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1、4.7调度员培训仿真系统调度员培训仿真系统n n概述n nDTS的功能n nDTS的基本构成n nDTS的系统配置方式4.7.1概述概述n n电力系统对运行的安全可靠性提出了愈来愈高的要求n n现代化生活和生产使得用户对供电质量及可靠性也提出了更高的要求。调度员培训仿真系统DTS就是培训运行操作人员的有效工具。它利用计算机模拟实际电力系统的运行特性，用调度运行人员熟悉或易于掌握的人机界面，逼真的再现受训者所在电力系统的静态和动态特性，以对调度员、运行支持及决策人员进行演示和培训，使他们有一种身临其境的感觉，可以增进对系统的了解，积累处理事故的经验，提高处理事故的能力。4.7.2 DTS的功能的
2、功能主要功能：1、正常情况下的培训2、紧急状态下的事故处理培训3、事故后电力系统的恢复操作培训4、预防性操作及操作后的分析5、进行继电保护和自动装置研究4.7.3 DTS的基本构成的基本构成n n控制中心模型控制中心模型CCMCCM（SCADA/EMSSCADA/EMS仿真子系统）仿真子系统）控制中心模型应当是能量管理系统的完整复制控制中心模型应当是能量管理系统的完整复制n n电力系统模型电力系统模型 电力系统模型用来模拟电力系统在各种工况（正电力系统模型用来模拟电力系统在各种工况（正常、事故、检修等）下的机电特性常、事故、检修等）下的机电特性n n教练员模型教练员模型 调度员培训仿真系统的培
3、训和使用过程都是由教调度员培训仿真系统的培训和使用过程都是由教练员控制的。练员控制的。4.7.4 DTS的系统配置方式的系统配置方式 DTS的硬件应能满足培训功能的要求，从其与实际控制中心的联系来看，可分为独立型和一体化型两大类：n n独立型：培训机单独作为一个实体，与实际的控制中心互不影响。n n一体化型：将DTS与控制中心系统相连或成为一体，使用与控制中心相同的硬件、应用软件和数据库，而且人机界面也与控制中心相同一体化型DTS的结构可以分为四种n n1、将DTS安装在一台EMS后备机上n n2、把控制中心模型和电力系统模型/教练员系统安装在两台不同的计算机上n n3、把控制中心模型和电力系
4、统模型/教练员系统安装在相同的计算机上n n4、把控制中心模型安装在EMS备用机上，而在另外一台计算机上建立电力系统模型，并用一个接口与学员使用的控制中心相连。4.8 电力市场及其技术支持系统（电力市场及其技术支持系统（PMOS）集资办厂政企分开厂网分开竞价上网实质性的市场化改革阶段要实现PMOS和EMS的有机结合4.8.1 电力工业经营体制的变化电力工业经营体制的变化n n垄断型经营阶段n n发电市场的开放n n同时开放发电市场和用户市场电力市场中可能的交易方式：电力市场中可能的交易方式：电力市场中可能的交易方式：电力市场中可能的交易方式：n n发电厂直接与本地用户（零售商）签订合同发电厂直
5、接与本地用户（零售商）签订合同n n发电厂向上级电力市场卖电发电厂向上级电力市场卖电n n发电厂向本地电力市场卖电发电厂向本地电力市场卖电n n发电厂向外地电力市场卖电发电厂向外地电力市场卖电n n发电厂向外地用户卖电发电厂向外地用户卖电n n用户（零售商）从本地电力市场买电用户（零售商）从本地电力市场买电n n用户从零售商处买电用户从零售商处买电n n用户（零售商）从其他地区的电厂购电用户（零售商）从其他地区的电厂购电n n用户（零售商）从上级电力市场购电用户（零售商）从上级电力市场购电n n用户（零售商）从其他地区的电力市场购电用户（零售商）从其他地区的电力市场购电4.8.2我国省级电力市
