电力调度中心信息化与智能化课件

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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电力调度中心信息化与智能化课件主要内容主要内容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SG186n5.5智能智能调度度电力调度中心信息化与智能化课件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

2、 具体任具体任务包括：包括：随随着着电力力系系统的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电力调度中心信息化与智能化课件电力调度中心信息化与智

3、能化课件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。电力调度中心信息化与智能化课件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

4、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）经通通讯通道通道传送到送到调度中心。度中心。调度中心度中心采用采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。整个电网运网运行状行状态的数据采集、自的数据采集、自动发电控制、网控制、网络分析等分析等功能全都由功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电力调度中心信息化与智能化课件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(

5、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)。电力调度中心信息化与智能化课件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)n能量管理能量管理 (energy management system,EMS)n电力系力系统实时动态监测(WAMSP)n电能能计量量(TMR)n电力市力市场交易交易(TMS)n调度度员培培训(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

6、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(DMIS)n电网网企企业管理信息管理信息系系统 电力调度中心信息化与智能化课件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/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科学分析的基行科学分析的基础平台；平台；n自自动发电控控制制(AGC)和和自自动电压控控制制(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

7、制手段的控制手段。nSCADA/EMS/AGC/AVC构构成成了了电网网监视与与控控制制的核心的核心。电力调度中心信息化与智能化课件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

8、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。电力调度中心信息化与智能化课件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

9、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)。电力调度中心信息化与智能化课件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

10、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。电力调度中心信息化与智能化课件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

11、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.电力调度中心信息化与智能化课件能量管理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。电力调度中心信息化与智能化课件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

12、析分析级。电力调度中心信息化与智能化课件数据收集级(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

13、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。电力调度中心信息化与智能化课件数据收集级(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。电力调度中心信息化与智能化课件能量管理级(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

14、,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,电力调度中心信息化与智能化课件负荷预测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

15、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。电力调度中心信息化与智能化课件

16、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

17、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。电力调度中心信息化与智能化课件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

18、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。电力调度中心信息化与智能化课件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。电力调度中心信息化与

19、智能化课件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中中电力调度中心信息化与智能化课件网络分析级(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

20、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。电力调度中心信息化与智能化课件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

21、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。电力调度中心信息化与智能化课件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，各各元元件件中中流流过的的功功率率，系系统的的功

22、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。电力调度中心信息化与智能化课件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)，

23、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电力调度中心信息化与智能化课件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

24、分析的基安全分析的基础，在，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。电力调度中心信息化与智能化课件调度员潮流计算n调度度员潮流模潮流模块在能量

25、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。电力调度中心信息化与智能化课件

26、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。电力调度中心信息化与智能化课件调度员潮流计算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

27、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。电力调度中心信息化与智能化课件调度员潮流计算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

28、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。电力调度中心信息化与智能化课件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

29、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。电力调度中心信息化与智能化课件无功优化无功优化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

30、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。电力调度中心信息化与智能化课件无功优化（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无荷水平下无功功优化各控制化各控制变量量 ，机端，机端电压，可投切，可投切电容器，容器，变压器器变比的作用只有一个粗比的作用只有一个粗略的概念。略的概念。用算法用算法对各控制各控制变量在三种量在三种典型典型负荷水平下的作用作了荷水

31、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。 电力调度中心信息化与智能化课件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。电力调度中心信息化与智能

32、化课件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

33、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。电力调度中心信息化与智能化课件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

34、熟数据”。电力调度中心信息化与智能化课件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调度中心信息化与智能化课件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

35、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。电力调度中心信息化与智能化课件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

36、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。电力调度中心信息化与智能化课件电力系统状态估计常用算法电力系

37、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

38、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。电力调度中心信息化与智能化课件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。电力调度中心信息化与智能化课件EMS的功能的功能nEMS的功能包括的功能包括数据采集与数据采集与监控（控（SCADA）、）、以及以及发电控制控制、发电计

39、划（划（负荷荷预测）、网网络分分析、析、调度度员培培训模模拟（DTS）等等应用功能用功能,是建是建立在立在SCADA基基础上的功能集成，上的功能集成，针对不同不同应用用目的需要目的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。方面的水平。电力调度中心信息化与智能化课件EMS数据流数据流n下下图给出了出了调度端度端EM

40、S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。电力调度中心信息化与智能化课件电力调度中心信息化与智能化课件电力调度中心信息化与智能化课件EMS典型配置典型配置电力调度中心信息化与智能化课件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（T

41、ru64Unix、Oracle/Sybase)、EMS/DMS（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。电力调度中心信息化与智能化课件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

42、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。电力调度中心信息化与智能化课件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。电力调度中心信息化

43、与智能化课件能量管理系统（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

44、富件更加丰富和完善和完善。电力调度中心信息化与智能化课件能量管理系统（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。电力调度中心信息化与智能化课件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

45、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。电力调度中心信息化与智能化课件电力调度中心信息化与智能化课件5.3基于电网综合数据挖掘的辅助决策

46、支持系统基于电网综合数据挖掘的辅助决策支持系统nEMS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

47、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）电力调度中心信息化与智能化课件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。电力调度中心信息化与智能化课件 电网生产管理辅助决策支持系统功能模块电网生

48、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。 电力调度中心信息化与智能化课件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/操作票等操作票等电力调度中

49、心信息化与智能化课件实时数据采集接口实时数据采集接口n电网网SCADA系系统采采集集的的电网网实时数数据据通通过EMS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。DMIS和和MIS应用用所所需需的的实时数数据据由由EMS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装置置）向向MIS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（接收（接收/转发）。）。n采用采用镜像服像服务器器传输方式方式时，网，

50、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。 电力调度中心信息化与智能化课件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

51、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10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

52、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。电力调度中心信息化与智能化课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

53、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。电力调度中心信息化与智能化课件实时数据的展示、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。电力调度中心信息化与智能化课件基于基于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SVG标准准的的电力力图形形编辑器器，能能实现电力力系系统图形形对象象的的绘画画、缩放放、修修改改、删除除等等基基本本操操作作,同同时也也能能快快速速、准准确确、动态地地显示示

54、电力力系系统的的接接线图和和配配置置电气气参参数数，可可有有效减效减轻系系统维护人人员负担。担。n基基于于SVG的的电力力系系统图形形有有利利于于不不同同开开发商商的的系系统进行行图形形交交互互,可可供供Web调用用,也也可可为第第三三方方应用用软件件使使用用,鉴于于SVG的的以以上上优点点,国国际电工工委委员会会推推荐荐SVG作作为图形形交交换的的标准准格格式式。电力调度中心信息化与智能化课件SVG(可缩放矢量图形可缩放矢量图形)nSVG(ScalableVectorGraphics,可可缩放矢量放矢量图形形)n电网网调度自度自动化系化系统正从原有的孤立系正从原有的孤立系统往集往集成化方向成

55、化方向发展展,各个系各个系统间需要共享需要共享资源来提高源来提高工作效率及决策分析的准确性。工作效率及决策分析的准确性。许多多电力企力企业逐步采用逐步采用CIM标准和准和组件技件技术来不断整合自己来不断整合自己的系的系统,但是但是各个系各个系统间如何交如何交换图形数据成形数据成为一个亟待解决的一个亟待解决的问题。n目前不同的目前不同的EMS系系统采用不同的采用不同的图形格式形格式,SVG为电力系力系统运行可运行可视化化图形形数据的数据的发布提布提供了一种开放性的解决方案供了一种开放性的解决方案,使使电网网图形数据成形数据成为了一种可了一种可扩展可移植的展可移植的图形形资源。源。电力调度中心信息

56、化与智能化课件5.4电力电力ERP与与SG186什么是什么是ERP？ERPERPERPERP是是是是Enterprise Resources PlanningEnterprise Resources PlanningEnterprise Resources PlanningEnterprise Resources Planning（企业资源（企业资源（企业资源（企业资源规规规规划）划）划）划）的缩写的缩写的缩写的缩写。管理管理思想思想软件软件产品产品管理管理体系体系电力调度中心信息化与智能化课件对于成熟套装软件，我们可以进一步从三个层次进行描述：对于成熟套装软件，我们可以进一步从三个层次进行描

57、述：q管理思想管理思想：首先体现出一种管理思想，其宗旨在于通过：首先体现出一种管理思想，其宗旨在于通过标准化的业务流标准化的业务流程和标准化的信息数据程和标准化的信息数据，使企业能够整合企业内部的各种资源，从而提，使企业能够整合企业内部的各种资源，从而提升内部运营的效率和整体的经营水平；升内部运营的效率和整体的经营水平；q信息化的软件产品信息化的软件产品：管理思想的具体实现需要：管理思想的具体实现需要通过实施成熟的企业级信通过实施成熟的企业级信息管理系统来实现的息管理系统来实现的。这些软件系统通常是基于优化和通用的业务运作。这些软件系统通常是基于优化和通用的业务运作流程进行开发的，并且能够实现

58、在统一的技术平台上的信息共享；流程进行开发的，并且能够实现在统一的技术平台上的信息共享；q综合的管理系统综合的管理系统：体现了企业管理理念、贯彻了：体现了企业管理理念、贯彻了统一的业务流程、包含统一的业务流程、包含了企业各种基础业务数据、产生各种企业管理报表了企业各种基础业务数据、产生各种企业管理报表，是能够全面体现企，是能够全面体现企业经营情况的综合管理系统；业经营情况的综合管理系统；什么是什么是ERP？（续）？（续）电力调度中心信息化与智能化课件19961996年年浙江电力浙江电力20002000年年山东电力山东电力20032003年年上海电力上海电力20062006年年华东华东/ /华北

59、电网华北电网 2007 2007年年 西北电网等西北电网等国家国家电网网ERP建建设国家电网ERP建设的历程：电力调度中心信息化与智能化课件nSAP公司公司成立于成立于1972年，年，现在已在已经发展成展成为一个一个50多个国家多个国家和地区有分支机构的跨国公司，其和地区有分支机构的跨国公司，其总部在德国的沃部在德国的沃尔多夫多夫。n目前，目前，SAP已已经成成为领先的商用先的商用软件厂商，件厂商，也是也是ERP系系统全全球市球市场占有率最高的占有率最高的软件件产品品。对于大型、集于大型、集团性企性企业，SAP系系统往往是其首往往是其首选。SAP公司简介公司简介电力调度中心信息化与智能化课件S

60、APSAPFIFIFIFI财务会计财务会计财务会计财务会计COCOCOCO财务控制财务控制财务控制财务控制TRTRTRTR资金管理资金管理资金管理资金管理PSPSPSPS项目管理项目管理项目管理项目管理WFWFWFWF工作流程管理工作流程管理工作流程管理工作流程管理ISISISIS行业方案行业方案行业方案行业方案MMMMMMMM物料管理物料管理物料管理物料管理HRHRHRHR人事管理人事管理人事管理人事管理SDSDSDSD销售与分销销售与分销销售与分销销售与分销PPPPPPPP生产计划生产计划生产计划生产计划QMQMQMQM质量管质量管质量管质量管理理理理PMPMPMPM设备管理设备管理设备管

