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关键词:电力系统;优化调度;安全问题
中图分类号:F407
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)21-0070-02
0 引言
近年来,随着社会和经济的快速发展,对电力系统调度提出了极大的挑战。电力调度需要考虑电力企业自身效益和节能减排等目标,电网安全更是企业可持续发展和社会和谐稳定的保证。电力系统调度已成为了一种重要的现代化监测、控制和管理手段。优化电力调度系统既是智能电网建设中的重要组成部分,也是全面进行电力资源优化配置、抵御风险、提高决策和管理科学性的一种有效手段。
目前的电力调度系统面临着许多问题,包括控制过程不安全、信息的杂乱、缺乏集中式控制方法、事故应急恢复等。为适应特高压、大电网、以及智能电网的建设与运行管理要求,达到调度业务的科学合理、电网运行的管理高效、电网异常及事故的快速响应,必须对调度的优化策略与方法加以研究。
传统的电力系统运行调度决略,目标单一,如以投资费用或输电损失费用等最小为目标,满足给定约束条件的一种方案,没有综合考虑其它的因素,其实就等同于电力系统运行的调度计划。在该调度机制中,基本谈不上优化。面对复杂的市场情况,仍沿用这一调度机制,势必会造成系统负荷发生较大幅度的变化,更严重的是,会经常导致系统中输电能力接近或达到约束域的边缘,这对电力系统的安全运行造成危害。针对这种情况,传统意义下的电力系统运行调度决策机制面临严峻挑战,在追求单一目标优化的基础上,如何适度考虑多目标的综合优化,如维持适宜有功、无功设备的附加费用、阻塞费用、中断费用、平衡电力负荷波峰波谷等,以保证电力系统正常安全运行下的电力市场效益,以保证电力系统运行调度的决策合理,已势在必行。因此,提出新的电力系统优化调度框架策略已显得非常重要。
本文从电力调度系统要实现的功能,调度系统的目标,约束条件,调度算法,调度优化的内容与策略以及调度安全这几方面进行了论述。
1 电力系统调度所需实现的功能
电网调度的主要目的是实现供电系统的安全、可靠运行和经济节能,虽然在目前的电力系统调度管理中已经基本实现了安全调度,但是对于电网系统的经济和可靠运行则控制不足。随着自动化技术的发展,采用计算机控制对大量的实时数据进行采集、分析和处理,对整个电力系统调试进行优化可实现较好的可靠运行和经济节能目标。本文主要运用数据收集,安全监视与控制,状态估计,安全分析,超短期负荷预测,潮流优化,经济调度,母线负荷预测,配电自动化等方法,通过对供电网络设备资源优化、作业优化和系统可靠性等方面的优化,以提高供电企业的经济效益和社会效益,实现电力企业的可持续发展。
2 电力系统的优化调度目标函数
优化离不开目标,在市场机制下,通过对电力系统运行优化调度的目标进行整合,变换和优化,以达到较好的效果。具体体现在以下几个方面:
2.1 单目标调度优化
即单一目标的优化问题,传统电力系统中运行费用最小、网损最小等都可以作为单一的目标进行优化。在市场环境下,电商企业是独立运营的实体,传统优化调度中的成本,在电力市场中被电力企业的报价曲线所代替,电网优化的目标也有所不同,主要是网络损耗、购电费用、输电能力等。单目标优化问题容易造成顾此失彼的现象,需要进行人工的干预,对复杂系统的研究缺乏系统性和科学性。针对此现象,能否根据已有的研究成果和调度经验,对各种情况下的刚性优化结果进行综合考虑、,揭示冲突因素间相互付出的代价的规律,会有助于电力市场机制的合理建成与完善,同时使调度优化和决策合理具有科学性和系统性。
2.2 多目标调度优化
即追求多个单目标问题的确定性组合所形成的优化问题。在电力市场中,此类问题很多,如运行费用与环境污染限制,运行费用与输电损耗,运行费用与安全、可靠水平等。以单目标问题的研究成果为基础,综合考虑多个影响调度的因素,寻求影响因素间符合市场经济运行规律的权衡系数,可以更好地实现资源优化配置,提高电力企业和电力的经济效益和社会效益。
