1、智能电网调度技术支持系统功能介绍沈国辉中国电力科学研究院2009年 7月效益分析效益分析预期目标预期目标研究内容和技术难点研究内容和技术难点国内外研究水平综述国内外研究水平综述目的和意义目的和意义项目组织实施项目组织实施提 纲电网调度面临的机遇与挑战适应特高压电网的快速发展和“三华 ”电网安全稳定运行的需要适应节能发电调度和大范围资源优化配置的需要 适应公司 “四化 ”工作和发展再上新台阶的要求提高调度驾驭大电网的能力提高调度资源优化配置的能力提高调度系统精益化管理的水平132适应公司应急指挥和备用调度建设的要求 加快建设标准化调度技术支持体系4调度运行的新需求运行监控综合告警开关报警提升为设
2、备状态告警；电压、潮流、负荷、备用等告警；电网低频振荡的检测和告警；保护及故录动作信息的告警；及时发现和定位威胁电网安全稳定运行的隐患快速提供消除电网运行隐患的调度辅助决策信息安全稳定在线预警分析电网的发电和输电潜力，提供交易和增供的方式分析操作后电网性能的变化，为操作提供在线校核电网运行潜力分析提供灵活控制功率传输、电压水平和频率的有效手段运用功率和电压的控制手段，优化电网的安全经济运行电网运行调整控制在线并行平台在线并行平台WAMS 功能功能调度数据网络公用人机界面其他调度及厂站调度值班次日计划次日方式离线分析数据网关数据网关EMS功能功能自动化维护自动化维护调度运行大值班离线并行平台离线
3、并行平台在线分析实时交易在线预警在线预警辅助决策辅助决策裕度评估裕度评估安全校核安全校核次日方式次日方式离线分析离线分析II区 I区运行方式的新需求l 方便地实施工程前期、调试方式、检修方式的计算 便捷地开展大电网故障（或异常）的分析与研究 方便地开展大电网运行状况的系统分析 统一协调省级及以上调度机构的运行方式的安排次日调度计划编制的手段从人工转变为自动编排要求从 “平衡 +安全 +优质 +经济 ”要求次日 96时段母线负荷预报要求调度计划的安全稳定校核工具调度计划的新需求 调度计划和日方式的新需求调度管理的新需求u扁平化管理需求应急管理要求直接浏览各级电网的实时画面统计分析管理要求自动获取
4、各级电网的结果数据设备管理要求自动获取电网各类设备的参数和运行状况流程管理贯穿各级相关单位u应用需要应用的信息服务面向广域设备管理、统计分析功能规范化网页的管理和服务发布规范化系统的实现新设备投产管理备用调度的要求调度数据网络厂站 厂站 厂站 厂站SCADA、 AGC、 AVC、 PASWAMS动态监测在线预警、辅助决策、裕度评估操作票、计划修改、调度日志SCADA、 AGC、 AVC、 PASWAMS动态监测在线预警、辅助决策、裕度评估操作票、计划修改、调度日志电网运行：频率、电压、潮流、备用、负荷电网运行：频率、电压、潮流、备用、负荷综合告警综合告警智能调度智能调度革命 革命主用调度备用调
5、度SG186信息系统实时监控 调度计划 调度管理SG186信息系统实时监控 调度计划 调度管理备用调度备用调度SG186信息系统实时监控 调度计划 调度管理备用调度厂站厂站国调省调网调国省网生产控制大区生产控制大区 管理信息大区管理信息大区广域全景分布式一体化调度技术支持系统调调 度数据网度数据网 络络 综综 合数据网合数据网 络络系统在设计上面向广域分布的跨大区互联电网和各级调度，从全系统角度研究解决互联电网的数据和模型交换、共享，电网的监视预警、调整控制，在线分析评估、调度计划编制和调度管理等问题。分布式分布式 一体化一体化全景全景广域广域技术支持系统特征 1系统分析和展示是以整个运行电网
6、为对象，能够实现从时间、空间、维度等多视角对电网运行情况进行全面分析，满足不同应用层面和不同专业的业务需求。分布式分布式 一体化一体化全景全景广域广域技术支持系统特征 2系统的体系结构、功能和维护是完全分布的。国、网、省三级调度的系统既是一个有机整体，同时又各有侧重；各应用功能可以根据需求进行灵活配置和调用；系统运行维护是分层分布的。分布式分布式 一体化一体化全景全景广域广域技术支持系统特征 3系统的体系结构、系统平台和应用功能的设计是一体化和标准化的，能够满足调度机构各专业的需要，实现和 SG186协同运作，基础数据、模型、图形等能够实现源端维护、全网共享。分布式分布式 一体化一体化全景全景
