制控制。EMS的功能的功能nEMS的功能

37、包括的功能包括数据采集与数据采集与监控（控（SCADA）、以）、以及及发电控制控制、发电计划（划（负荷荷预测）、网网络分析、分析、调度度员培培训模模拟（DTS）等等应用功能用功能,是建立在是建立在SCADA基基础上的功能集成，上的功能集成，针对不同不同应用目的用目的需要需要进行大量行大量计算和分析算和分析。n它将数据采集与它将数据采集与监控、自控、自动发电控制和网控制和网络分析分析等功能有机等功能有机联系在一起，使系在一起，使电力系力系统从从经验型型调度提高到分析型度提高到分析型调度度，从而全面提高了，从而全面提高了电力系力系统运行在安全、运行在安全、经济、质量和量和环境保境保护方面的水平。方

38、面的水平。EMS数据流数据流n下下图给出了出了调度端度端EMS中自中自动发电控制与控制与SCADA以及网以及网络分析等系分析等系统实时数据流程。数据流程。nSCADA是所有是所有应用的数据基用的数据基础。n状状态估估计和和优化潮流提供化潮流提供发电机机组的的罚因子和机因子和机组限限值。n负荷荷预计则提供区域提供区域发电与与负荷的缺荷的缺额，为经济调度安排度安排发电计划提供依据划提供依据。EMS典型配置典型配置EMS典型配置典型配置nEMS系系统由硬件平台（由硬件平台（HPAlphaServer服服务器器)、操作系操作系统平台（平台（Tru64Unix、Oracle/Sybase)、EMS/DM

39、S（DistributionManagementSystem配配电管理系管理系统）支撑平台、）支撑平台、电力系力系统基本基本应用和用和电力力高高级应用用软件等件等组成。成。nEMS系系统对计算机的要求主要是：算机的要求主要是：可靠性可靠性（硬件和操作系（硬件和操作系统稳定、定、软件件经过长期的用期的用户使用使用验证）、）、复复杂运算能力运算能力、多任多任务实时性。性。能量管理系统的内涵能量管理系统的内涵n能量管理系能量管理系统(EMS)是是电力力调度中心的一套大度中心的一套大型的型的软件系件系统，在在线安全分析安全分析是它的核心任是它的核心任务之一，在之一，在电力系力系统的分析和控制中的分析和

40、控制中发挥着重要着重要的作用。的作用。n调度度员能否得心能否得心应手地手地应用用EMS高高级应用用软件分析和件分析和处理理实际问题，决定，决定调度度员水平是否水平是否能由能由经验型上升到分析型。型上升到分析型。n现代代电网的网的发展要求展要求电力力调度由分析型度由分析型转向智向智能型。能型。能量管理系统的作用n（1）监视和控制（和控制（调度），能度），能发出告警信息；出告警信息；n（2）预防性分析和防性分析和预防性控制；防性控制；n（3）事故）事故处理。理。能量管理系统（能量管理系统（EMS）的发展）的发展到目前到目前为止，止，EMS的的发展已展已经历四代：四代：n第一代第一代为上世上世纪70

41、年代基于年代基于专用机和用机和专用操作系用操作系统的的SCADA系系统；n第二代第二代为80年代基于通用年代基于通用计算机和集中式的算机和集中式的SCADA/EMS系系统，部分部分EMS应用用软件件开始开始进入入实用化；用化；n第三代第三代为90年代基于年代基于RISC/UNIX的的开放分布式开放分布式EMS系系统（含（含SCADA应用），用），采用的是商用关系型数据采用的是商用关系型数据库和先和先进的的图形形显示技示技术，EMS应用用软件更加丰富件更加丰富和完善和完善。能量管理系统（能量管理系统（EMS）的发展）的发展n第四代系第四代系统以遵循以遵循IEC61970为主要特征，采主要特征，采

42、用了大量的先用了大量的先进技技术，包括，包括CORBA中中间件技件技术、CIM/CIS技技术、SVG技技术、开放式、开放式/分布分布式式应用用环境的网境的网络管理技管理技术、面向、面向对象技象技术、多代理技多代理技术、安全防、安全防护技技术等。等。现代电力调度控制中心的革新由EMS走向AEMSn随着随着经济水平的不断提高和水平的不断提高和电力系力系统规模及复模及复杂程度的不断程度的不断扩大大,仅靠靠调度度员人工人工调整整,已越已越来越不能来越不能满足足现代代电网运行中网运行中对安全性、安全性、经济性和运行性和运行质量等多目量等多目标趋优控制的要求控制的要求.在在这一一重大需求重大需求驱动下先下

43、先进的的EMS(advancedEMS,AEMS)应需而生需而生.该系系统是新由我国是新由我国电力工作力工作者自主开者自主开发、拥有完全自主知有完全自主知识产权的的电网网调度自度自动化系化系统,可可协调地自地自动调控网内所有可控控网内所有可控资源源,以以实现电网多目网多目标趋优闭环运行。运行。5.3基于电网综合数据挖掘的辅助决策支持系统基于电网综合数据挖掘的辅助决策支持系统nEMSEMS是是为电网网运运行行调度度人人员提提供供的的实时数数据据及及数数据据的的展展示示方方式式，不不能能满足足企企业领导和和各各级管管理理人人员的的需需要要。由由于于调度度运运行行人人员与与企企业领导和和管管理理层人