61、理设备管理SAP系统的主要功能模块概览系统的主要功能模块概览电力调度中心信息化与智能化课件财务管理财务管理人力资源人力资源管理管理资产运维核算预算执行反馈销售核算薪酬核算设备资产联动预算执行反馈在建工程核算工程结算转资销售发票投资计划、资金计划采购及库存核算采购发票校验n加强工程付款进度跟踪及管理n提高工程竣工决算信息的准确性和及时性n逐步完善固定资产与设备的匹配性n理顺物资核算管理流程各模块之间的集成保证了信息的及时性、各模块之间的集成保证了信息的及时性、可用性和可监控性；可用性和可监控性；借助系统的高集成性，在实施的过程中借助系统的高集成性，在实施的过程中着重考虑解决的问题包括：着重考虑解

62、决的问题包括：计划管理计划管理资产（设备）资产（设备）管理管理工程管理工程管理物资管理物资管理销售管理销售管理SAP的各模块之间高度集成的各模块之间高度集成电力调度中心信息化与智能化课件国家电网成熟套装软件功能蓝图项目管理项目管理物资管理物资管理采购管理采购管理库存管理库存管理财务管理财务管理计划管理计划管理生产计划管理生产计划管理投资计划管理投资计划管理综合计划管理综合计划管理人力资源管理人力资源管理设备管理设备管理设备台帐管理设备台帐管理设备维护管理设备维护管理设备缺陷管理设备缺陷管理工单管理工单管理资产产权资产产权预算管理预算管理会计核算会计核算分析与评价分析与评价风险控制风险控制资金与

63、投融资资金与投融资实时控制实时控制决策支持决策支持需求管理需求管理供应商管理供应商管理采购组织采购组织规范管理规范管理项目变更项目变更项目后评估项目后评估项目立项项目立项项目计划项目计划结算与决算结算与决算项目设计项目设计在建过程在建过程人事管理人事管理薪酬管理薪酬管理业绩考核业绩考核员工招聘员工招聘干部管理干部管理用工管理用工管理年金管理年金管理绩效管理绩效管理职位管理职位管理组织结构组织结构教育培训教育培训专家库管理专家库管理决策支持决策支持自助服务管理自助服务管理SG186中成熟套装软件包含的主要功能中成熟套装软件包含的主要功能电力调度中心信息化与智能化课件排名排名企企业名称名称成熟套装

64、成熟套装软件件32国家国家电网（中国）网（中国）部分网省部分网省68法国法国电力（法国）力（法国）是是113东京京电力（日本）力（日本）否否132意大利意大利电力（意大利）力（意大利）是是213俄俄罗斯斯统一一电力（俄力（俄罗斯）斯）是是238Centrica（英国）（英国）是是240韩国国电力（力（韩国）国）是是266南方南方电网（中国）网（中国）待定待定276关西关西电力（日本）力（日本）是是280Endesa（四班牙）（四班牙） 是是338中部中部电力（日本）力（日本）是是340杜克能源（美国）杜克能源（美国）是是355南南苏格格兰电力公司（英国）力公司（英国）否否360Dominion

65、 Resources （美国）（美国）否否374Vattenfall（瑞典）（瑞典）是是394英国国家英国国家电网公司（英国）网公司（英国）是是395国家国家电力公司（力公司（联邦邦电力委力委员会）会） （墨西（墨西哥）哥）否否437Exelon（美国）（美国）是是462东北北电力力 （日本）（日本）是是澳大利澳大利亚越网（澳大利越网（澳大利亚）是是中中华电力（中国香港）力（中国香港）是是E.On（德国）（德国）是是世界世界500500强中电力企业应用情况强中电力企业应用情况国内央企应用情况国内央企应用情况企企业名称名称成熟套装成熟套装软件件中国石化中国石化是是中国石油中国石油是是中国海油中国

66、海油是是中国移中国移动是是中国中国电信信是是中国网通中国网通是是中国中国铝业是是中化集中化集团是是中粮集中粮集团是是一汽集一汽集团是是上汽集上汽集团是是中中钢集集团是是宝宝钢集集团是是鞍鞍钢集集团是是华电集集团（华电国国际）是是中国大唐（大唐国中国大唐（大唐国际）是是电力调度中心信息化与智能化课件讨论讨论电力信息化中核心的工力信息化中核心的工业控制系控制系统已已经学学习完完毕,探探讨EMS与其他工与其他工业控制系控制系统的区的区别,最最突出的突出的问题在哪在哪?n可靠性可靠性(地位重要性地位重要性)n实时性性n功能功能(除除监视控制外控制外全局指全局指挥调度的功能度的功能)n层次次(现场层是其

67、他控制系是其他控制系统,纵向安全向安全问题)n共享与安全性共享与安全性(调度自动化系统的外延调度自动化系统的外延, ,横向安横向安全全问题)nEMS是是电力系力系统信息交信息交换的核心部分的核心部分电力调度中心信息化与智能化课件不同系统间数据共享困难不同系统间数据共享困难n而而电力系力系统现在已在已经有很多独立分工不同的信有很多独立分工不同的信息息处理系理系统,系系统之之间相互孤立，相互孤立，无法无法实现大大规模互模互联电力系力系统中各控制中心中各控制中心与与EMS之之间的数据交的数据交换和信息共享和信息共享.n这些些问题的出的出现都是因都是因为在系在系统开开发当中当中缺乏缺乏统一的一的标准造

68、成准造成的，的，导致了信息致了信息资源的巨大浪源的巨大浪费，同，同时也阻碍了也阻碍了电力系力系统信息一体化信息一体化结构的构的发展。展。电力调度中心信息化与智能化课件讨论讨论n如何解决如何解决EMS系系统与其他系与其他系统的共享与安全的共享与安全性性问题()必必须数据模型和通信数据模型和通信协议的的标准准化化n重建各系重建各系统?n建立建立统一的接口一的接口标准准?需要一个开放式的需要一个开放式的标准准(IEC61970标准准)来来简化化电力系力系统数据的交互，数据的交互，使不同使不同类型的系型的系统用同用同一种一种标准做接口准做接口来来实现数据交互数据交互。主要目主要目标就是在就是在现有的信

69、息系有的信息系统基基础上上，通，通过利用先利用先进的的IT技技术，将一个企，将一个企业不同不同时期、不期、不同厂商建同厂商建设的独立的独立应用系用系统有机地有机地联系起来，系起来，实现信息的高度共享信息的高度共享，彻底解决底解决“信息孤信息孤岛”的的问题。电力调度中心信息化与智能化课件讨论讨论n利用何种先利用何种先进的的IT技技术实现信息的高度共享信息的高度共享?必必须首先解决首先解决信息交信息交换的内容的内容和和信息交信息交换方式方式的的问题，CIMXMLSOAWebservice电力调度中心信息化与智能化课件n解决信息的可理解性解决信息的可理解性问题。数据交互的核数据交互的核心心问题是是信

70、息描述的信息描述的标准化准化，IEC61970标准准提供提供公用信息模型公用信息模型CIM,主要解决信息的可理主要解决信息的可理解性解性问题。n解决信息解决信息传输问题。XML是独立于是独立于软件与件与硬件的信息硬件的信息传输工具工具，它使用文本以它使用文本以结构化的构化的方式方式简单的展示和存的展示和存储数据数据。XML是自我描是自我描述并独立于平台的述并独立于平台的，XML非常适合异构系非常适合异构系统之之间的信息交的信息交换。n解决信息解决信息模型到模型到传输文件的文件的映射映射问题。RDFSchema电力调度中心信息化与智能化课件XMLn通通过扩展，展，XML文档描述的数据信息不文档描

71、述的数据信息不仅清晰可清晰可读，而且，而且对数据的搜索与定位更数据的搜索与定位更为精确。它精确。它强调数据本身的描述和数据内容的数据本身的描述和数据内容的组织存放存放结构，因构，因此不同的使用者可以按照自身的需要此不同的使用者可以按照自身的需要从中提取相从中提取相关数据关数据，用以，用以实现不同的目的。不同的目的。nXML文档是文本文档是文本，任何能，任何能读文本文件的工具都能文本文件的工具都能读取取XML文档。因此，用文档。因此，用XML描述的数据可以描述的数据可以长期保存而不必担心无法期保存而不必担心无法识别。电力调度中心信息化与智能化课件 SG186工程n在在2006年年4月，国家月，国

72、家电力公司力公司针对电力信息化力信息化的迫切要求提出的迫切要求提出“SG186”工程。工程。“1”是指是指构构筑由信息网筑由信息网络、数据交、数据交换、数据中心、数据中心、应用集用集成、企成、企业门户五个部分五个部分组成的一体化企成的一体化企业级信信息集成平台息集成平台；“8”是指建是指建设八大八大应用模用模块；“6”是指建立健全信息化安全防是指建立健全信息化安全防护、标准准规范、管理范、管理调控、控、评价考核、技价考核、技术研究、人才研究、人才队伍伍六个保障体系六个保障体系。其建。其建设目目标是是“实现数据共数据共享，享，畅通信息渠道、促通信息渠道、促进业务集成、集成、统一展一展现内容内容”

73、。电力调度中心信息化与智能化课件SG186工程实施施“SG186”工程，重点是建工程，重点是建设“一个系一个系统、二、二级中心、三中心、三层应用用”的架构。一个系的架构。一个系统就是构筑一就是构筑一体化企体化企业级信息系信息系统，实现信息信息纵向向贯通、横向通、横向集成集成，支撑集，支撑集团化运作；二化运作；二级中心就是建中心就是建设总部、部、网省公司两网省公司两级数据中心数据中心，共享数据，共享数据资源，促源，促进集集约化化发展；三展；三层应用就是部署用就是部署总部、网省公司和部、网省公司和地市地市县公司公司三三层业务应用，用，优化化业务流程，流程，实现精精细管理。管理。电力调度中心信息化与

74、智能化课件十一五期间十一五期间调度自动化系统的整体设计调度自动化系统的整体设计十一五期十一五期间对传统的的电网网调度自度自动化系化系统的的结构和构和应用功能用功能应作出重大作出重大调整整,整体整体设计方案是：方案是：n标准和准和规范的范的统一一(IEC61970)n建立数据中心建立数据中心(安全性与共享性安全性与共享性)n划分划分应用区域用区域(安全性安全性)n采用构建采用构建统一系一系统平台平台n功能群的自由功能群的自由组合合电力调度中心信息化与智能化课件十一五期间调度自动化系统总体方案十一五期间调度自动化系统总体方案n(1)构筑构筑统一的系一的系统平台平台n统一系一系统平台是整个平台是整个

75、调度自度自动化系化系统的基的基础,为所有所有应用系用系统或功能模或功能模块提供提供统一的运行管一的运行管理、数据理、数据访问、系、系统通信、通信、图形界面、形界面、权限管限管理等公共服理等公共服务。n平台平台应遵循遵循IEC61970等国等国际标准准,具有清晰的具有清晰的层次次结构构,便于便于应用功能的用功能的扩展和适展和适应用用户需需求的求的变化。化。电力调度中心信息化与智能化课件十一五期间十一五期间调度自动化系统总体方调度自动化系统总体方案案(2)划分划分应用区域用区域实时控制区、控制区、非控制生非控制生产区、区、生生产管理管理区、区、管理信息区管理信息区电力调度中心信息化与智能化课件十一

