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能量管理系统

能量管理系统能量管理系统(EMS)包括:数据采集和监控系统(SCADA系统),自动发电控制(AGC)和经济调度控制(EDC),电力系统状态估计(State Estimator),安全分析(Security Analysis),调度员模拟培训系统(DTS)。

科技名词定义中文名称:能量管理系统英文名称:energy management system,EMS;energy management system定义1:一种计算机系统,包括提供基本支持服务的软件平台,以及提供使发电和输电设备有效运行所需功能的一套应用,以便用最小成本保证适当的供电安全性。

所属学科:电力(一级学科);调度与通信、电力市场(二级学科)定义2:用能量状态近似法作为飞行轨迹优化算法的性能管理系统。

所属学科:航空科技(一级学科);飞行控制、导航、显示、控制和记录系统(二级学科)能量管理系统(EMS)包括:数据采集和监控系统(SCADA系统),自动发电控制(AGC)和经济调度控制(EDC),电力系统状态估计(State Estimator),安全分析(Security Analysis),调度员模拟培训系统(DTS)。

配电网管理系统(DMS)包括:配电自动化系统(DAS),地理信息系统(GIS),配电网重构,管理信息系统(MIS),需求侧管理(DSM)。

1、SCADA系统SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统。

SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统;它应用领域很广,可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。

简介在电力系统中,SCADA系统应用最为广泛,技术发展也最为成熟。

它在远动系统中占重要地位,可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能,即我们所知的"四遥"功能.RTU(远程终端单元),FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分.在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用.编辑本段系统概述SCADA系统概述一、SCADA系统概述SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。

它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。

由于各个应用领域对SCADA的要求不同,所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。

在电力系统中,SCADA系统应用最为广泛,技术发展也最为成熟。

它作为能量管理系统(EMS系统)的一个最主要的子系统,有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势,现已经成为电力调度不可缺少的工具。

它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益,减轻调度员的负担,实现电力调度自动化与现代化,提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。

SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早,在保证电气化铁路的安全可靠供电,提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。

在铁道电气化SCADA系统的发展过程中,随着计算机的发展,不同时期有不同的产品,同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备,这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。

二、SCADA系统发展历程SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系统,全名为数据采集与监视控制系统。

SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。

SCADA系统发展到今天已经经历了三代。

第一代是基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统,如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。

这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代。

第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统,在第二代中,广泛采用VAX等其它计算机以及其它通用工作站,操作系统一般是通用的UNIX操作系统。

在这一阶段,SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析,自动发电控制(AGC)以及网络分析结合到一起构成了EMS系统(能量管理系统)。

第一代与第二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统,并且系统不具有开放性,因而系统维护,升级以及与其它联网构成很大困难。

90年代按照开放的原则,基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能够实现大范围联网的EMS/SCADA系统称为第三代。

这一阶段是我国SCADA/EMS系统发展最快的阶段,各种最新的计算机技术都汇集进SCADA/EMS系统中。

这一阶段也是我国对电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期,国家计划未来三年内投资2700亿元改造城乡电网可见国家对电力系统自动化以及电网建设的重视程度。

第四代SCADA/EMS系统的基础条件已经或即将具备,预计将与21世纪初诞生。

该系统的主要特征是采用Internet技术、面向对象技术、神经网络技术以及JAVA技术等技术,继续扩大SCADA/EMS系统与其它系统的集成,综合安全经济运行以及商业化运营的需要。

SCADA系统在电气化铁道远动系统的应用技术上已经取得突破性进展,应用上也有迅猛的发展。

由于电气化铁道与电力系统有着不同的特点,在SCADA系统的发展上与电力系统的道路并不完全一样。

在电气化铁道远动系统上已经成熟的产品有由我所自行研制开发的HY200微机远动系统以及由西南交通大学开发的DWY微机远动系统等。

这些系统性能可靠、功能强大,在保证电气化铁道供电安全,提高供电质量上起到了重要的作用,对SCADA系统在铁道电气化上的应用功不可没。

三、SCADA系统发展瞻望SCADA系统在不断完善,不断发展,其技术进步一刻也没有停止过。

当今,随着电力系统以及铁道电气化系统对SCADA系统需求的提高以及计算机技术的发展,为SCADA系统提出新的要求,概括地说,有以下几点:1、SCADA/EMS系统与其它系统的广泛集成SCADA系统是电力系统自动化的实时数据源,为EMS系统提供大量的实时数据。

同时在模拟培训系统,MIS系统等系统中都需要用到电网实时数据,而没有这个电网实时数据信息,所有其它系统都成为“无源之水”。

所以在这今十年来,SCADA系统如何与其它非实时系统的连接成为SCADA研究的重要课题;现在在SCADA系统已经成功地实现与DTS(调度员模拟培训系统)、企业MIS系统的连接。