2.3 互换目标与约束指标
目标与约束是同时出现的,某些情况下可以相互转化。从数学规律上讲,目标和约束可以相互转化,从市场经济意义上研究这种转化的规律和机理,如对总费用中既有可变费用又有不变费用,如何控制其比例的问题等。探索目标与约束相互转化的评价指标,可以引导电力市场电价符合经济规律,电网负荷合理的调度,保证发电机组的安全可靠运行。最终可以平衡使用各种资源,利用好关键资源。
3 约束条件
随着电力市场化环境的建立,电力系统的运行受制约的因素越来越多,分析和处理约束条件是电力系统运行调度优化的重点和难点。探索电力系统运行中时域、地域上的关联,结合具体的约束条件,对调度问题进行优化和快速求解非常重要。
4 调度优化的内容与策略
目前对于供电网络结构、设备资源和作业的管理等因素未进行较好的优化管理。根据供电网络结构、输变电设备的特点和用电负荷的具体情况等,可以从以下几方面进行优化:
4.1 作业优化
作业主要包括电力施工作业和检修作业,通过对作业的优化管理,同一停电区域内的施工或检修作业尽量采用平行作业,以减少停电次数和停电时间,科学合理地进行作业持续时间的优化和作业时间的选择。对于作业持续时间,在施工天气环境相同的情况下,主要受人员数量、施工人员技术水平、机械化程度等因素影响,作业基本成本也受上述这些因素的影响,故在条件允许的情况下,作业时间要尽可能短。作业停电造成的供电量损失成本与作业持续时间成正比。通过合理调整作业持续时间可以降低综合成本,提高电网的供电量,增加电力企业经济效益。
对于作业时段的选择,原则上应选择在负荷较小的时段进行,以减小供电量损失。
设作业综合成本为Y=G1(t)+S1(t),式中G1(t)――作业持续t时间的成本,S1(t)――t时间内收入损失的成本
所以最佳作业持续时间应该满足
dYdt=ddt[G1(t)+S1(t)]=0。
4.2 设备资源优化
需要优化的电力相关设备资源主要有线路和电容器、变电站主变压器、配电变压器等。首先要根据负荷情况使变电站主变在经济运行区内运行,其次是保证配电变压器相对其供电量损失最小,新装变压器要根据负荷选择合适的规格和容量,对于供季节性负荷的配电变压器应适时停运,减少空载现象。线路的优化原则是使线损最低、电量损失最小。为此应减少线路“瓶颈”现象,实现各线路负荷均衡,使线路经济运行,应加强计划管理,减少检修停电次数。无功的优化原则是使系统负荷接近中性,提高功率因数,要及时投切站内电容器,负荷较轻时适当降低电压,以减小线损中的固定损耗,根据负荷性质实行就地补偿,对于分散的感性负载,在进行理论分析后,在适当位置加装自动投切补偿电容器。
在局部供电区域中,需要优化的设备有输电线路和电容器、配电变压器等。
4.2.1 配电变压器的优化原则是使配电变压器相对于其供电量损失最小。其优化方案有
(1)对于季节性负荷,可以利用供电网路互连,轻负荷时停用部分配电变压器,而由其它配电变压器供电;
(2)对于波动较大的负荷,进行经济可行性分析后可以选择自动调节容量的配电变压器;
(3)新装配电变压器应根据负荷大小合理选择配电变压器容量。
4.2.2 输电线路的优化原则是使输电线路的损失电量最小。其优化的方案有
(1)加强施工的管理,减少因施工而引起的损失;
(2)尽量防止输电线路中的“瓶颈”现象。
4.3 可靠性优化
安全可靠供电是对电网的基本要求,应该根据电网的结构特点,输电线路的分布情况,科学合理的配置分支开关的数量和位置,尽可能缩小事故或检修时的停电范围;
供电系统安全可靠运行是供电最基本的要求,可靠性优化的方法包括:
(1)根据负荷分布要求,适时合理安装保护装置;
(2)根据输电网络的结构特点,进行经济和合理性分析设置相应的开关和断路器;
(3)根据用户用电的可靠性级别,合理消除不良影响因素。
5 电力系统调度网络安全研究