76、五期间十一五期间调度自动化系统总体方案调度自动化系统总体方案n安全区安全区：目前已有或将来要上的：目前已有或将来要上的有控制功能有控制功能的系的系统，以及，以及实时性要求很高的系性要求很高的系统。目前主。目前主要包括要包括实时闭环控制的控制的SCADA/EMS系系统、自、自动发电控制（控制（AGC）系）系统和安全自和安全自动控制系控制系统，保，保护设置工作站（具有改定置工作站（具有改定值、远方投退方投退等功能）。等功能）。n安全区安全区：没有没有实时控制控制业务但需要通但需要通过调度度专用通信网用通信网进行行远方通信的方通信的准准实时业务系系统。目前包括水目前包括水调自自动化系化系统、调度度员

77、培培训系系统（DTS）、）、电力交易系力交易系统、电能量能量计量系量系统（TMR）、继保及故保及故录管理系管理系统（不具（不具备改改定定值、远方投退功能）等。方投退功能）等。电力调度中心信息化与智能化课件十一五期间十一五期间调度自动化系统总体方调度自动化系统总体方案案n安全区安全区：通：通过电力力调度数据网度数据网进行行远方通方通信的信的调度生度生产管理系管理系统。目前包括雷。目前包括雷电监测系系统、气象信息、气象信息、调度度MIS（DMIS）等。）等。n安全区安全区IV：包括：包括办公自公自动化（化（OA）、）、电子子邮件系件系统和管理信息系和管理信息系统（MIS)等。等。电力调度中心信息化

78、与智能化课件十一五期间十一五期间调度自动化系统总体方案调度自动化系统总体方案n(3)建立建立2个数据中心个数据中心(平台平台)遵循遵循电力二次系力二次系统安全防安全防护的要求的要求,分分别对电网网监控和控和电力交易力交易应用的安全用的安全I,II区和区和电力力调度生度生产管理的安全管理的安全III区建区建设数据平台数据平台,形成形成电网网调度自度自动化化统一数据一数据的内平台和外平台的内平台和外平台结构构,形成安全区数据形成安全区数据内平台和安全区数据外平台内平台和安全区数据外平台2大数据中心大数据中心.由数据平台由数据平台统一向一向调度中心以外的度中心以外的电力力企企业系系统提供提供调度数据

79、度数据. 电力调度中心信息化与智能化课件十一五期间调度自动化系统总体方案十一五期间调度自动化系统总体方案n内数据平台中存内数据平台中存储的数据包括的数据包括:安全安全I、II区中各区中各应用系用系统的模型、参数、拓扑、的模型、参数、拓扑、图形、形、计划数据、划数据、计算算结果、运行果、运行/交易交易数据数据,以及以及历史采史采样数据、定数据、定值数据、数据、过程数据、告警程数据、告警记录等等,同同时还包括少量安包括少量安全全III区的信息区的信息(如如:设备参数、气象信息、参数、气象信息、计划划值等等)。n外数据平台中存外数据平台中存储的数据包括的数据包括:内平台的内平台的所有数据、安全所有数

80、据、安全III区区应用系用系统的有关信的有关信息、多种息、多种统计分析数据分析数据等。等。电力调度中心信息化与智能化课件十一五期间十一五期间调度自动化系统总体方案调度自动化系统总体方案n(4)重新整合和重新整合和优化化应用功能用功能由于由于传统功能功能(或功能模或功能模块)的的组合已不能完全合已不能完全适适应现代代电网网调度和运度和运营的需求的需求,同同时新的新的应用功能不断投入用功能不断投入,急需急需对应用功能用功能进行重新整行重新整合和合和优化化.n通通过消除同一种消除同一种应用功能的重复配置用功能的重复配置,可自由可自由调用各用各项应用用,按照任按照任务目目标的不同的不同组合成不合成不同

81、的功能群同的功能群.某一功能群包含的功能可能跨区某一功能群包含的功能可能跨区或利用多个或利用多个软件件实现.也可以根据也可以根据“任任务”目目标灵活地灵活地组合成所需的功能群合成所需的功能群。电力调度中心信息化与智能化课件n鉴于于这种种现状，因此状，因此建立建立统一的接口一的接口标准准势在在必行，必必行，必须实现数据模型和通信数据模型和通信协议的的标准化准化也就是也就是说，需要一个开放式的需要一个开放式的标准来准来简化化电力力系系统数据的交互，数据的交互，使不同使不同类型的系型的系统用同一种用同一种标准做接口准做接口来来实现数据交互数据交互。n由于由于EMS是是电力系力系统信息交信息交换的核心

82、部分的核心部分，因，因此目前的研究大都此目前的研究大都围绕EMS开展。开展。不同系统间数据共享解决方案不同系统间数据共享解决方案电力调度中心信息化与智能化课件n为实现不同系不同系统之之间的信息一体化，促的信息一体化，促进电力力行行业的不断的不断发展，国展，国际电工委工委员会制定了会制定了IEC61970标准，它包括准，它包括CIM（公共信息模型）（公共信息模型）和和CIS（组件接口件接口规范）两个部分。范）两个部分。nIEC61970系列系列标准准，这是是一套能量管理系一套能量管理系统应用程序接口（用程序接口（EMSAPI）的国）的国际标准准，该标准的定准的定义使使电力系力系统各种各种应用以及

83、用以及EMS能能够不依不依赖信息的内部表示信息的内部表示存取公共数据和交存取公共数据和交换信信息。息。不同系统间数据共享解决方案不同系统间数据共享解决方案电力调度中心信息化与智能化课件n技技术上上实现的的办法就是法就是为现有的有的应用或系用或系统提供提供一个集成构架，一个集成构架，这一构架基于一构架基于通用的通用的结构和信息构和信息模型及接口模型及接口，与底，与底层的技的技术无关无关。nIEC61970系列系列标准的工作就是形成一套准的工作就是形成一套导则和和标准准用以集成在控制中心用以集成在控制中心环境中不同开境中不同开发商的商的应用用，与控制中心外的系与控制中心外的系统交交换数据。因此数据

84、。因此标准的范准的范围也涉及其它也涉及其它电力力传输系系统、配、配电系系统以及在控制以及在控制中心以外需要中心以外需要实时交交换数据的数据的发电系系统。nIEC61970还要要实现对遗留的系留的系统和新开和新开发的系的系统依据依据标准准进行集成行集成。不同系统间数据共享解决方案不同系统间数据共享解决方案电力调度中心信息化与智能化课件n为了了实现集成，集成，软件件组件和系件和系统需要一个需要一个公用信公用信息模型息模型CIM(CommonInformationModel)来提供来提供公用一致的模型作公用一致的模型作为数据交数据交换的基本模型的基本模型。软件件组件的集成，也就是将独立开件的集成，也

85、就是将独立开发的各个的各个软件集成件集成到系到系统中，中，为保保证这类集成，集成，组件接口用到的属件接口用到的属性、方法、事件需要性、方法、事件需要标准化准化。n集成的重点是支持集成的重点是支持松散的耦合和异步的松散的耦合和异步的“文件文件”交交换。文件可以是大型复。文件可以是大型复杂的数据的数据结构，譬如构，譬如XML文件。文件。文件交文件交换就是就是说数据的交数据的交换是合成的、是合成的、结构化的、自描述的。构化的、自描述的。不同系统间数据共享解决方案不同系统间数据共享解决方案电力调度中心信息化与智能化课件nCIM定定义了了覆盖各个覆盖各个应用的面向用的面向对象的象的电力系力系统模型，模型

86、，是是IEC61970标准的灵魂准的灵魂。nCIM是整个是整个EMS-API框架的重要基框架的重要基础，是，是电力企力企业应用集成的重要工具，用集成的重要工具，规定了定了EMS-API的的语义部分部分。nCIM是一个是一个抽象模型抽象模型，采用一种可，采用一种可视化的面向化的面向对象的象的建模建模语言言UML来来设计。UML将将CIM定定义成一成一组包，包，每一个包包含一个或多个每一个包包含一个或多个类图，用，用图形方式表示形方式表示该包包中的所有中的所有类及它及它们的关系，然后根据的关系，然后根据类的属性及与其的属性及与其它它类的关系，用文字形式定的关系，用文字形式定义各各类。这些些类几乎涵

87、盖几乎涵盖了了电力企力企业的所有主要的所有主要对象。象。公用信息模型公用信息模型CIM(CommonInformationModel)电力调度中心信息化与智能化课件nCIM提供了一个提供了一个可理解的可理解的电力系力系统逻辑视图，包括，包括EMS所需要的信息所需要的信息。CIM是一个抽象的模型，它代是一个抽象的模型，它代表了表了电力企力企业中中所有的主要所有的主要对象象，包括了，包括了这些些对象象的公共的公共类、属性及其它、属性及其它们之之间的关系的关系。n在在CIM中，我中，我们将一些将一些相关的相关的类，人，人为分分组组成一成一个个包个个包。nCIM模型主要分模型主要分为三部分：三部分：n

88、a)CIM的基本部分的基本部分nIEC61970-301定定义了了CIM的基本的基本单元元，从，从逻辑方面表述方面表述EMS信息的物理含信息的物理含义。301包括包括Core、Domain、Topology、Meas、Wires、Outage、Protection、LoadModel、Generation、GenerationDynamics和和Production共共11个包。个包。公用信息模型公用信息模型CIM电力调度中心信息化与智能化课件nb)CIM用于用于能量能量计划、划、财务和和检修部分修部分该部分在部分在IEC61970-302中定中定义，主要涉及，主要涉及电力市力市场的相关内容。

89、的相关内容。它涵盖了三个包：能量它涵盖了三个包：能量计划包（划包（EnergyScheduling）用于支持用于支持电力交易，具体地力交易，具体地讲就是就是电力公司之力公司之间电能能交易的交易的计划与划与计算，包括算，包括发出出电能、售出能、售出电能、能、线损、流流经电能、售出和能、售出和购买电能；能；财务包（包（Financial）用）用于于结算和算和账目，它描述了正式或非正式目，它描述了正式或非正式协定中的法律定中的法律实体；体；检修修计划包（划包（Reservation）（尚未形成）（尚未形成标准）准），包括，包括针对用用电负荷、荷、发电容量和容量和输电计划安排的划安排的检修信息。修信息

90、。公用信息模型公用信息模型CIM电力调度中心信息化与智能化课件nc)CIM用于用于SCADA的部分的部分IEC61970-303对该部分部分进行了行了说明，明，该部分部分专注于注于监视控制与数据采集控制与数据采集（SCADA）及其）及其组成和数据，成和数据，监视控制支持操作控制支持操作员对设备控制，如合断一个开关，数据采集控制，如合断一个开关，数据采集则从不同数从不同数据源采集遥据源采集遥测数据，涉及整个数据，涉及整个SCADA应用的信息建用的信息建模。模。nCIM对上述三部分上述三部分进行了如下行了如下规范：范：语义（它是指（它是指命名和数据的意命名和数据的意义）；）；词法（所用法（所用数据