44、人员对电网网实时信信息的息的要求存在差异。要求存在差异。n因因此此，电网网企企业需需要要针对企企业管管理理层人人员的的管管理理需需要要和和决决策策需需求求提提供供一一个个平平台台，通通过对各各个个子子系系统之之间的的数数据据整整合合，为企企业管管理理层人人员提提供供管管理理和和指指挥生生产所所需需要要的的完完整整全全面面的的数数据据信信息息，从从而而为领导指指挥生生产正确决策提供条件。（正确决策提供条件。（宏宏观，大局，大局）电网生产管理辅助决策支持系统功能模块电网生产管理辅助决策支持系统功能模块n针对电网企网企业生生产指指挥和管理的需要，和管理的需要，统一整合一整合调度度实时数据和生数据和生

45、产管理数据，管理数据，建立数据建立数据仓库；n针对应用需求建立信息模型和用需求建立信息模型和主主题数据数据库，开，开发“基于基于电网网综合数据挖掘的生合数据挖掘的生产管理管理辅助决策系助决策系统”为领导决策提供决策提供帮助。帮助。电网生产管理辅助决策支持系统功能模块电网生产管理辅助决策支持系统功能模块n电网生网生产管理管理辅助决策支持系助决策支持系统包括：包括：n实时数据采集接口；数据采集接口；n实时数据存数据存储管理（存管理（存储策略、存策略、存储维护）；）；n基于生基于生产管理数据管理数据库、电网网调度度实时数据数据库、电力力营销数据数据库的数据的数据仓库与数据挖掘；与数据挖掘；n实时数据

46、数据显示、分析、展示和示、分析、展示和发布；布；n电力力专业图形形编辑。实时数据采集接口实时数据采集接口调度管理信息系统调度管理信息系统(DMIS)包括故障录波、雷电、气象、抢修包括故障录波、雷电、气象、抢修/操作票等操作票等实时数据采集接口实时数据采集接口n电网网SCADASCADA系系统采采集集的的电网网实时数数据据通通过EMSEMS的的实时数数据据库管管理理系系统进行行管管理理应用用和和进行行历史史数数据据存存储。DMISDMIS和和MISMIS应用用所所需需的的实时数数据据由由EMSEMS系系统主主动地地通通过“网网络二二极极管管”（基基于于物物理理链路路的的单向向导通通数数据据传输装

47、装置置）向向MISMIS侧传送送。数数据据传输的的方方式式可可以以是是数数据据库间的的直直接接传输（镜像像或或直直接接写写数数据据库），也也可可以以通通过接接口口进行行转换传输（接接收收/转发）。）。n采用采用镜像服像服务器器传输方式方式时，网，网络二极管要安装二极管要安装在主服在主服务器和器和镜像服像服务器之器之间。这需要需要对镜像数像数据据传输协议作相作相应的改的改变。调度实时数据的存储、维护调度实时数据的存储、维护n调度度实时信信息息数数据据量量大大，更更新新速速度度快快，实时性性要要求求高高。因因此此存存储策策略略规划划显得得特特别重重要要。如如果果存存储规划划设计得得不不合合理理，将

48、将直直接接影影响响到到数数据据的的查询效效率率和和后后台台分分析析程程序序的的执行行效效率率。为此此在在实时数数据据存存储设计中中采采用用如如下下技技术：测点点基基本本信信息息采采用用静静态表表；测点点记录采采用用横横表表结构构；测点点实时数数据据采采用用动态表表记录。对于于实时性性要要求求高高的的实时信信息息显示示，直直接接由由实时数数据据服服务器器内内存存表表直直接接引引用用，历史史数数据据存存储则按按历史史数数据据的的存存储策策略略、存存储规划划和和应用用需需求求，对实时数数据据进行行整整理理和和规范范再再存存入入历史史数数据据库。测点点的的存存储时间间隔隔可可根根据据测点点的的重重要要

49、性性和和时效效性性要要求求，进行行动态设置置，即即可可将将某某测点点的的存存储间隔隔设定定为1 1分分钟，也也可可将将某某测点点的的存存储间隔隔设定定为1010分分钟。测点点可可按按类别、存存储间隔隔要要求求进行行动态分分配配存存储，实现数数据据存存储的的优化化控控制制，为方方便便数数据据应用用提供条件。提供条件。多系统融合的数据仓库与数据挖掘多系统融合的数据仓库与数据挖掘n系系统建建立立在在电网网调度度实时系系统的的实时数数据据库和和生生产管管理理系系统的的管管理理数数据据库之之上上，结合合企企业管管理理的的需需要要构建数据构建数据仓库并并构建主构建主题数据数据库。建立的主建立的主题包括：包

50、括：n变压器的器的负载率及率及统计分析分析n发电厂厂负荷率及荷率及统计分析分析n电网用网用电负荷和供荷和供电负荷荷动态统计分析分析n各各级电网网负荷率及荷率及统计分析分析n供供电线路的路的电压质量及量及统计分析分析n电网网输变电设备健康状况健康状况统计分析分析等。等。实时数据的展示、分析及发布实时数据的展示、分析及发布n 实时数据数据图形展示。形展示。n 曲曲线分析。分析。n 报表功能。表功能。n 越界越界报警。警。n 历史状史状态回放。回放。n 专业应用。用。基于基于SVG标准的电力图形编辑维护系统标准的电力图形编辑维护系统n提提供供基基于于SVGSVG标准准的的电力力图形形编辑器器，能能实