综合考虑电力系统安全管理各环节,客观地评价电网安全运行的真实状况,对电网运行当中可能出现的安全灾难及造成的直接、间接的损失做出估算。促使人们形成正确的安全意识和有效的安全管理模式已显得非常重要。
针对电力系统网络管理过程中技术手段不足的现状。建立以各级安全工作区为基础的网络安全管理体系是一个行之有效的方法。安全体系的设计与运行由以下三个部分构成:
5.1 提出符合应用特点的安全需求
(1)分析电力系统存在的问题及其可能造成的潜在风险;
(2)在平衡经济因素的同时,建立尽可能完备的安全目标;
(3)在安全体系建设时,应充分考虑安全服务与机制对调度系统实时性的影响。
5.2 安全技术的应用满足管理需求
(1)安全域规划与访问控制技术的应用;
(2)网络安全性分析系统的应用;
(3)网络行为分析技术的应用;
(4)病毒防范。
5.3 安全技术的相互配合是运行管理的主要指导思想
多种安全技术(?；?、检测、响应、恢复)之间存在着一定的因果和依存关系,形成一个整体。以提高保护机制的整体抗风险能力,实时检测为响应创造条件,并有效响应安全事件,这将大大提高系统?；ぜ盎指椿频目煽啃?。综合地、交叉的使用各种安全技术,是解决网络安全问题的有效手段。
在安全体系的实际应用过程中,通过周期性的安全评估报告、入侵检测、防火墙及操作系统日志的审计分析,网络管理者可以量化安全风险、掌控网络运行状态,不断丰富完善安全策略,使制定的网络管理策略能更好地指导安全体系的运行。
6 结语
随着电网规模的扩大及电力系统复杂程度的增加,采用上述调度优化策略后,可以起到一定的效果。实践也证明,通过作业优化、运行方式优化、设备资源优化、可靠性优化等可以降低电网运行成本,提高电力企业的经济效益和社会效益。以上策略优化不能仅仅依靠调度,还需要营销、生产技术、输变电工区等部门以及各个供电所的紧密配合,相互沟通,才能实现策略的最优配置,实现经济效益和社会效益的最大化。
参考文献
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关键词：电厂；仓储物资管理；优化
电厂仓储物资管理对电厂生产效率的保障及生产效率的提高具有非常重要的意义，而电厂的工作效率是决定我国居民用电水平的重要因素。同时，对电厂仓储物资进行管理有更有利于电厂的建设与维护工作水平提高，对电厂运行及管理状态也会产生很大影响，对电厂服务质量提升具有推动性作用。因此，电厂管理部门及相关工作人员应该将重视其管理工作，在实践中找出整个工作体系中存在的不足并制定有效方案解决该系统中的问题，实现对电厂仓储物资管理系统的优化。
1提升仓储物资管理员工的整体素质
1.1通过定岗实现人力资源的整合。以往，在对电厂仓储物资管理人员进行选拔时都是采用“论资排辈”的方法，这种方式对整个物资管理系统工作质量和工作效率提高有十分不利的形象。所以，电厂的领导者和管理者应该重视对物资管理人才的培养和引进，这样才能有效促进我电厂运行效率提高。电厂应该采用公开招聘的对仓储物资管理人才进行引进，这种招聘方式可以大大提高管理人员选拔的公平性，对管理队伍综合素质提高、结构优化以及企业成本节约都具有十分重要的意义。
1.2通过培训实现员工素质的提高。人是电厂仓储物资管理的主体，因此，员工的综合素质是确保仓储管理质量的重要因素，所以电厂应该对员工培训工作给予充分的重视。通过培训员工可以学习最先进的管理方法和管理经验，能够在很大程度上为保证仓储物资管理人员的管理质量提高提供保障。培训可以让员工掌握更多的物资管理方面的专业知识，也能够增强员工责任意识和培养员工的工作热情。另外，随着科学技术的发展，电厂仓储物资管理方式也发生了巨大转变，现代科学技术及管理理念在管理工作中不断应用，这就要求电厂需要定期组织员工培训，以确保其能够随时掌握最先进的知识内容。
2合理改进仓储场所与设备