91、数据类型型）；）；关系关系（聚合、（聚合、继承和承和简单关关联）。）。遵循遵循CIM意味着公意味着公共接口数据符合共接口数据符合这三方面的要求三方面的要求。公用信息模型公用信息模型CIM电力调度中心信息化与智能化课件nCIM提供了一个可理解的提供了一个可理解的电力系力系统逻辑视图，包括，包括EMS所需要的信息。所需要的信息。CIM是一个抽象的模型，它代是一个抽象的模型，它代表了表了电力企力企业中所有的主要中所有的主要对象，包括了象，包括了这些些对象象的公共的公共类、属性及其它、属性及其它们之之间的关系。的关系。nCIM是整个是整个EMSAPI框架的一部分。框架的一部分。CIM使得不同使得不同厂

92、商独立开厂商独立开发系系统和和EMS与其它相关与其它相关电力系力系统运运行行软件件间的集成的集成变得容易。得容易。这个目个目标的的实现要通要通过定定义一种一种基于基于CIM的通用的通用语言言来使得来使得这些运用程序些运用程序或系或系统能能够获取公共数据和独立的交取公共数据和独立的交换信息信息。公用信息模型公用信息模型CIM电力调度中心信息化与智能化课件公用信息模型公用信息模型CIMn数据交互的核心数据交互的核心问题是是信息描述的信息描述的标准化准化，主，主要要解决信息的可理解性解决信息的可理解性问题。nXML描述数据的能力和描述数据的能力和对数据描述格式的一数据描述格式的一致性使其成致性使其成

93、为数据交数据交换的有力工具，的有力工具，XML是是自我描述并独立于平台的自我描述并独立于平台的，XML非常适合异非常适合异构系构系统之之间的信息交的信息交换。电力调度中心信息化与智能化课件RDFnCIM是一种由是一种由统一建模一建模语言（言（UML）描述的）描述的逻辑视图，它，它自身并不能承自身并不能承载信息信息，IEC61970标准准选用了用了资源描述框架源描述框架语言（言（RDF）作）作为信息信息载体体，同，同时选用主流的用主流的XML技技术作作为信息信息传递的的标准格式准格式，实现信息的自由交互。信息的自由交互。电力调度中心信息化与智能化课件CIMXMLn针对当前的当前的电网自网自动化系

94、化系统来来说，由于，由于EMS的系的系统软硬件差硬件差别很大，不同平台不同很大，不同平台不同语言之言之间的差的差异造成不同异造成不同软件系件系统之之间信息交信息交换无法透明地无法透明地进行。因此，必行。因此，必须首先解决首先解决信息交信息交换的内容的内容和和信息信息交交换方式方式的的问题，目前一种基于，目前一种基于XML的的实现方法方法就是就是将将XML与与EMS中的中的CIM技技术结合起来。合起来。n即即在在应用程序接口模型用程序接口模型选取上取上采用采用CIM，在，在数据数据交交换方式上方式上采用采用XML技技术实现的信息交的信息交换模型模型，可以可以简化数据化数据对象的象的标准化准化过程

95、，并极大地降低程，并极大地降低系系统集成的复集成的复杂度，将系度，将系统真正建立在开放和通真正建立在开放和通用的平台上。用的平台上。电力调度中心信息化与智能化课件资源描述框架（资源描述框架（RDF）n为了了建立机器可理解的交建立机器可理解的交换文件文件，资源描述框架源描述框架（ResourceDescriptionFramework,RDF）实现了了这个功能，个功能，它是它是XML技技术的一种具体的一种具体应用用。nRDF定定义了一个用命名的属性和了一个用命名的属性和值的方法来描述的方法来描述资源源间的关系的的关系的简单的模型，并引的模型，并引进了用了用XML表达的用于表达的用于编码和和传输元

96、数据的元数据的语法法规则。RDF定定义了数据本身，也就是了数据本身，也就是语义。n作作为XML的一种的一种应用，用，RDF在在实现方式上可以方式上可以表示成一种特殊的表示成一种特殊的XML文档，它分文档，它分为模型和模型和语法以及法以及RDF模式，模式，RDF模型描述了模型描述了资源的属性信源的属性信息，息，RDFSchema描描类与属性之与属性之间的关系。的关系。电力调度中心信息化与智能化课件CIM模型到模型到RDFSchema的映射的映射nCIM模型只是一个抽象的模型，它既未定模型只是一个抽象的模型，它既未定义模模型数据型数据库的的规范，也未定范，也未定义数据交数据交换的格式。的格式。在工

97、程在工程应用中，需要用中，需要对CIM模型的模型的实现方式做方式做出明确、可行的出明确、可行的规定。定。n使用使用基于基于RDF的的Schema可以将可以将CIM中的中的类及及其属性和关系映射其属性和关系映射为XML中的中的结构构。即：。即：可可以用以用XML来表示来表示CIM模型，模型，这样的的XML被称被称为CIM/XML电力调度中心信息化与智能化课件CIMXMLn采用采用CIM/XML表示数据表示数据，即解决了数据在异种平，即解决了数据在异种平台的台的传递问题，也解决了不同，也解决了不同应用用对信息的理解信息的理解问题，使用，使用CIM/XML很好地很好地实现电力系力系统模型交模型交换和

98、信息共享。和信息共享。nXML、RDF与与CIM本本质上没有关系，但上没有关系，但XML和和RDF结合能很好地表示合能很好地表示CIM。电力调度中心信息化与智能化课件作为信息交换载体的作为信息交换载体的CIMXML文档文档n利用利用RDF语法和法和XML语言，言，结合合CIM与与RDFSchema的映射最的映射最终得到得到CIMXML文档文档。n引入了引入了IEC61970标准，准，实现电力模型数据从一般力模型数据从一般文本文件格式到文本文件格式到CIMXML格式的格式的转化，同化，同时在在数据数据库层面上，面上，实现基于基于CIMXML的的导入入导出出。提供以提供以CIM标准形式的与外界交互

99、的接口准形式的与外界交互的接口。n作作为信息交信息交换载体的体的CIMXML文档文档虽然便于理然便于理解，并且能解，并且能够提高系提高系统的开放性，但同的开放性，但同时也提出也提出了一个新的了一个新的课题：在保：在保证开放性的同开放性的同时，如何确，如何确保保这些作些作为电力公司重要内部力公司重要内部资料的数据的料的数据的安全安全性。性。电力调度中心信息化与智能化课件基于基于CIMXML实现系统集成实现系统集成图中图中ClM/XML适配器和适配器和SCL/XM适配器用于完成符合适配器用于完成符合IEC61970标准和标准和IEC61850标准的标准的XML文件导入文件导入/导出功导出功能，能，

100、该适配器由各应用系统厂商自行开发该适配器由各应用系统厂商自行开发。电力调度中心信息化与智能化课件基于基于CIMXML实现系统集成实现系统集成n最最终每个每个EMS和和DMS等供等供应商都将商都将提供一套从本系提供一套从本系统的数据的数据库导出出CIM/XML文本文件文本文件，或者把或者把CIM/XML文本文件文本文件导入到本系入到本系统数据数据库的工具的工具。n这样，我，我们可以在不了解各个独立系可以在不了解各个独立系统数据数据库逻辑结构的情况下，通构的情况下，通过CIM/XML文本文件文本文件顺利地得利地得到所需的数据。从到所需的数据。从发展的情况来看，展的情况来看，这种基于种基于CIM/X

101、ML文本文件的数据抽取方法将大大减少开文本文件的数据抽取方法将大大减少开发数据抽取程序和数据抽取程序和维护数据抽取程序的工作量。只数据抽取程序的工作量。只要它提供要它提供基于基于CIM/XML的接口的接口，数据抽取程序就，数据抽取程序就无需无需变化。化。基于公共信息模型的基于公共信息模型的XML文档使得文档使得EMS与其它与其它电力系力系统间的的“无无缝连接接”成成为可能可能。电力调度中心信息化与智能化课件基于基于CIMXML实现系统集成实现系统集成nXML集成技集成技术是一种是一种松散耦合松散耦合数据交数据交换技技术，具有开具有开发速度快、集成代价小的速度快、集成代价小的优点，但是只点，但是

102、只能能实现标准定准定义的部分功能，并且的部分功能，并且不具不具备实时性性。因此，只能作。因此，只能作为一种初一种初级的、的、辅助的、助的、过渡性的系渡性的系统集成方案。集成方案。n与基于与基于IEC61850标准集成比准集成比较电力调度中心信息化与智能化课件电力调度中心信息化与智能化课件IEC61970nIEC61970协议族作族作为电力系力系统信息共享和信息共享和应用集成的基用集成的基础框架，目前仍在框架，目前仍在发展完善中。展完善中。nCIS部分并不十分成熟部分并不十分成熟电力调度中心信息化与智能化课件讨论讨论nIEC61970和和IEC61850的区的区别n分析基于分析基于CIMXML的

103、系的系统集成与基于通信集成与基于通信规约的集成的区的集成的区别n智能智能变电站站为何何选择基于通信基于通信规约的集成的集成?n调度自度自动化系化系统之之间为何何选择基于基于CIMXML的系的系统集成集成?电力调度中心信息化与智能化课件讨论讨论n调度自度自动化系化系统之之间为何何选择基于基于CIMXML的系的系统集成集成,实现了数据的共享了数据的共享,如何如何实现应用用功能的共享功能的共享?通通过消除同一种消除同一种应用功能的重复用功能的重复配置配置,实现可自由可自由调用各用各项应用用,功能群的自功能群的自由由组合。合。n借借鉴CIMXML思想思想,在在应用程序接口上作文用程序接口上作文章章电力

104、调度中心信息化与智能化课件业务集成平台业务集成平台n面向服面向服务的体系的体系结构（构（SOA）（SOA:Service-orientedArchitecture）在建立在建立统一的一的业务集成平台集成平台时电力信息系力信息系统中原中原有的有的软件系件系统架构架构很很难满足足应用的需求，用的需求，采用新采用新一代的一代的软件体系件体系结构构面向服面向服务的体系的体系结构构是是一个很好的一个很好的选择。面向服面向服务的体系的体系结构（构（SOA）是）是应用程序体系用程序体系结构，它构，它发布可被其它布可被其它应用程序用程序发现的服的服务接口。接口。电力调度中心信息化与智能化课件面向服务的体系结构

105、（面向服务的体系结构（SOA）n在在SOA中中，所所有有功功能能都都定定义为独独立立的的服服务，服服务就就像像“黑黑匣匣子子”一一样运运行行：外外部部组件件既既不不知知道道也也不不用用关关心心服服务功功能能是是如如何何实现的的，而而仅仅关关心心他他们是是否否返返回回期期望望的的结果果。这些些服服务明明确确定定义了了可可调用用的的接接口口，其其它它的的应用用程程序序通通过网网络调用用这些些接接口口来来使使用用服服务，并并可可以以根根据据定定义好的好的顺序来序来调用用这些服些服务，形成，形成业务流程流程。电力调度中心信息化与智能化课件面向服务的体系结构（面向服务的体系结构（SOA）n面面向向服服务