6、场运营模式我国省级电力市场运营模式n n省级电力公司开展商业化运营，近期实施以现行体制为基础的有限竞争电力市场中的准商业化运营，远期实施完善电力市场中的商业化运营。n n有限竞争电力市场中的准商业化运营是一种计划与市场相结合的模式，这种模式仅开放发电市场。n n发电侧有限竞争的准商业化运行阶段1 这种模式是运用市场机制，开展商业化运营的这种模式是运用市场机制，开展商业化运营的最初阶段。最初阶段。基本特点：网厂分开，先有的发电企业、较大基本特点：网厂分开，先有的发电企业、较大容量的地方发电企业逐步改造成为独立发电公司，容量的地方发电企业逐步改造成为独立发电公司，分省网、地区网进行有条件的公开竞争
7、，电量日分省网、地区网进行有条件的公开竞争，电量日清月结，市场法规、法则及技术支持系统初步建清月结，市场法规、法则及技术支持系统初步建立。立。n n发电侧完全竞争的准商业化运行阶段2 这种模式下，省级辖区内所有发电厂均已变为这种模式下，省级辖区内所有发电厂均已变为独立发电公司。独立发电公司公开完全竞争上网，独立发电公司。独立发电公司公开完全竞争上网，半小时制报价；形成比较完备的市场法规、法则半小时制报价；形成比较完备的市场法规、法则及技术支持系统。阶段及技术支持系统。阶段1 1在实行一段时间后，必然在实行一段时间后，必然要过渡到阶段要过渡到阶段2.2.n n独立电网公司及其商业化运行阶段3 阶
8、段阶段3 3的目标是形成完全开放、竞争有序的电的目标是形成完全开放、竞争有序的电力市场，是在阶段力市场，是在阶段1 1、阶段、阶段2 2的基础上，进一步完的基础上，进一步完善发电侧市场竞争，同时根据国家电力体制改革善发电侧市场竞争，同时根据国家电力体制改革进程，适时的进行配电市场的相互竞争，使电价进程，适时的进行配电市场的相互竞争，使电价水平有明显降低。水平有明显降低。阶段阶段3的特点：的特点：n n发电侧实行竞价上网，配电网有序开放发电侧实行竞价上网，配电网有序开放n n用户直接同发电公司进行交易用户直接同发电公司进行交易n n公司以安全经济调度为准则，可实现商业化运行公司以安全经济调度为准
9、则，可实现商业化运行 这是在市场机制完善情况下采取的一种模式。这是在市场机制完善情况下采取的一种模式。4.8.3 省级电网商业化运营技术支持系统省级电网商业化运营技术支持系统 该系统主要包括安装在省调度中心的一组计算机网络系该系统主要包括安装在省调度中心的一组计算机网络系统以及安装在发电企业和供电企业的数据申报工作站。统以及安装在发电企业和供电企业的数据申报工作站。（一）省级电网商业化运营技术支持系统（一）省级电网商业化运营技术支持系统 1.1.能量管理系统（能量管理系统（EMSEMS）用于保障电网的安全稳定运行用于保障电网的安全稳定运行 2.2.电能量计量系统电能量计量系统 完成分时段电能量
10、数据的自动采集、远传和存储，以支完成分时段电能量数据的自动采集、远传和存储，以支持电费结算和运行考核功能。持电费结算和运行考核功能。3.3.负荷预报系统负荷预报系统 预测电网未来时间的负荷情况，包括电量、功率、负荷预测电网未来时间的负荷情况，包括电量、功率、负荷分布等。分布等。4.4.电力市场适应性评估管理系统电力市场适应性评估管理系统 使发电公司能够了解未来使发电公司能够了解未来2 2年内系统的发、用电计划年内系统的发、用电计划 5.5.合同管理系统（合同管理系统（CMSCMS）完成与电力市场运行有关的各类合同和协议的管理完成与电力市场运行有关的各类合同和协议的管理 6.6.电力市场期货交易