2.1库房的合理安排?？夥渴嵌圆执⑽镒士勾娲⒐ぷ鞯幕?，而材料性质不同对仓储环境的要求也会有所不同，这就要求电厂的相关管理部门及工作人员能够按照材料种类和性质的不同对存储库房进行科学的选择和合理的安排。另外，还要根据生产需求合理安排库房的位置，这样才能确保电力生产的效率，实现对电厂生产成本的结语及产业结构的优化。在进行物资存储时需要将一些体积较大、不利于装卸的物资存储在交通便捷的位置，而钢材、仪表、设备这些物资需要进行单独存放。
2.2仓储装备的合理配备。仓储物资管理现代化的实现主要取决于仓储场所中的自动化基础设施在仓储物资管理的过程中需要配备储存设备、计量装置与搬运机械等，要确保这些设备的现代化与自动化，提高仓储的整体现代化水平。
3深入推进仓储物资管理信息化工作
随着科技水平的发展，信息科技逐渐应用到各行各业的生产中，信息技术在电厂中的应用能够有效提高电厂运行的效率。维持电厂运行的物资有很多种，数量也比较庞大，因此在管理时具有较高的难度，在管理中使用信息化手段有利于节约物资管理的时间。简化物资管理流程，能够节约电厂运行的时间并且极大降低电厂物资管理所需要耗费的成本，从而使管理质量得到提升。目前，信息化手段在我国电厂仓储物资管理工作中的应用还不是十分广泛，因此，为达到从根本上提高整个物资管理系统工作效率，对仓储管理信息化工作展开深入推进是非常重要的一项任务。
4构建有效库存控制模型
4.1库存控制关键点
第一，订购点。订购点指的是电厂仓库中某物资应该进行采购补充的数量点。如果订购点提前，将会导致该物资仓库存储量的积压，增加订购成本：如果订购点推后，将可能出现缺货情况，对生产造成影响，产生缺货成本。第二，订购量。订购量指的是某物资库存量在订购点时需要进行采购的数量，如果订购量过多，将会导致该物资仓库存储量的积压，增加订购成本：如果订购量太少，将会造成订购次数增加，使订购成本增加，同时存在不满足生产所需的风险。
4.2有效库存控制模型
4.2.1实现电厂之间的联合仓储。电厂在设备设计及型号等方面具有相似性，为电厂之间实现联合仓储奠定了基础条件电厂应该与地理区位靠近的其他电厂谋求仓储方面的合作，侮个电厂负责仓储不同的配件，从而降低单个电厂需要配备的配件种类与数量，从根本上降低仓储物资管理方面的成本。
4.2.2在供应链管理理念基础上形成库存管理模式。供应链管理模式包括VMI,JMI,CYFR3种。与其他制造业相比，电厂的物资需求具有计划性不强、不确定性较高的特点，需要依据具体配件的消耗情况或预期的使用情况对配件的采购进行申报，在申报之后供应商再依据订单进行生产。在供应链管理理念基础上形成库存管理模式，能够实现对物资供应的横向协调与控制。
5提高仓库管理水平
5.1通过准确的管理计划实现仓储物资管理。在仓储物资管理工作中，要进一步加强物资需求管理与计划管理，促进仓储物资管理工作效率的提高。由生产部门、计划部门与物资部门共同进行管理，实现管理计划的及时、准确生产部门要依据生产的实际需求提出物资需求计划；计划部门在接到物资需求计划之后要对供货期进行了解，依据库存的实际情况制定采购的计划；物资部门在接到采购计划之后要对货源进行及时的落实与采购，确保物资供应。
5.25S库存物资管理。第一，整理。物资管理人员要对仓储物资进行定时巡视，明确仓库中物资的状态，侮月进行物资保管人员之间的相互盘点，侮季度组织所有物资的全部盘点。第二，整顿。对物资要按照相关的保养与保管方式进行管理，做到合理定位编号，实现入库与出库的便利。针对一些易燃易爆的物资要在独立的仓库中进行存放与管理。
6结束语
仓储物资管理是电厂电力生产物资供应环节中非常关键的一个部分，同时也是决定电厂工作效率的重要因素之一，所以为保证电厂生产的质量及水平加强仓储物资管理系统建设非常重要。若想实现对电厂仓储物资管理系统的优化，需要从员工素质、信息管理、仓储环境配置等方面进行考虑，只有将这些因素综合起来才能促进电厂产业结构优化，从而促进电厂生产成本节约，推动我国电力行业发展。另外，对电厂仓储物资管理系统进行完善还能促进我国基础设施完善，从而带动我国综合国力提高。
作者:江雪 单位:中国能源建设集团黑龙江省火电第三工程有限公司