106、的的体体系系结构构（SOA）是是应用用程程序序体体系系结构构，它它发布布可可被被其其它它应用用程程序序发现的的服服务接接口口。接接口口是是采采用用中中立立的的方方式式进行行定定义的的，也也就就是是说它它应该独独立立于于实现服服务的的硬硬件件平平台台、操操作作系系统和和编程程语言言。这使使得得构构建建在在各各种种各各样的的系系统中中的的服服务可以以一种可以以一种统一和通用的方式一和通用的方式进行交互行交互。电力调度中心信息化与智能化课件面向服务的体系结构（面向服务的体系结构（SOA）nSOA改改变了了过去开去开发应用的模式，将用的模式，将软件按照件按照业务需求需求定定义成成“组件件”，作作为共享

107、共享资源，提源，提供以服供以服务为中心的中心的应用用软件件设计方法方法。n这种方法，能种方法，能够提高提高IT对业务的响的响应能力，使能力，使企企业得以得以实时支持支持业务的的变化，最化，最终帮助企帮助企业转变为服服务驱动型企型企业。电力调度中心信息化与智能化课件SOA的架构的架构电力调度中心信息化与智能化课件电力调度中心信息化与智能化课件SOA的架构的架构n面面向向服服务的的体体系系结构构主主要要包包括括三三个个主主题：服服务提提供者、服供者、服务注册中心、服注册中心、服务请求者。求者。(1)服服务提供者提供者：从企：从企业的角度看，的角度看，这是服是服务的所的所有者。从体系有者。从体系结构

108、的角度看，构的角度看，这是托管是托管访问服服务的平台。的平台。服服务提供者提供者创建建Web服服务并可以把其并可以把其接口和接口和访问信息信息发布到服布到服务注册表。注册表。每个提供者每个提供者必必须确定确定陈列哪些服列哪些服务,如何取得安全性和易用如何取得安全性和易用性之性之间的平衡的平衡,如何如何为服服务定价定价,或者如果服或者如果服务是是免免费的的,如何开如何开发它它们的其他价的其他价值。提供者。提供者还必必须确定确定对于于给定的代理服定的代理服务应该把服把服务列入什么列入什么类别,以及使用服以及使用服务,需要何种需要何种贸易伙伴易伙伴协议。电力调度中心信息化与智能化课件SOA的架构的架

109、构(2)服服务请求者。从企求者。从企业的角度看，的角度看，这是要求是要求满足特定功能的企足特定功能的企业。从体系。从体系结构的角度看，构的角度看，这是是寻找并找并调用服用服务，或启，或启动与服与服务的交互的的交互的应用程序。服用程序。服务请求者角色可以由求者角色可以由浏览器来担当，器来担当，由人或无用由人或无用户界面的程序（例如，另外一个界面的程序（例如，另外一个Web服服务）来控制它。）来控制它。电力调度中心信息化与智能化课件SOA的架构的架构(3)服服务注注册册中中心心。这是是可可搜搜索索的的服服务描描述述注注册册中中心心，服服务提提供供者者在在此此发布布他他们的的服服务描描述述。在在静静

110、态绑定定开开发或或动态绑定定执行行期期间，服服务请求求者者查找找服服务并并获得得服服务的的绑定定信信息息（在在服服务描描述述中中）。对于于静静态绑定定的的服服务请求求者者，服服务注注册册中中心心是是体体系系结构构中中的的可可选角角色色，因因为服服务提供者可以把描述直接提供者可以把描述直接发送送给服服务请求者。求者。电力调度中心信息化与智能化课件SOA的架构的架构 在在典典型型情情况况下下，服服务提提供供者者托托管管可可通通过网网络访问的的软件件模模块（WebWeb服服务的的一一个个实现）。服服务提提供供者者定定义WebWeb服服务的的服服务描描述述并并把把它它发布布到到服服务注注册册中中心心。

111、服服务请求求者者使使用用查找找操操作作来来从从本本地地或或服服务注注册册中中心心检索索服服务描描述述，然然后后使使用用服服务描描述述与与服服务提提供供者者进行行绑定定并并调用用WebWeb服服务实现或或同同它它交交互互。服服务提提供供者者和和服服务请求求者者角角色色是是逻辑结构构，因因而而服服务可可以以表表现两两种种特特性。性。电力调度中心信息化与智能化课件WebServices是实现是实现SOA的具体方式之一的具体方式之一nSOA构架是独立于技构架是独立于技术实现的。的。nWebServices的特性十分适合用来的特性十分适合用来实现SOA架架构构。WebServices之之间能能够交交换带

112、结构的文档构的文档（比如（比如XML），），这些文档可能包含完全异构的些文档可能包含完全异构的数据信息。数据信息。WebServices在需要交互的服在需要交互的服务之之间如何如何传递消息有具体的指消息有具体的指导原原则；从；从战术上上实现SOA模型是通模型是通过HTTP传递的的SOAP消息中消息中最常最常见的的SOA模型。模型。n从本从本质上上讲，WebServices是是实现SOA的具体的具体方式之一方式之一。电力调度中心信息化与智能化课件WebServicenWebService是由是由W3C制定的一套开放的制定的一套开放的标准的技准的技术规范，定范，定义如下：如下：“一个一个Web服服

113、务是是为提供机器与机器提供机器与机器间跨越网跨越网络的互的互操作而操作而设计的一套的一套软件系件系统，它有一个用机器能，它有一个用机器能处理的格式理的格式（特（特别是是WSDL）来定来定义的接口的接口，其他系，其他系统使用使用SOAP消息消息且且以一种被以一种被这个个Web服服务预先指定的方式来与先指定的方式来与这个个Web服服务交互，交互，一般情况下，一般情况下，这些消息使用些消息使用HTTP协议进行行传输，在在传输前前这些消息使用基于些消息使用基于Web的相关的相关标准来准来进行行XML的序列化的序列化。”Webservice的目的是的目的是让不同的不同的软件件应用程序能互相操作，用程序能

114、互相操作，无无论这些程序是用什么程序些程序是用什么程序语言言实现、运行在什么、运行在什么样的操作平台的操作平台或架构技或架构技术上。上。强大的互操作性和可大的互操作性和可扩展性是展性是WebService的的表表现特征特征，这一切都一切都归功于具有功于具有强大自描述能力的大自描述能力的XML（eXtensibleMarkupLanguage,可可扩展展标志志语言）。言）。WebServices能使能使应用程序以一种松散耦合的方式用程序以一种松散耦合的方式组合起来，并合起来，并实现复复杂的交互的交互。电力调度中心信息化与智能化课件电力调度中心信息化与智能化课件SOA实现实现n(1)传输协议。We

115、bServices协议栈的基的基础是网是网络传输协议，HTTP凭借其普遍性成凭借其普遍性成为了了Internet环境下境下WebServices使用的使用的标准网准网络协议。同。同时在某些在某些扩展展应用用领域，也支持域，也支持SMTP(简单邮件件传输协议）和）和FTP（文件（文件传输协议）。）。n(2)数据表数据表现。XML是是WebServices数据交数据交换的的标准，同准，同时也是也是WebServices全部全部规范、技范、技术的底的底层核心和基核心和基础。SOAP、WSDL、UDDI和和Schema都是使用都是使用XML作作为信息描述和交信息描述和交换的的标准手段。准手段。XML是

116、独立于程序是独立于程序语言和操作平言和操作平台的，使得它的台的，使得它的应用范用范围更加广泛。更加广泛。电力调度中心信息化与智能化课件SOA实现实现n(3)数据模型。数据模型。Schema是描述是描述XML数据数据结构的数据构的数据模型（也称模型（也称为元数据），它同元数据），它同样也是一种数据。因也是一种数据。因此此Schema也是使用也是使用XML为基基础的数据表的数据表现方式。方式。Schema是是XML世界中的世界中的标准建模准建模语言言SOAP、WSDL和和UDDI的的XML语法都是采用法都是采用Schema进行行定定义和描述的。和描述的。n(4)消息消息协议。SOAP（Simple

117、ObjectAccessProtocol，简单对象象访问协议）是基于）是基于XML的消息的消息协议，它能使在分布式，它能使在分布式环境下的程序相互交境下的程序相互交换结构构化的事先定化的事先定义好的消息。好的消息。SOAP是独立于是独立于编程程语言言和操作平台的消息和操作平台的消息协议，能使在异构，能使在异构环境下的境下的应用用程序相互通程序相互通讯和操作。和操作。电力调度中心信息化与智能化课件SOA实现实现n(5)服服务描述。描述。通通过使用使用WEB服务描述语言（WebServicesDefinitionLanguage,WSDL）来描述接来描述接口口, 服服务已已经转到更到更动态且更灵活

118、的接口系且更灵活的接口系统中。中。nWSDL它将它将WebServices中的服中的服务描述成一描述成一组服服务访问点，客点，客户端可以通端可以通过使用面向文档或面向使用面向文档或面向过程的消息来程的消息来访问这些网些网络服服务。WSDL将将这些些操作和消息以一种抽象的方式操作和消息以一种抽象的方式进行描述，然后将行描述，然后将具体的网具体的网络协议和消息格式和消息格式绑定来定定来定义一个服一个服务访问点，它是独立于服点，它是独立于服务消息格式和具体的网消息格式和具体的网络通通讯协议的的标准。准。电力调度中心信息化与智能化课件SOA实现实现n(6)服服务发布布/发现。UDDI（Universa

119、lDescription，DiscoveryandIntegration，统一描述、一描述、发现与集成）是由与集成）是由OASIS（结构化信构化信息息标准促准促进组织）制定的一套关于）制定的一套关于WebService注册、注册、发布、布、查询、发现和和访问服服务接口接口时要用技要用技术的的标准准规范。范。UDDI是基于一是基于一套开放的工套开放的工业标准，包括：准，包括：HTTP、XML、XMLSchema和和SOAP，UDDI为公开公开发布的布的服服务和只在公司内部使用的服和只在公司内部使用的服务提供一个可互提供一个可互操作的基于操作的基于Web服服务的的软件基件基础架构。架构。电力调度中

120、心信息化与智能化课件Web服务的操作服务的操作n对于利用于利用Web服服务的的应用程序，必用程序，必须发生以下生以下三个行三个行为：n发布服布服务描述描述n查询或或查找服找服务描述描述n根据服根据服务描述描述绑定或定或调用服用服务。这些操作可以些操作可以单次或反复出次或反复出现。电力调度中心信息化与智能化课件基于基于SOA的的Web应用系统架构应用系统架构n表表示示层: :主主要要提提供供友友好好的的用用户界界面面，使使得得最最终用用户能能够方便地使用方便地使用该系系统。n业务外外观层: :主主要要提提供供标准准化化的的服服务接接口口，从从而而使使得得该服服务可可以以提提供供给在在任任何何异异

121、构构平平台台和和任任何何本本地地或或者者远程程用用户使用。使用。n业务层: :主主要要提提供供系系统的的业务逻辑和和控控制制，该层主主要要实现细粒度服粒度服务。n数数据据访问层: :主主要要提提供供业务组件件和和底底层数数据据的的一一个个平平滑滑过渡。渡。n数数据据层: :主主要要提提供供数数据据信信息息和和数数据据逻辑，所所有有与与数数据据有有关关的的安安全全性性、完完整整性性、数数据据的的一一致致性性、并并发操操作作等等都都在数据在数据层。电力调度中心信息化与智能化课件电力调度中心信息化与智能化课件n业务外外观层的目的是隔离系的目的是隔离系统功能的提供者和功能的提供者和使用者，即隔离使用者

