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1、能量管理系统,内容摘要,EMS概述EMS的支持系统EMS的应用软件系统,EMS概述,EMS是以计算机为基础的现代电力系统的综合自动化系统，是预测、计划、控制盒培训的工具EMS主要是针对发电和输电系统，用于大区级电网和省级电网的调度中心EMS涉及计算机硬软件的各个方面。它最终是通过EMS应用软件来实现对电力系统的监视、控制盒管理,EMS概述,EMS概述,EMS的发展历史最初的EMS 系统是在20 世纪70 年代中期产生的。它在数据收集和监控系统SCADA 的基础上，将自动发电控制AGC（Automatic Generation Control）和部分网络分析软件功能集成一体，用数字计算机系统实现
2、其全部功能。EMS 的计算机硬件系统经历了从初期采用专用控制型计算机到全部采用通用计算机的过程。EMS 的计算机软件经历了从专门设计控制程序到采用通用控制系统、专门开发数据库和画面编译系统及形成专门的EMS 支持平台的过程。随着电力系统模型与算法的发展，EMS的高级应用软件也逐步完善和丰富。尤其是面向电力市场的环境，电网管理由垄断走向开放，EMS 的功能将面临新的改造和更新。,EMS的发展历史我国的EMS 经历了70 年代基于专用计算机和专用操作系统的SCADA 系统的第一代；80年代基于通用计算机的第二代；90 年代基于RISC/UNIX 的开放式分布式的第三代。第四代的主要特征是采用JAV
3、A、因特网、面向对象等技术并综合考虑电力市场环境中的安全运行及商业化运营要求，它将在本世纪诞生。,EMS概述,EMS概述,EMS的总体结构,计算机、操作系统、支持系统构建了EMS 的支撑平台。数据收集、能量管理、网络分析组成了EMS 的应用软件。数据收集是能量管理和网络分析的基础和基本功能；能量管理是EMS 的主要功能；网络分析是EMS 的高级应用软件功能培训模拟系统则可以分为两种类型：一是离线运行的独立系统，一是作为在线运行的EMS 组成部分。,EMS的总体结构,EMS概述,EMS的支持系统,EMS 的支持系统包括计算机系统、操作系统和支持系统 EMS 对计算机的要求是要满足可靠性、速度、容
4、量和可扩充性。随着计算机技术的发展，EMS 计算机体系结构经历了集中式分布式开放式的发展过程,EMS的支持系统,集中式计算机体系结构,（1）集中式计算机体系结构是所有处理任务由2 台（或多台）计算机纵向分担。实施方案分为双主机配置、前置机配置。前置机可用多机组成。这种系统的特点是在一套主机和前置机故障的情况下另一套主机和前置机可继续正常工作。前置机的主要任务是进行数据收集和规约转换工作，以减轻主机的工作负担。我国第一、二代EMS 基本属于这种计算机体系结构。,EMS的支持系统,分布式计算机体系结构,（2）分布式结构是通过通信系统将多处理机连接在一起，各处理机分担EMS 不同的功能并共享输入输出
5、处理器及外部设备。因此，分布式结构的特点主要体现了硬件和任务的分布关系。90 年代初国家电力调度通信中心引进的西门子SCADA/EMS 系统属分布式结构。,（3）开放式计算机体系结构主要思想是强调多厂家的系统集成和用户界面及各方面软件接口的标准化,EMS的支持系统,EMS 的数据库EMS 的数据库是实现EMS 所有功能的所需的数据源。EMS 数据库设计是将物理模型化为数学模型的定义过程。不同公司设计的EMS 数据库有不同的定义及不同的数据库形式。但就EMS 的数据来源而言主要有这样一些类型：实时量测数据、预测与计划数据、基本数据、历史数据和临时数据。,EMS的支持系统,EMS 的人机交互人机交
6、互（MMI,Man-Machine Interaction）是EMS 必不可少的部分。它是调度员与EMS 联系的重要手段，通过人机交互调度员对电力系统进行监视、分析和控制。同时，人机交互还面向运行计划人员、运行方式分析人员、自动化专业人员，通过人机交互分别进行编制和修正调度计划、研究运行方式和维护EMS。,EMS 的人机交互主要有以下功能：将屏幕上的画面与数据库联系起来；通过画面观察数据和系统状态；通过画面进行操作；动态刷新画面；开发和生成画面,EMS 的应用软件系统,EMS 应用软件分为四大模块：数据采集、能量管理、网络分析和培训仿真数据采集模块的功能是实时采集电力系统数据并监视其状态能量管
7、理模块的功能是进行调度决策以提高控制质量和改善运行的经济性网络分析模块的功能是进行全系统的分析与决策以提高运行的安全性并进行安全性与经济性的统一仿真培训软件则是以研究方式或实时方式按照规定的教案进行调度员培训。,EMS 的应用软件系统,数据采集和监控是EMS的基本功能主要功能（1）数据采集与数据处理，由装设在厂、站内的远动终端进行数据采集，然后通过调度主站与RTU之间的远动通道传送信息。信息可由RTU 主动循环传送到主站，也可以主站为主动，用应答方式将信息召唤到主站。RTU 与主站间有上行信息也有下行信息（2）监视与事件处理，主站采集到的状态量、量测量在调度主站的计算机屏幕上以系统接线图形式或
8、表格形式显示出来，数据监视到状态量变化和量测量越限时则进行相应的越限报警、故障报警、故障记录等，以协助调度人员对电力系统的实时运行管理。（3）控制功能，控制功能是直接作用于电力系统的运行。它包括单个设备控制、向调节设备发调节信息、顺序控制计划和自动控制计划,EMS 的应用软件系统,（4）事件顺序记录及事故追忆，事故数据的收集与记录是SCADA 重要功能之一，它为分析故障和预防事故提供了宝贵的信息。事件顺序记录SOE（Sequence of Event Recording）主要是主站对各RTU 送来的事件（开关和继电保护等状态量变化），按动作的顺序时间先后记录下来。事故追忆PDR（Post Di
9、sturbance Review）是主站对事故前后的实时运行参数作记录。（5）数据管理，其功能主要对各种运行参数进行统计。如计算全网总功率、各地区用电量、发电量、最大最小负荷等。同时建立历史数据库和实时数据库并进行SCADA 与EMS 及管理信息系统MIS（Management Information System）间的数据交换,EMS 的应用软件系统,能量管理软件能量管理软件模块主要包括发电控制和发电计划两大部分。发电计划是发电控制的基础。发电计划部分应用软件包括：系统负荷预测、发电计划、机组经济组合、水电计划、交换功率计划和燃料调度计划等。,网络分析软件一般又称高级应用软件，它主要由实时网络状态分析、调度工程师潮流、网络安全分析、调度员培训仿真和配电管理系统五个模块组成。,