11、管理系统电力市场期货交易管理系统 年度期货交易和月度期货交易年度期货交易和月度期货交易 7.7.结算系统（结算系统（SBSSBS）根据电能量计量系统的数据，进行电网与发电供电企业之根据电能量计量系统的数据，进行电网与发电供电企业之间的财务结算间的财务结算 8.8.即时信息系统即时信息系统 负责电力市场相关信息的发布和处理，提供核实功能负责电力市场相关信息的发布和处理，提供核实功能 9.9.发电公司竞标管理系统发电公司竞标管理系统 用于保证省电网电力市场正常运行的配套系统用于保证省电网电力市场正常运行的配套系统 10.10.电力市场调度决策支持系统电力市场调度决策支持系统 电力市场技术支持系统的
12、核心，包括电力市场预调度计划电力市场技术支持系统的核心，包括电力市场预调度计划管理系统；电力市场实时调度管理系统；电力市场运行记录管理系统；电力市场实时调度管理系统；电力市场运行记录管理及运行考核系统。管理及运行考核系统。（二）省级电力市场基本操作流程（二）省级电力市场基本操作流程 1.1.各发电厂，供电局向电网调度预报及申报信息各发电厂，供电局向电网调度预报及申报信息 2.2.电网负荷预报系统预报第二天的省电网用电负电网负荷预报系统预报第二天的省电网用电负荷曲线荷曲线 3.3.电力市场预调度计划管理系统制定预调度计划电力市场预调度计划管理系统制定预调度计划 4.4.电网调度员预报下一时段电网
13、用电负荷，计算电网调度员预报下一时段电网用电负荷，计算下一时段调度计划下一时段调度计划 5.5.电网调度员考核供发电曲线，对电力市场全过电网调度员考核供发电曲线，对电力市场全过程进行考核程进行考核 6.6.各地区电业局安排各地方电厂的发电曲线各地区电业局安排各地方电厂的发电曲线 7.7.电网调度中心给结算系统传送数据电网调度中心给结算系统传送数据4.8.4 电力市场化运营对电力市场化运营对EMS系统软件的影响系统软件的影响 在电力市场环境中，传统的在电力市场环境中，传统的EMSEMS软件需要变化软件需要变化以适应新的运行机制，但应该考虑充分利用现有以适应新的运行机制，但应该考虑充分利用现有EM
14、SEMS的功能。从电力市场的角度看，由的功能。从电力市场的角度看，由EMSEMS可以可以获取大量的实时和经过处理的电网运行数据，这获取大量的实时和经过处理的电网运行数据，这些数据时结算系统、信息发布系统和交易管理系些数据时结算系统、信息发布系统和交易管理系统所必须的，因此，统所必须的，因此，EMSEMS可以看成电力市场技术可以看成电力市场技术支持系统中的一个重要组成部分。支持系统中的一个重要组成部分。电力市场的实施对各级软件功能的影响电力市场的实施对各级软件功能的影响电力市场的实施对各级软件功能的影响电力市场的实施对各级软件功能的影响n n数据采集级数据采集级 数据采集与监控（数据采集与监控（
15、SCADASCADA）是）是EMSEMS与远动的总接口，与远动的总接口，EMSEMS通过通过SCADASCADA取得实时数据并将控制信号送回系统中。取得实时数据并将控制信号送回系统中。n n发电计划级发电计划级 1.1.自动发电控制（自动发电控制（AGCAGC）提高电网频率质量、经济效益和管理水平，维持发电功提高电网频率质量、经济效益和管理水平，维持发电功率与负荷功率的平衡、保证电能质量。率与负荷功率的平衡、保证电能质量。2.2.负荷预测负荷预测 传统的负荷预测概念就是利用已知的负荷历史数据及影传统的负荷预测概念就是利用已知的负荷历史数据及影响负荷变化的各种因素的信息，采用各种预测方法，总结响