122、，即隔离业务逻辑层和表示和表示层( (软件的件的用用户界面界面) )。在基于。在基于SOA的的WEB系系统中，中，业务外外观层将将业务层提供的功能提供的功能显露露为服服务，从而，从而为客客户端提供一个端提供一个统一的一的逻辑视图。在具体在具体实现中，可以采用中，可以采用XMLWebServices来封装来封装业务逻辑，这样，可以，可以为外部系外部系统提供服提供服务，而，而使用相同的使用相同的应用服用服务层，同，同时，也可以，也可以实现系系统的分布式部署。其中，架构合理的外的分布式部署。其中，架构合理的外观层设计将直接影响到系将直接影响到系统的灵活性。的灵活性。电力调度中心信息化与智能化课件整体

123、结构设计整体结构设计电力调度中心信息化与智能化课件基于基于SOA的电力企业系统集成的实现的电力企业系统集成的实现n目前目前电力企力企业的信息系的信息系统大部分都不是基于大部分都不是基于SOA的，而且的，而且这些信息系些信息系统都是在不同平台上都是在不同平台上进行开行开发的，所以如何的，所以如何在在现有系有系统上构建出一个上构建出一个集成平集成平台台，实现系系统之之间数据共享数据共享，已，已经成成为电力企力企业信息化信息化发展的重大展的重大课题。n在各市在各市县电力公司、省力公司、省总公司、各公司、各发电企企业及其相关企及其相关企业信息系信息系统内部，通内部，通过Webservices来包装各个

124、不同的公司已有的来包装各个不同的公司已有的应用用系系统接口接口。将各。将各级电力公司的力公司的信息系信息系统封封装成装成WEB服服务。电力调度中心信息化与智能化课件n将某市将某市电力公司力公司应用信息系用信息系统作作为服服务提供者提供者，将将该市市电力公司的力公司的信息系信息系统的接口的接口转换成成WSDL文件文件，以以XML数据格式将数据格式将WSDL文件信文件信息通息通过HTTP/SOAP协议发布到布到电力力UDDI中，中，并在并在UDDI注册中心注册注册中心注册。n此此时省省电力力总公司及其他各企公司及其他各企业用用户作作为服服务消消费者就可以通者就可以通过该电力力UDDI来来查找得到找

125、得到WSDL文件文件，根据根据WSDL文件中的信息来文件中的信息来发现和和绑定定该服服务提供者提供者，以达到，以达到访问该市市电力公司力公司后端的后端的应用系用系统的信息，从而的信息，从而获取所需要的数取所需要的数据和信息据和信息。电力调度中心信息化与智能化课件讨论讨论n在在SOA架构中能否有架构中能否有充当不同应用程序间通信充当不同应用程序间通信的中间层的中间层。实现不同服不同服务之之间的智能化管理的智能化管理?n能否有个能否有个中介帮助我中介帮助我们:在在SOA架构中架构中实现服服务间智能化集成与管理智能化集成与管理?包括包括:服服务之之间的消息路的消息路由；由；请求者和服求者和服务之之间

126、的的传输协议转换；请求求者和服者和服务之之间的消息格式的消息格式转换；处理各种来自理各种来自不同不同业务的事件；保的事件；保证服服务质量（包括安全性）量（包括安全性）等。等。电力调度中心信息化与智能化课件企企业服服务总线（ESB）n企企业服服务总线（EnterpriseServiceBus，简称称为ESB）也也许是是SOA产生以来最生以来最值得称道的技得称道的技术。ESB位于架构位于架构的中心，能的中心，能够帮助帮助实现在在SOA架构中不同服架构中不同服务之之间的智的智能化管理。能化管理。ESB就是在就是在SOA架构中架构中实现服服务间智能化集智能化集成与管理的中介成与管理的中介nESB主要完

127、成：服主要完成：服务之之间的消息路由；的消息路由；请求者和服求者和服务之之间的的传输协议转换；请求者和服求者和服务之之间的消息格式的消息格式转换；处理各种来自不同理各种来自不同业务的事件；保的事件；保证服服务质量量nESB的功能在于帮助服的功能在于帮助服务的集成的集成，而不是参与，而不是参与业务逻辑。业务逻辑应该封装在封装在业务服服务中，中，ESB在在SOA中的角色中的角色如如图所示。所示。电力调度中心信息化与智能化课件E ES SB B模模型型对对S SO OA A体体系系架架构构的的改改进进从本质上来说，企业服务总线从本质上来说，企业服务总线ESBESB就是一种可以提供就是一种可以提供可靠

128、的、有保证的可靠的、有保证的消息服务消息服务的的新型中间件技术新型中间件技术。它是它是传统中间件技术与传统中间件技术与XMLXML、WebWeb服务等技术结合的产物服务等技术结合的产物。ESBESB提供了网络中最基本的连接中枢，是构筑企业神提供了网络中最基本的连接中枢，是构筑企业神经系统的必要元素经系统的必要元素. . 电力调度中心信息化与智能化课件应用服务和服务管理统一接口平台电力调度中心信息化与智能化课件应用服务和服务管理统一接口平台-平台平台ESB技术架构技术架构(1)接收服务提供方的数据，通过接口适配转换成统一格式。(2)对收到的数据消息进行身份验证，包括IP地址和用户鉴权双重验证、动

129、态密码验证和安全策略验证（比如数据发布权限）。(3)选择性对重要数据进行敏感性持久化。(4)对消息进行预处理，包括数据消息格式校验、数据内容丰富等。(5)到发布订阅中心查询订阅列表，确认服务消费方接收方式。(6)根据接收方式将消息路由、分发到服务消费方。(7)接口端口收到服务消费方响应消息后，记录响应消息的正确或错误结果码，如果出错进行相应错误处理。电力调度中心信息化与智能化课件基于基于SOA的电网调度自动化系统应用集成的电网调度自动化系统应用集成电力调度中心信息化与智能化课件基于基于SOA的电网调度自动化系统应用集成的电网调度自动化系统应用集成n 基于基于SOA架构的调度自动化系统平台，可以

130、架构的调度自动化系统平台，可以通过企业服务总线通过企业服务总线ESB和数据消息总线和数据消息总线DMB提供的服务进行应用功能集成。提供的服务进行应用功能集成。电力调度中心信息化与智能化课件讨论讨论n比比较CIM/XML和基于和基于SOA数据共享的区数据共享的区别。n推推测智能智能调度是否采用基于度是否采用基于SOA，构筑，构筑统一的一的系系统平台平台?电力调度中心信息化与智能化课件构筑统一的系统平台构筑统一的系统平台统一系一系统平台是整个平台是整个调度自度自动化系化系统的基的基础,为所有所有应用系用系统或功能模或功能模块提供提供统一的运行管理、一的运行管理、数据数据访问、系、系统通信、通信、图

131、形界面、形界面、权限管理等限管理等公共服公共服务。n平台平台应遵循遵循IEC61970等国等国际标准准,具有清晰的具有清晰的层次次结构构,便于便于应用功能的用功能的扩展和适展和适应用用户需需求的求的变化。化。电力调度中心信息化与智能化课件一个与超大规模互联电力系统运行特一个与超大规模互联电力系统运行特点相适应的点相适应的电网调度技术支持系统电网调度技术支持系统必必须朝着三个方面努力：朝着三个方面努力：n一是一是面向流程，面向流程，进行行应用重用重组。例如。例如电网安全网安全综合智合智能能监视、一体化、一体化检修、新修、新设备启启动、设备停复役等。停复役等。n二是二是加加强应用分析的用分析的可可

132、视化展化展现能力能力，特大，特大电网网监控、控、分析、管理所分析、管理所带来的海量来的海量电网运行数据的网运行数据的处理和理和应用用对电网在网在线分析能力和可分析能力和可视化水平也提出了新的更高化水平也提出了新的更高的要求，需要提供更加直的要求，需要提供更加直观的可的可视化展示能力。化展示能力。n三是三是加加强应用分析的用分析的快速性快速性。大。大电网的影响范网的影响范围越来越来越大，越大，处理速度需要越来越快，理速度需要越来越快，满足在足在线化化应用的前用的前提是在大提是在大规模模电网分析的快速性，网分析的快速性，电力调度中心信息化与智能化课件5.5智能电网调度技术支持系统智能电网调度技术支

133、持系统n智能智能调度内涵度内涵面向面向输电网网,智能智能调度是智能度是智能输电网的大网的大脑中枢中枢。为“一特四大一特四大(特高特高压、大煤、大煤电、大水、大水电、大核、大核电、大可再生能源大可再生能源)”n增增强电网运行网运行监控能力控能力,信息自由交信息自由交换和随需和随需访问的能力的能力,增增强特大特大电网的网的驾驭能力能力;n能能够提高大提高大电网网测控和参数辨控和参数辨识能力能力,挖掘挖掘电网网输电能力能力;能能够前瞻性前瞻性主主动安全防御安全防御,周期、多防周期、多防线安安全防御全防御,进行行超超实时电网仿真分析网仿真分析,基于能量平衡的基于能量平衡的自适自适应系系统解列保解列保护

134、;n能能够增增强输电网在网在线可靠性、安全性和可靠性、安全性和风险评估估。电力调度中心信息化与智能化课件5.5.1智能调度内涵智能调度内涵n面向面向调度中心内部度中心内部,智能智能调度通度通过智能化的手智能化的手段段为调度中心各度中心各专业提供精益化的服提供精益化的服务,调度度的各个的各个环节都要智能化都要智能化,包括量包括量测处理、建模、理、建模、分析、分析、计算、算、计划、管理、决策、控制等各个划、管理、决策、控制等各个环节。n其中其中,面向各面向各专业需求的若干智能化需求的若干智能化应用是智用是智能能调度建度建设的关的关键,可可视化化是智能是智能调度人机展度人机展现的主要特征的主要特征,

135、智能智能电网网调度技度技术支持系支持系统是是建建设智能智能调度的关度的关键和基和基础。电力调度中心信息化与智能化课件n自自2008年年2月起月起,国家国家电网公司开展了网公司开展了广域全景分布式广域全景分布式一体化一体化电网网调度技度技术支持系支持系统建建设框架的研究框架的研究,该系系统紧密密结合大合大电网网安全安全稳定运行定运行、节能能发电调度度、调度管理和度管理和备用用调度度实际需求需求,将将电网网实时监视和控制、和控制、分析分析预警和警和辅助决策、助决策、节能安全能安全经济协调优化的化的调度度计划、不同划、不同时序和空序和空间的信息集成等的信息集成等强大的智能化大的智能化应用功能集成在一

136、起用功能集成在一起,可以大大提高特大可以大大提高特大电网安全网安全稳定定控制水平和控制水平和电网网经济运行水平运行水平,提升提升电网管理和决策网管理和决策水平水平,为智能智能调度建度建设打下良好技打下良好技术基基础。其开其开发由由国国调中心中心统一一组织，各网省，各网省调参加，中国参加，中国电科院和国网科院和国网电科院共同承担科院共同承担。5.5.2智能电网调度技术支持系统智能电网调度技术支持系统总体目标总体目标电力调度中心信息化与智能化课件5.5.2智能电网调度技术支持系统智能电网调度技术支持系统总体目标总体目标n1.数据数据传输网网络化化n能能够通通过专用的用的调度数据网度数据网络，实现电