参考文献:
[关键词]火力发电厂 电气自动化 发展趋势
中图分类号：S856 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0201-01
一、引言
火力发电是目前我国供电系统中一个很重要的部分，它在支撑我国用电方面起着很重要的作用，因此，有很多人开始关注火力发电中的各项技术。近年来，火力发电中的电气自动化系统开始进入人们的视线?；鹆Ψ⒌绯е械淖远低持饕墓δ茉谟诮鞲龉ぷ骰到芯傅目刂疲庑┕ぷ鞯牡缏纫恍┗敌饕恢?，这样工作才会更加的协调，并且在进行工作数据收集时更加的方便，更加的全面和完善，有了这种技术，工作人员在工作时不仅仅可以更加的高效，而且可以更加的轻松，是一个双赢的局面。在火力发电的过程中，电气自动化技术有自己的特点，比如信息化和网络化的特点，这些特点在促进电气自动化系统的发展中都有着一定的优势。下面我们对火力发电厂的电气自动化系统的现状和发展趋势进行探讨。
二、火力发电厂厂用电气自动化系统的现状
1.火力发电厂厂用电气自动化系统的基本功能
火力发电厂所使用的电气自动化系统的基本功能是在监视控制这一方面，通过监视平时工作状况下的所有事件，工作数据等，来对日常发电情况进行及时的管理，避免出现各种工作失误的情况出现。这种系统也是以数据信号反馈系统为辅助的，通过对一些例如电量日报表等数据的反馈，来对系统的日常工作进行监控和管理，争取每一个环节都能在全自动的环境下做到准确和零失误，从而保证发电厂的工作正常运行，例如，通过自动化系统中的计量功能来对发电厂的电量进行统计，并且可以通过这个功能来对发电过程中出现的故障进行诊断并进行及时的检查和维修。除此之外，自动化系统对辅机耗电计算以及提高机组经济性降低机组厂用电率是有帮助的，电气自动化系统在一定程度上加快了其对数据的计算，这就使得在计算过程中的用电率随之降低。而且自动化系统减少了操作程序，不仅减少了设备的磨损程度，提高其经济性，而且也减少了其用电率。
2.火力发电厂厂用电气自动化系统的特点
火力发电厂的电气自动化系统的特点在于它的系统较为繁琐，设备较多，在维修这个方面来说相对而言比较的困难。但是正是由于它的电气元件比较多，就会使得它的设备的操作的频率相对而言比较的低，这在一定程度上也是对装置的一种保护。这种系统存在的优势就在于它是集电子技术和信息技术于一体的，这就使得在运用这个系统的过程中，发电厂的发电效率大幅度提高，将资源最好的搭配组合，优化配置，发电的成本也就随之降低。
3.火力发电厂自动化系统的现状
火力发电厂自动化系统的现状就是在运用了最新科技的基础之上，不仅仅做到了对于电厂发电技术的自动化管理，也做到了电厂的信息化管理，并且可以将数据与其他系统进行交换，实现信息的共享。目前我国的电厂自动化系统主要分为ECS、DCS、SIS、MIS 这四类，其中电气监控自动化系统ECS为主要系统，它的工作方式主要是以分层的方式进行监控，它包括站点的控制层、间隔层、通信层组成，这三个层面分别进行上中下的监控，将这三个层面结合在一起，实现系统对于数据的监控、收集和处，这个部分也是ECS的系统的核心。从不同的层次来看，通信层的主要任务在于完成间隔层面和站点之间的数据交换，而且对设备进行逻辑控制。而间隔层主要是用来?；ぜ嗫刈爸煤蜕璞傅?，保护监控装置在可以将数据与上层的控制层面进行数据共享，从而共同完成工作任务。最终将处理完成的数据通过ECS系统与其他三个系统进行交换，并且最终实现数据的共享，全方面的进行数据监控，做到发电技术的自动化。
三、火力发电厂厂用电气自动化的发展趋势
1.智能化技术的应用
如今，我们生活在一个越来越智能化的社会，计算机技术不断地得到发展，在火力发电的自动化系统中，虽然ECS系统已经取代传统的操作方式，但仍然存在着一定程度上的缺陷，而如今，这种系统也慢慢的走向智能控制和智能管理。纵观所有的系统发展来看，都开始向智能的网络化方向发展，以后除了现有的监控这项技术以外，还将有诸如信息记录，零失误操作的功能出现，这些功能会让电厂的电气自动化系统更加的完善，在运用这个系统的过程中，也会减少问题的产生。系统往智能的方向发展，会使电气自动化更趋于完美。