16、负荷变化的各种因素的信息，采用各种预测方法，总结出负荷变化规律，建立负荷模型出负荷变化规律，建立负荷模型电力市场的实施对各级软件功能的影响电力市场的实施对各级软件功能的影响电力市场的实施对各级软件功能的影响电力市场的实施对各级软件功能的影响 3.发电计划 除了简单的调度指令，还需要协调市场参与者除了简单的调度指令，还需要协调市场参与者之间的关系，根据竞价的原则实现系统的安全经之间的关系，根据竞价的原则实现系统的安全经济运行。济运行。PMOSPMOS中的发电计划模块同中的发电计划模块同EMSEMS中的发电模块中的发电模块相比的不同点：相比的不同点：n n发供电计划发供电计划n n经济调度经济调度
17、n n机组经济组合机组经济组合n n网间功率交换计划网间功率交换计划n n网间交易评估网间交易评估n n发电厂成本分析发电厂成本分析n n水电计划和水火电联合经济调度水电计划和水火电联合经济调度电力市场的实施对各级软件功能的影响电力市场的实施对各级软件功能的影响电力市场的实施对各级软件功能的影响电力市场的实施对各级软件功能的影响n n网络分析级 主要目的是在电厂报价机组竞价的基础上，根据主要目的是在电厂报价机组竞价的基础上，根据网络的约束条件消除网络的不安全因素，保证网网络的约束条件消除网络的不安全因素，保证网络和系统的安全性。络和系统的安全性。1.1.网络分析、建模和状态估计模块网络分析、建
18、模和状态估计模块 2.2.潮流计算模块潮流计算模块 3.3.调度员潮流调度员潮流 4.4.预想事故分析（静态安全分析）模块预想事故分析（静态安全分析）模块 5.5.安全校正模块安全校正模块4.9 专家系统的应用专家系统的应用 专家系统是一种基于知识的智能程序，系统中专家系统是一种基于知识的智能程序，系统中存储有能够使其在专家的水平上进行问题求解的存储有能够使其在专家的水平上进行问题求解的专门知识，可以求解那些要人类专家才能求解的专门知识，可以求解那些要人类专家才能求解的高难度问题。将专家系统技术应用于电网调度运高难度问题。将专家系统技术应用于电网调度运行中，可尽快将调度员培养和提高到调度专家水
19、行中，可尽快将调度员培养和提高到调度专家水平，特别是在电力系统出现事故时，系统会尽快平，特别是在电力系统出现事故时，系统会尽快诊断事故并提出事故处理方案。专家系统的一个诊断事故并提出事故处理方案。专家系统的一个显著特点就是将领域知识集成在知识库中，一方显著特点就是将领域知识集成在知识库中，一方面可以永久保存使用，另一方面，可以集领域专面可以永久保存使用，另一方面，可以集领域专门知识之众长，使领域知识更加完善。门知识之众长，使领域知识更加完善。4.9.1 调度运行专家系统的基本结构调度运行专家系统的基本结构人机界面推理机解释机制综合数据库知识获取机制知识库n n知识库：用以存放调度运行的一些规则
20、和调度人员的一些知识库：用以存放调度运行的一些规则和调度人员的一些经验知识。经验知识。n n综合数据库：反应具体问题在当前求解状态下的符号或事综合数据库：反应具体问题在当前求解状态下的符号或事实的集合，它由问题的有关初始数据和系统求解期间所产实的集合，它由问题的有关初始数据和系统求解期间所产生的所有中间信息所组成。生的所有中间信息所组成。n n推理机：在以目标驱动的控制策略下，针对语境中的当前推理机：在以目标驱动的控制策略下，针对语境中的当前问题信息，识别和选取知识库中队当前问题的可用知识进问题信息，识别和选取知识库中队当前问题的可用知识进行推理，以修改语境直至最终得出问题的求解结果。行推理，