SCADA系统与电能量计量系统,地理信息系统、水调度自动化系统、调度生产自动化系统以及办公自动化系统的集成成为SCADA系统的一个发展方向。

2、变电所综合自动化以RTU、微机保护装置为核心,将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统,取代传统的控制保护屏,能够降低变电所的占地面积和设备投资,提高二次系统的可靠性。

变电所的综合自动化已经成为有关方面的研究课题,我国东方电子等公司已经推出相应的产品,但在铁道电气化上还处于研究阶段。

3、专家系统、模糊决策、神经网络等新技术研究与应用2、自动发电控制科技名词定义中文名称:自动发电控制英文名称:automatic generation control,AGC其他名称:负荷频率控制(load-frequency control)定义:随着系统频率、联络线所带负荷或者它们相互之间关系的变化,调节指定区域内各发电机的有功出力来维持计划的系统频率或使其与其他区域的既定交换在预定限值内或二者兼顾。

所属学科:电力(一级学科);调度与通信、电力市场(二级学科)利用调度监控计算机、通道、远方终端、执行(分配)装置、发电机组自动化装置等组成的闭环控制系统,监测、调整电力系统的频率,以控制发电机出力。

它是电力系统调度自动化的主要内容之一。

简介系统频率和联编辑本段控制指标自动发电控制的功能指标为①电力系统频率偏差(Δf)小于±0.1Hz。

②与邻区电力系统联络线净交换功率保持在计划值。

净交换功率误差的随机电量可以按峰、谷负荷时段计量和偿还。

③保证电力系统时差不超过±5秒,超出时可自动或手动进行修正。

编辑本段控制方式一般采用联络线净交换功率偏差和频率偏差控制方式(TBC)。

这种控制方式编辑本段调频厂与非调频厂参加调频的发电厂称为调频厂。

区域调度中心的监控计算机,对调频火电厂是计算出机组功率,因为目前10万kW及以上的火电机组绝大部分为单元机组,故可直接将控制信号发送到单元机组;对调频水电站是计算出全站的总功率,当此设定功率到达水电站后需经过站内分配装置才去控制机组。

非调频厂是指不参加调频的电厂,一般指10万kW以下的火电机组和母管式火电厂以及暂不参加在线控制的电厂,但必需按日计划负荷曲线进行手动调整,承担电网的调峰、谷任务(包括按开停机计划启停)。

自动发电控制对调频厂的要求为:①所有调频厂的调速系统均应符合自动控制的要求,调整灵敏,死区小,无卡滞现象。

调差系数应统一整定。

②消除调频厂内主、辅机设备的各种缺陷,水电厂的机组自动装置和火电厂的常规热工自动装置应完好地投用。

③水电站的机组振动区应设法消除,可调容量应满足0~100%的要求。

④火电厂的可调容量,对老机组应力争满足70~100%额定范围内进行调整;对新装机组则要求满足50~100%额定范围内调整。

负荷变动速度要求最大为每分钟3%额定值。

⑤火电厂新装机组都应有炉随机方式的机炉协调自动装置。

现代电力系统的自动发电控制不单是为了调整电网频率,更重要的是在控制各机组发电出力时实现经济负荷分配,为了明确起见把自动发电控制和自动经济调度(EDC)连在一起,简称为AGC/EDC,这时须考虑实时控制。

3、经济调度控制经济调度控制(EDC)用以确定最经济的发电调度以满足给定的负荷水平。

4、电力系统状态估计电力系统状态估计是电力系统调度中心的能量管理系统(EMS)的核心功能之一,其功能是根据电力系统的各种量测信息,估计出电力系统当前的运行状态。

现代电网的安全经济运行依赖于能量管理系统(EMS),而能量管理系统的众多功能又可分成针对电网实时变化进行分析的在线应用和针对典型潮流断面进行分析的离线应用两大部分。

电力系统状态估计可以说是大部分在线应用的高级软件的基础。

如果电力系统状态估计结果不准确,后续的任何分析计算将不可能得到准确的结果。

1.电力系统的量测系统电力系统的量测分为遥测和遥信两种。

遥测是模拟量的量测结果,包括支路功率或电流,节点电压等。

传统的SCADA系统不能测量节点电压的相角。

随着WAMS的发展,节点电压相角的量测也逐渐变为可能。

但具体的实施还有诸多困难,这里不详述。

遥信是开关量的量测结果,即开关(断路器)或刀闸的开合状态,变压器的档位等。

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