137、网运行信息网运行信息和生和生产管理信息的快速、可靠管理信息的快速、可靠传输以及系以及系统的的应急急备用，用，为特高特高压大大电网的安全网的安全稳定运行提供可靠的定运行提供可靠的数据通信保障。数据通信保障。n2.运行运行监视全景化全景化n从从时间、空、空间、业务等等多个多个层面和多个面和多个维度度，实现调度生度生产各各环节的的全景全景监视、智能告警智能告警，实现电网网运行、分析运行、分析结果的全面整合、数据共享和果的全面整合、数据共享和多角度可多角度可视化展示化展示，使使电网网调度能度能够全面、快速、准确、直全面、快速、准确、直观地掌握地掌握电网的运行状况网的运行状况。电力调度中心信息化与智能化

138、课件5.5.2智能电网调度技术支持系统智能电网调度技术支持系统总体目标总体目标n3.安全安全评估估动态化化n能能够通通过稳态、动态、暂态多角度在多角度在线安全分析安全分析评估估，实现大大电网运行的在网运行的在线安全自安全自动监测、告警、告警、辅助决策和助决策和多多维多多层协调的主的主动安全防御安全防御。n4.调度决策精度决策精细化化n通通过对年度方式、月度年度方式、月度检修、日前到修、日前到实时计划划编制制与安全校核等核心与安全校核等核心业务的集中开展和的集中开展和规范化、流程范化、流程化管理，化管理，实现调度决策的精益化、度决策的精益化、智能化和运行智能化和运行风险的的预防防预控控。电力调度

139、中心信息化与智能化课件5.5.2智能电网调度技术支持系统智能电网调度技术支持系统总体目标总体目标n5.运行控制自运行控制自动化化n能能够在全网在全网AGC、AVC、切机、解列、低、切机、解列、低频低低压减减负荷等荷等控制策略控制策略统一一协调优化化的基的基础上，上，进行行电网网频率、率、电压、潮流、潮流、备用等的自用等的自动调整和控制整和控制，实现大大电网的网的一体化分一体化分级协调控制控制。n6.机网机网协调最最优化化n能能够适适应大型可再生能源尤其是大型可再生能源尤其是风电和太阳能和太阳能发电的快速的快速发展，展，实现包括包括常常规电源和新能源的源和新能源的标准化准化并网、并网、优化化调度

140、和灵活快速度和灵活快速调控控。电力调度中心信息化与智能化课件5.5.3智能电网调度支持系统主要技术特点智能电网调度支持系统主要技术特点n(1)标准化准化n系系统充分支持国充分支持国际和国家先和国家先进技技术标准，支持准，支持IEC61970、IEC61850、IEC61968、IEC62351等系列最等系列最新国新国际标准；准；n实时数据数据库和商用数据和商用数据库管理系管理系统支持符合支持符合IEC61970CIM标准的面向准的面向对象的数据模型象的数据模型，支持符合，支持符合CIM标准的数据文件的准的数据文件的输入和入和输出。出。n提供符合提供符合IEC61970CIS标准准的的EMS实时

141、数据交数据交换API接口。接口。n支持符合支持符合IEC61970标准的第三方准的第三方应用用软件的接入，件的接入，实现即插即用。即插即用。电力调度中心信息化与智能化课件5.5.3智能电网调度支持系统主要技术特点智能电网调度支持系统主要技术特点n(2)一体化一体化n一是一是电网网调度运行控制的一体化度运行控制的一体化。针对一体化的一体化的电网网特性，特性，扩大建模和信息采集分析范大建模和信息采集分析范围，实现各各级调度度一体化的一体化的电网网实时监视、分析、控制和保、分析、控制和保护，实现调度度计划、划、调度管理的上下度管理的上下级联动和和实时监控分析的有控分析的有机整合机整合；n二是二是电网

142、网计划划编制和分析制和分析计算的一体化算的一体化。需要。需要协调各各级电网运行方式、网运行方式、检修修计划与新划与新设备投投产计划，划，统筹筹制定制定电网运行方式与网运行方式与稳定控制策略定控制策略；n三是三是电网网调度管理的一体化度管理的一体化。要。要实现国、网、省三国、网、省三级调度管理度管理应用的有机互用的有机互联互通，形成一个互通，形成一个横向和横向和纵向向上广域分布式共享和上广域分布式共享和协调运作的整体运作的整体。电力调度中心信息化与智能化课件5.5.3智能电网调度支持系统主要技术特点智能电网调度支持系统主要技术特点n(3)集成化集成化n集成化集成化实现调度数据的整合，度数据的整合

143、，实现数据和数据和应用的用的标准准化，化，实现相关相关应用系用系统的的资源整合和数据共享，源整合和数据共享，实现电网网调度信息化和管理度信息化和管理现代化，从而代化，从而为实现调度智能度智能化服化服务。n系系统应统筹考筹考虑国国调各各应用功能的数据及用功能的数据及应用需求，用需求，以面向服以面向服务的体系的体系结构构，按照，按照应用和数据集成的理念，用和数据集成的理念，构造构造统一支撑的数据平台和一支撑的数据平台和应用服用服务总线，实现数据数据整合和整合和应用功能整合用功能整合，达到数据共享、数据一致、，达到数据共享、数据一致、应用功能增用功能增值的目的，并的目的，并为调度自度自动化系化系统的

144、运行和开的运行和开发提供功能提供功能强大、方便易用的集成支撑大、方便易用的集成支撑环境。境。电力调度中心信息化与智能化课件5.5.3智能电网调度支持系统主要技术特点智能电网调度支持系统主要技术特点n(4)智能化智能化n调度技度技术支持系支持系统是是为调度决策服度决策服务的，因此要解决的，因此要解决调度决策度决策的智能化的智能化问题，首先必，首先必须充分集成充分集成调度决策所必需的全部信息度决策所必需的全部信息，包括包括EMS信息、信息、PMU动态量量测信息以及信息以及继电保保护、安全自、安全自动装置、故障装置、故障录波、波、环保、气象、水情、新能源等保、气象、水情、新能源等稳态、暂态和和动态信

145、息；信息；n其次，必其次，必须充分利用充分利用动态预警、可警、可视化等智能化等智能调度技度技术手段手段，提高提高调度运行度运行规范化和科学化水平。通范化和科学化水平。通过构建构建这样一个广域信一个广域信息的集成数据平台，息的集成数据平台，综合利用包括合利用包括SCADA/EMS、WAMS、保、保护动作和事件作和事件记录在内的在内的电网静网静态、动态和和暂态信息系信息系统资源，源，兼具防御功能的兼具防御功能的实时监测、分析、分析处理和理和辅助决策功能。助决策功能。实现全全网安全网安全稳定定实时监视和和预警、在警、在线智能智能辅助决策和助决策和预防控制，防控制，确保确保电网的安全网的安全稳定运行定

146、运行。电力调度中心信息化与智能化课件5.5.3智能电网调度支持系统主要技术特点智能电网调度支持系统主要技术特点n(5)实用性用性n系系统必必须针对国国调特点和特点和调度管理体制，配置符合度管理体制，配置符合调度需求的度需求的实用性功能用性功能软件，充分件，充分满足国足国调调度运行要度运行要求。所有求。所有应用具有良好的人机功能，系用具有良好的人机功能，系统方便方便维护，界面友好。界面友好。n(6)可靠性可靠性n系系统应提供保提供保证系系统稳定可靠运行的措施。重要的定可靠运行的措施。重要的设备、软件功能和数据件功能和数据应具有冗余具有冗余热备份，并份，并为系系统故故障的隔离和排除提供快捷的技障的

147、隔离和排除提供快捷的技术手段，从而保手段，从而保证整个整个系系统功能的可用性不受功能的可用性不受单个个设备故障的影响，并保故障的影响，并保证故障恢复故障恢复过程快速而平程快速而平稳构成系构成系统的的计算机、通信算机、通信设备应具具备良好的良好的电磁抗干磁抗干扰能力，符合能力，符合IEC系列系列标准要准要求。求。电力调度中心信息化与智能化课件5.5.3智能电网调度支持系统主要技术特点智能电网调度支持系统主要技术特点n(7)开放性开放性n系系统应采用开放的体系采用开放的体系结构，支持多种硬件平台，提供开放的构，支持多种硬件平台，提供开放的第三方开第三方开发、编辑环境，支持境，支持标准的数据准的数据

148、库访问接口、接口、标准的准的网网络通信通信协议、标准的模型和接口，在系准的模型和接口，在系统容量和功能上具有容量和功能上具有良好的可良好的可扩展性，能适展性，能适应电网快速网快速发展展过程中程中产生的新要求。生的新要求。（8）先先进性性n系系统应充分吸收借充分吸收借鉴国内外相关国内外相关领域的先域的先进技技术和最新研究成和最新研究成果，采用果，采用面向服面向服务的体系架构（的体系架构（SOA）、基于安全分区的体系、基于安全分区的体系结构、面向构、面向设备的的标准模型和准模型和统一的可一的可视化界面等国化界面等国际前沿技前沿技术，基，基础平台和平台和综合智能告警的一些关合智能告警的一些关键技技术

149、实现突破性突破性创新，新，达到国达到国际领先水平。先水平。电力调度中心信息化与智能化课件5.5.3智能电网调度支持系统主要技术特点智能电网调度支持系统主要技术特点n(9)安全性安全性n系系统应具有高度的安全保障能力，在任何情况具有高度的安全保障能力，在任何情况下，系下，系统的操作失的操作失败或系或系统缺陷不能缺陷不能导致一次致一次系系统的事故或二次系的事故或二次系统的崩的崩溃。系。系统应具有保具有保密功能，保密功能，保证核心核心业务数据在存数据在存储、传输、使、使用用过程中的完整性、可用性。系程中的完整性、可用性。系统应具具备完善完善的安全管理功能，防止内部人的安全管理功能，防止内部人员对系系

150、统软、硬、硬件件资源、数据的越源、数据的越权操作。操作。满足信息技足信息技术等等级保保护要求。要求。电力调度中心信息化与智能化课件5.5.4智能电网调度支持系统总体构架智能电网调度支持系统总体构架n国国调智能智能电网网调度技度技术支持系支持系统应以先以先进适用技适用技术为手段手段，以以统一一规范和范和标准准为基基础，以，以标准化建准化建设为着力点，着力点，以以统一一设计、分步分步实施施为原原则开展建开展建设。n国国调智能智能电网网调度技度技术支持系支持系统体系体系结构构应在在基基础平台的支撑平台的支撑下，面向下，面向电网运行网运行监视与告警、与告警、电网网调整控制、整控制、电网运行分析网运行分