21、以修改语境直至最终得出问题的求解结果。n n知识获取机制：实现专家系统的自学习。知识获取机制：实现专家系统的自学习。n n解释机制：回答用户对系统的提问，对系统得出结论的求解释机制：回答用户对系统的提问，对系统得出结论的求解过程或系统的当前求解状态提供说明。解过程或系统的当前求解状态提供说明。n n人机接口：将专家和用户的输入信息翻译成系统可接受的人机接口：将专家和用户的输入信息翻译成系统可接受的内部形式，同时把系统向专家或用户的输出信息转换为人内部形式，同时把系统向专家或用户的输出信息转换为人类易于理解的形式。类易于理解的形式。（一）知识库（一）知识库（一）知识库（一）知识库 知识库是由专家
22、系统作专业咨询的一句，在调度运行专知识库是由专家系统作专业咨询的一句，在调度运行专家系统中，知识库由参量和规则组成。参量指描述电网家系统中，知识库由参量和规则组成。参量指描述电网结构和运行状况的信息：结构和运行状况的信息：线路线路 母线母线 断路器断路器 隔离开关隔离开关 发电机发电机 变压器变压器 电流互感器电流互感器 规则包括调度运行人员在工作中使用的工作规程及积累规则包括调度运行人员在工作中使用的工作规程及积累的工作经验，如：的工作经验，如：变压器事故处理规则之一：如果主保护（瓦斯、差动等）变压器事故处理规则之一：如果主保护（瓦斯、差动等）动作，则未查明原因消除故障前禁止送电。动作，则未
23、查明原因消除故障前禁止送电。母线事故处理规则之一：如果双母线运行时，一条母线母线事故处理规则之一：如果双母线运行时，一条母线故障由于母差动保护动作而停电，则应立即将故障母线所故障由于母差动保护动作而停电，则应立即将故障母线所带的负荷倒至运行母线供电。带的负荷倒至运行母线供电。（二）推理机构（二）推理机构（二）推理机构（二）推理机构 调度运行专家系统采用目标驱动的逆向推理调度运行专家系统采用目标驱动的逆向推理方式。基本思想为：方式。基本思想为：先假设一个目标，然后在知识库中找出那些先假设一个目标，然后在知识库中找出那些其后件部分可能导致这个目标为正的规则集，在其后件部分可能导致这个目标为正的规则
24、集，在检查规则集中每条规则的前件部分，如果某条规检查规则集中每条规则的前件部分，如果某条规则的前件中所含有的各条件项均能通过用户的会则的前件中所含有的各条件项均能通过用户的会话得到满足，或者能被用户已经提供的当前数据话得到满足，或者能被用户已经提供的当前数据所匹配，则把规则的结论部分（即目标）加到当所匹配，则把规则的结论部分（即目标）加到当前数据库中，从而该目标被证明。否则把规则的前数据库中，从而该目标被证明。否则把规则的条件项作为新的子目标，递归执行上述过程，直条件项作为新的子目标，递归执行上述过程，直到各到各“与与”关系的子目标全部和关系的子目标全部和“或或”关系的子关系的子目标中有一个在
25、语境中时，目标被求解，或者直目标中有一个在语境中时，目标被求解，或者直到子目标不能进一步分解而且语境不能实现上述到子目标不能进一步分解而且语境不能实现上述满足时，这个先假设的目标位假，系统此时需要满足时，这个先假设的目标位假，系统此时需要重新的目标。重新的目标。4.9.2 电网调度操作管理专家系统电网调度操作管理专家系统 调度和控制是保证电力系统安全运行的关键环节，而电气倒闸操作又是调度和控制的基本手段之一。东南大学和苏源集团江苏苏源信息技术有限公司共东南大学和苏源集团江苏苏源信息技术有限公司共东南大学和苏源集团江苏苏源信息技术有限公司共东南大学和苏源集团江苏苏源信息技术有限公司共同开发研制的智能操作票专家系统同开发研制的智能操作票专家系统同开发研制的智能操作票专家系统同开发研制的智能操作票专家系统n n知识的表达与推理策略n n总体程序设计n n系统应用实际