7、广域广域技术支持系统特征 4系统建设总体思路以全面提升驾驭大电网的能力、提高资源优化配置的能力和提高电网调度管理水平为目标，以电网调度应用需求为导向，认真落实公司 “ 四化 ” 工作和加快 “ 两个转变 ”、推动公司发展再上新台阶的要求，充分发挥中国电科院、国网电科院和电网调度机构的技术和人员优势， 按照 “总体设计、 规范 统一、科学组织、急用先上、注重实效 ”的原则，组织开展 国家电网公司广域全景分布式一体化电网调度 技术支持系统的研究、开发和建设 ，为电网的安全优质经济运行和电网调度的规范化、流程化、信息化、精益化和智能化提供坚强的技术支撑，促进电网调度自动化整体应用水平早日达到国际领先
8、水平。效益分析效益分析预期目标预期目标研究内容和技术难点研究内容和技术难点国内外研究水平综述国内外研究水平综述目的和意义目的和意义项目组织实施项目组织实施提 纲我国能量管理系统的技术发展华北 SD1761970 1980 1990 2000 2010国调 H80-E 湖北 ASEA四大网 VAX/VMS国调、华中 等 RISC/UNIX国调、江苏等CC2000A/OPEN3000SCADA + AGC + SE + OPF + DTS +SA + AVC 专用机无操作系统专用机、简单操作系统通用机、集中操作系统通用机、开放操作系统国产系统电力二次系统的技术发展响应响应时间时间秒级秒级几十几十毫
9、秒毫秒毫秒毫秒1980 1990 2000 2010 年代年代微机继电保护微机继电保护安全自动控制系统安全自动控制系统广域相量测量系统广域相量测量系统调度自动化系统调度自动化系统变电站自动化系统变电站自动化系统在线在线预警预警调度调度决策决策极限极限计算计算在线在线稳定稳定控制控制离线方式计算离线方式计算响应响应时间时间秒级秒级几十几十毫秒毫秒毫秒毫秒年代年代响应响应时间时间秒级秒级几十几十毫秒毫秒毫秒毫秒年代年代微机继电保护微机继电保护安全自动控制系统安全自动控制系统广域相量测量系统广域相量测量系统调度自动化系统调度自动化系统变电站自动化系统变电站自动化系统在线在线预警预警辅助决策裕度评估在
10、线在线稳定稳定控制控制离线方式计算离线方式计算VLPGO- 21世纪 EMS体系结构1. 国 际 特大 电 网运行 组织 （ VLPGO，国网是成 员 ）的第 2工作 组 与 CIGRE D2合作，用4年 时间 提出了 “ 21世 纪 EMS体系 结 构 ”白皮 书 ，在今年 CIGRE大会上 报 告，反映强 烈。2. 白皮 书 从大 电 网用 户 的角度提出系列新要求： 面向服 务 的架构、 统 一的消息 总线 、 标 准的数据模型、 统 一的人机界面、安全的体系 结 构等 。3. 美国 PJM是 组长单 位， 拟 将白皮 书 的思想用于其 “ 先 进 控制中心 -2代 ” （ AC2， 2
11、亿 美元）工程 项 目， 组织 西 门 子、 AREVA、 ABB三家公司 联 合开 发 ，今年初 ABB退出， AREVA负责电 力市 场 ，西 门 子 负责平台和 EMS， 预计 明年底能有 雏 形。4. 效益分析效益分析预期目标预期目标研究内容和技术难点研究内容和技术难点国内外研究水平综述国内外研究水平综述目的和意义目的和意义项目组织实施项目组织实施提 纲系统研发的主要内容1. 研究制定技术支持系统体系框架2. 技术支持系统支撑平台的开发3. 技术支持系统应用规范及关键技术研究分布式一体化调度技术支持系统设计实时库结构三区关系库结构二区关系库结构历史库结构满足国家四级安全要求的满足国家四
12、级安全要求的 B级安全操作系统级安全操作系统实时消息结构 实时图形结构 消息结构 安全浏览消息结构 WEB浏览操作操作系统系统内部内部结构结构程序程序接口接口智能告警处理智能告警处理电网运行分析电网运行分析AGC/AVC状 态 估 计调度员潮流静态安全分析实时调度计划动态稳定监测在线安全预警调度辅助决策在线裕度评估应用应用功能功能SOA服务服务母线负荷预测日调度计划日计划校核日运行方式计量与结算水库调度统计报表调度流程三项分析卫星云图雷电监测计算机及网络硬件设备计算机及网络硬件设备硬件硬件安全数据通信安全数据通信常规常规 SCADASG-D5000实时监控类应用高速 总线I区模型维护与共享 电