151、析与与评估、估、电网网调度度计划和划和电网网调度管理度管理这五大五大业务应用需求，形成用需求，形成实时监控与控与预警、警、调度度计划、安全校核和划、安全校核和调度管理四大度管理四大类应用功能用功能。电力调度中心信息化与智能化课件电力调度中心信息化与智能化课件实时监控与预警应用实时监控与预警应用n实时监控与控与预警警类应用是用是电网网实时调度度业务的技的技术支撑，主支撑，主要要实现电网运行网运行监视全景化全景化，安全分析、，安全分析、调整控制前瞻化和智整控制前瞻化和智能化，运行能化，运行评价价动态化化。n从从时间、空、空间、业务等多个等多个层面和面和维度，度，实现电网运行的全方网运行的全方位位实

152、时监视、在在线故障故障诊断断和智能和智能报警；警；n实时跟踪、分析跟踪、分析电网运行网运行变化并化并进行行闭环优化化调整和控制；整和控制；在在线分析和分析和评估估电网运行网运行风险，及，及时发布告警、布告警、预警信息并提出警信息并提出紧急控制、急控制、预防控制策略防控制策略；n在在线分析分析评价价电网运行的安全性、网运行的安全性、经济性、运行控制水平等。性、运行控制水平等。实时监控与控与预警警类应用主要包括用主要包括电网网实时监控与智能告警、控与智能告警、电网自网自动控制、网控制、网络分析、在分析、在线安全安全稳定分析、定分析、调度运行度运行辅助决助决策、策、调度度员培培训模模拟、运行分析与、

153、运行分析与评价和价和辅助助监测八个八个应用。用。电力调度中心信息化与智能化课件实时监控类应用实时监控类应用电力调度中心信息化与智能化课件调度计划类应用调度计划类应用n调度度计划划类应用是用是调度度计划划编制制业务的技的技术支撑，主要完成支撑，主要完成多目多目标、多、多约束、多束、多时段段调度度计划的自划的自动编制、制、优化和分析化和分析评估。提供多种智能决策工具和灵活估。提供多种智能决策工具和灵活调整手段，适整手段，适应不同不同调度模式要求，度模式要求，实现从年度、月度、日前到日内、从年度、月度、日前到日内、实时调度度计划的有机划的有机衔接和持接和持续动态优化；化；多目多目标、多、多约束、多束

154、、多时段段调度度计划自划自动编制和国、网、省三制和国、网、省三级调度度计划的划的统一一协调；可；可视化分析、化分析、评估和展示等。估和展示等。调度度计划功能全面划功能全面综合考合考虑电力力系系统的的经济特性与特性与电网安全，将网安全，将经济调度与静度与静态和和动态安全安全校核有机校核有机结合，合，实现电网运行网运行经济与安全性的与安全性的协调统一一，为保保证特大特大电网安全网安全稳定和定和经济运行、运行、实现资源源优化配置提供化配置提供有力的技有力的技术支撑。支撑。调度度计划划类应用主要包括申用主要包括申报发布、布、预测、检修修计划、短期交易管理、水划、短期交易管理、水电调度、度、发电计划、考

155、核划、考核结算算及及计划分析与划分析与评估等估等应用用。电力调度中心信息化与智能化课件调度计划类应用调度计划类应用电力调度中心信息化与智能化课件安全校核应用安全校核应用n安全校核安全校核类应用是用是调度度计划和划和电网运行操作（网运行操作（临时操作、操作票）安全校核的技操作、操作票）安全校核的技术支撑支撑，主要完，主要完成多成多时段段调度度计划和划和电网运行操提出网运行操提出调整建整建议作作的安全校核的安全校核、稳定裕度定裕度评估估。运用运用静静态安全、安全、暂态稳定、定、动态稳定、定、电压稳定分析等定分析等多种安全多种安全稳定分析手段，适定分析手段，适应不同要求，不同要求，实现对检修修计划、

156、划、发电计划、划、电网运行操作等网运行操作等进行灵活、全面的安行灵活、全面的安全校核，提出涉及静全校核，提出涉及静态安全和安全和稳定定问题的的调整建整建议及及电网重要断面的网重要断面的稳定裕度定裕度。安全校核。安全校核类应用用主要包括静主要包括静态安全校核、安全校核、稳定分析、定分析、辅助决策和助决策和稳定裕度定裕度评估四个估四个应用。用。电力调度中心信息化与智能化课件调度管理应用调度管理应用n调度管理度管理类应用是用是实现电网网调度度规范化、流程化和一范化、流程化和一体化管理的技体化管理的技术保障保障。调度管理度管理类应用用主要主要实现调度度生生产业务的流程管理；的流程管理；规范范专业管理及

157、管理及调度内部度内部综合合管理管理；采用；采用时间、空、空间等多等多维度分析方法，度分析方法，对电网运网运行信息、二次行信息、二次设备运行信息、分析运行信息、分析评价价结果等果等数据数据进行行综合挖掘分析，形成分析和合挖掘分析，形成分析和评估估结果并展示与果并展示与发布，布，实现调度管理工作一体化度管理工作一体化、规范化和流程化的目范化和流程化的目标。实现与与SG186数据平台的信息交数据平台的信息交换和共享。和共享。n调度管理度管理类应用主要包括基用主要包括基础信息管理、生信息管理、生产运行、运行、专业管理、管理、综合分析与合分析与评估、信息展示与估、信息展示与发布、内部布、内部综合管理六个

158、合管理六个应用。四用。四类应用之用之间的数据的数据逻辑关系如关系如图所示所示电力调度中心信息化与智能化课件调度管理类应用调度管理类应用电力调度中心信息化与智能化课件电力调度中心信息化与智能化课件SG-D5000广域全景一体化电力调度系统广域全景一体化电力调度系统电力调度中心信息化与智能化课件SG-D5000广域全景一体化电力调度系统广域全景一体化电力调度系统电力调度中心信息化与智能化课件系统总体结构系统总体结构电力调度中心信息化与智能化课件关键技术关键技术1-面向服务架构面向服务架构SOA电力调度中心信息化与智能化课件关键技术关键技术2-实时动态消息总线实时动态消息总线电力调度中心信息化与智能

159、化课件关键技术关键技术3-面向设备的数据库技术面向设备的数据库技术电力调度中心信息化与智能化课件实时数据库设计实时数据库设计电力调度中心信息化与智能化课件关键技术关键技术4-实时图形技术实时图形技术电力调度中心信息化与智能化课件电网图形描述语言电网图形描述语言G电力调度中心信息化与智能化课件统一全系统电网图形颜色统一全系统电网图形颜色电力调度中心信息化与智能化课件可视化调度可视化调度电力调度中心信息化与智能化课件关键技术关键技术5-纵深安全防护技术纵深安全防护技术电力调度中心信息化与智能化课件基于调度数字证书的签名加密基于调度数字证书的签名加密电力调度中心信息化与智能化课件采用国产设备和国产软

160、件采用国产设备和国产软件电力调度中心信息化与智能化课件讨论讨论n学学习完智能完智能电网网调度支持系度支持系统后后,简述述智能的含智能的含义是是什么什么?电力调度中心信息化与智能化课件智能调度中智能的含义智能调度中智能的含义n监视全景化全景化(可可视化化)n运行运行评价价动态化化n调整控制整控制前瞻化前瞻化n在在线故障故障诊断断和智能和智能报警警n调度管理度管理规范化、流程化范化、流程化实时跟踪、分析跟踪、分析电网运行网运行变化化,在在线分析和分析和评估估电网运行网运行风险(安全校核安全校核)，及，及时发布告警、布告警、预警信息并提出警信息并提出紧急控制、急控制、预防控制策略防控制策略，进行行闭

161、环优化化调整和控制整和控制。电力调度中心信息化与智能化课件思考题思考题1.1.电网网调度的主要任度的主要任务是什么？是什么？随着随着电力系力系统的的结构日构日趋扩大和复大和复杂，为保保证电力系力系统运行的运行的安全性和安全性和经济性性，要求，要求调度运度运行人行人员能能够迅速，准确，全面地掌握迅速，准确，全面地掌握电力系力系统的的实际运行状运行状态，预测和分析和分析电力系力系统的运行的运行趋势，对电力系力系统运行中运行中发生的各种生的各种问题作出作出正确的正确的处理。理。2.简述述电网网监视与控制的核心系与控制的核心系统。3.3.能量管理系能量管理系统(EMS)目目标是什么？是什么？分析型分析

162、型调度度电力调度中心信息化与智能化课件思考题思考题4.能量管理系能量管理系统(EMS)的主要功能是什么？的主要功能是什么？EMS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，主要用于大区，主要用于大区级电网和省、市网和省、市级电网网调度中心，主要度中心，主要为电网网调度管理人度管理人员提供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，提高网安全运行，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。5.能量管理系能量管理

163、系统(EMS)的核心的核心组成是什么？成是什么？电力调度中心信息化与智能化课件思考题思考题6.能量管理系能量管理系统(EMS)的高的高级应用用软件（件（PASPowerAdvanceSoftware）有哪些？）有哪些？nEMS应用用软件包括件包括实时网网络建模和网建模和网络拓扑、拓扑、负荷荷预测、自、自动发电控制和控制和发电计划、划、实时经济调度度;n状状态估估计、调度度员潮流潮流、电压无功无功优化化、安全安全约束束调度度、最最优潮流潮流、安全分析、安全分析、调度度员培培训仿真系仿真系统等。等。电力调度中心信息化与智能化课件思考题思考题n7.调度度员潮流潮流计算的作用算的作用调度度员潮流潮流计

164、算算是基于是基于电网网稳态下的方式研究下的方式研究,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解合合环等重大等重大操作前操作前预演及事故的反演演及事故的反演。,从而从而更加科学合理地制定运行方式。更加科学合理地制定运行方式。8.电力系力系统状状态估估计的作用是什么？的作用是什么？9.SG186工程中如何工程中如何划分划分应用区域？用区域？实时控制区、控制区、非控制生非控制生产区、区、生生产管理管理区、区、管理信息区管理信息区电力调度中心信息化与智能化课件思考题思考题n10.十一五期十一五期间调度自度自动化系化系统的整体的整体设计方案。方案。n标准和准和规范的范的统一

165、一n采用构建采用构建统一系一系统平台平台n建立数据中心建立数据中心n划分划分应用区域用区域n功能群的自由功能群的自由组合合电力调度中心信息化与智能化课件思考题思考题11.SG186是如何解决不同系是如何解决不同系统间数据共享数据共享问题的的？(IEC61970)12.SG186中采用何种技中采用何种技术实现统一的一的业务集成平集成平台台。企。企业服服务总线（ESB）完成何种功能？完成何种功能？13.智能智能调度内涵的内涵是什么？度内涵的内涵是什么？增增强特大特大电网的网的驾驭能力能力;能能够前瞻性主前瞻性主动，周，周期、多防期、多防线安全防御安全防御,；增；增强输电网在网在线可靠性、可靠性、安全性和安全性和风险评估。估。电力调度中心信息化与智能化课件思考题思考题14.智能智能电网网调度支持系度支持系统总体构架体构架中包含哪四大中包含哪四大部分？各模部分？各模块在哪大区？并与在哪大区？并与EMS进行功能行功能上上对比有哪些不同点？（比有哪些不同点？（备用用调度）度）电力调度中心信息化与智能化课件