13、网可视化 公共功能数据采集数据通信 智能告警SCADA 稳态实时监视、分析与控制AGC AVC 电网备用 保护定值修改、压板投退等功能PAS实时数据数据集动态数据历史数据WAMS 动态安全分 析与预警 极限功率搜 索预防控制辅助决策动态实时监视、分析与控制在线低频振荡监测分析实时调度计划实时发电计 划 辅助服务安全校核超短期负荷预测面向调度值班，完善稳态监控，面向调度值班，完善稳态监控，推进在线预警，实现系统联动。推进在线预警，实现系统联动。调度计划类应用数据总线II区模型维护与共享 电网可视化 公共功能数据采集 数据通信 电能量计量 保护及故障 信息管理 调度生产应用水调自动化 DTS短期负
14、荷预测 短期管理 调度计划应用SCUC SCED 辅助服务 考核结算安全校核实时数据数据集历史数据 信息申报 合同管理信息发布面向调度计划，加强负荷预测，面向调度计划，加强负荷预测，支持节能调度，实现安全校核。支持节能调度，实现安全校核。调度管理类应用数据总线III区设备管理组织机构 公共功能雷电监测气象信息外移WebOMS网站 门户网站准实时数据数据集动态数据历史数据管理数据一次设备检修新设备启动二次设备检修业务流程处理功能电压 /无功/网损统计分析报表功能调度日报 /月报保护动作统计自动化 /通信月报 项目管理同业对标 专业管理功能专业动态调度操 作票生产控制管理功能限额计划保护定值单 自
15、动化运行日志通信运行日志运行值班管理功能调度日志 面向调度管理，完善二次分析，面向调度管理，完善二次分析，推进调度流程，贯通调度信息。推进调度流程，贯通调度信息。系统功能总揽系统总体结构示意图EMS服务器群WAMS服务器群在线安全预警服务器群调度计划服务器群计量服务器群安全校核服务器群水调服务器群调度数调度数 据网络据网络SAN SAN公用图形终端公用图形终端防火墙四大类功能：前置、历史、人机、应用安全网关安全网关安全网关安全网关安全网关安全网关综综 合数据网合数据网 络络OMS服务器群SAN防火墙横向隔离横向隔离关键技术 1 面向服务架构 SOA服服 务总线务总线消息消息 总线总线面向服务的
16、架构 (SOA) Service Oriented ArchitectureWEB服务描述语言 WSDL : Web Service DefinitionLanguage通用描述与发现接口 UDDI: Universal Description and Discovery Interface 简单对象访问协议 SOAP: Simple Object Access Protocol服务组件架构 SCA: Service Component Architecture服务数据对象 SDO: Service Data Object业务流程执行语言 BPEL: Business Process Exec
17、ution Language服务注册中心服务提供者服务请求者WSDL服务编程三角服务三角简单服务 （ Simple Service）服务代理服务代理服务提供者简单服务 S通用服务清单通用服务清单服务请求者 实时消息 M服务模块对应简单服务模块对应简单输入输出参数简单输入输出参数简单业务流程编排简单业务流程编排简单传输数据参数简单传输数据参数简单90%以上应用可以上应用可归结为简单服务归结为简单服务特点：粗粒度、松耦合、无状态、效率高，适合实时环境，适合行业集成。特点：粗粒度、松耦合、无状态、效率高，适合实时环境，适合行业集成。用 户 程序模 块通信模 块服 务请 求者调 度数据网 络 1服 务
18、处 理模 块 通信模 块 代理服 务 器应 用功能数据 库 文件本地服 务处 理模 块 通信模 块 代理服 务 器远 程用 户 程序模 块通信模 块服 务 提供者24356应 用功能数据 库 文件1.服 务请 求者与本地代理建立 tcp连 接，发请 求 报 文；2.本地代理与 远 程代理建立 tcp连 接，转发请 求 报 文；3.远 程代理与服 务 提供者建立 tcp连 接，转发请 求 报 文；4.服 务 提供者将 执 行 结 果通 过 响 应报文（文件）返回 远 程代理；5.远 程代理向本地代理 发 送响 应报 文（或文件）；6.本地代理将响 应报 文（或文件）最后返回服 务请 求者。面向服务的总体流程