2.网络化技术的应用
网络已经基本上遍布地球上的每一个角落，不仅在人们的生活中，网络起到了至关重要的作用，在我们身边的工业化技术中，网络也扮演着重要的角色。目前，工业化的以太网技术被广泛运用，国外在大型的电力设备中都加入了嵌入式的以太网监控系统。因此，从这个角度来看，网络化将是以后电气自动化技术的发展的方向。网络化技术的嵌入可以帮助火电厂实现现场设备的有效控制，并且做到各站点之间数据交换安全，对设备进行监督，提高火力发电厂的工作效率，正确做到全方位的电气自动化技术。
3.变换器电路的应用
随着电子元件的快速更新，变换器的电路也开始更新换代，早期的变换器存在很多的问题，例如高次谐波等等，之后又PWM变换器解决了这些问题。但是后期发现，PWM变换器会使点击绕组产生很大噪声和振动，因此，为了解决这一问题，研制出来最新的变化器，谐振式直流逆变化器。这种变换器解决了PWM变换器的噪声和震动问题，并且保留了之前的优点，使得电子器件的损耗降到最低，并且减小尺寸，减低了成本。因此可以看出此种变换器具有很大的发展前途。
四、结语
通过上文对于火力发电厂厂用电气自动化系统的介绍，我们知道了目前我国这种电气自动化系统的发展现状和它的一些基本功能和特点。并且也根据目前我国的电气自动化系统的发展展望火力发电厂厂用电气自动化的发展趋势。根据这些发现，得出火力发电厂的电气自动化系统仍然可以获得进一步的提升。希望科技的发展可以推动这一系统的不断发展，为我国的火力发电厂提供最必要的技术保障。
参考文献
【关键词】电厂电力系统;自动化;现状;发展
随着现代科学技术的不断发展，自动化技术在电厂电力系统中的运用也得到了飞速的提升，而现代居民对用电量的需求也越来越高，需要有充足的电量保障，这就对电厂电力系统自动化有更高的要求。为了顺应时代潮流，本文简要介绍了电厂电力系统自动化，并对我国电力系统自动化的现实状况进行总结，并根据总结对我国电力系统自动化未来的发展方向进行探讨。
1 电力系统自动化概述
电是人们日常生活中不可或缺的一种物质，保障电量源源不断的输入到居民家中变得非常重要，电力系统自动化技术在其中扮演着不可或缺的作用。电力系统自动化是利用计算机和通信技术对电力生产和运输的各个方面进行有效监控，从而保障电力系统的正常运行，其基本流程是：在电力调控是的中心区域安装一些计算机，在周围的电厂和变配电站中安装一些控制设备，对这些电厂和变配电站进行辐射，之后对安装在电厂和变配电站中的设备进行设置，并实现远程监控，这样就建立了一个网络系统，通过这个网络系统可以及时了解电力系统的运行状况，并对运行中发生的故障进行监视和控制，从而使整个电力系统保持良好的运转。
2 电力系统自动化的现实状况
我国从20世纪50年代就开始大力发展电力系统自动化，伴随着科学技术的不断发展，我国电力系统自动化已达到相当先进的水平，具体表现为以下几个方面：
2.1 电力系统自动化在电网调度中的运用
电力系统自动化在电网调度中的运用主要是基于计算机及信息技术，通过计算机和信息技术的应用，可以有效地收集、计算和分析电网调度过程中的信息。一方面，电力系统自动化技术可以运用于电网运行的实时监控，通过这种监控，可以有效掌握电网运行中产生的异常状况，从而为居民的用电提供更好的保障;另一方面，电力系统自动化技术还可以运用于节能减耗，在进行电网运行的监控同时可以通过自动化技术对电网运行进行调控，从而提高供电效率。
2.2 电力系统自动化在配电系统中的运用
电力系统自动化在配电系统中的运用主要体现在电网改造建设方面，其主要的核心技术依然是以计算机为基础。电力系统自动化技术可以使配电系统达到更高层次的网络化水平，通过建立主站、子站和光纤终端这种多层次的结构，使每个层次能够紧密配合，可以高效的进行通信传输，从而优化了配电系统。
2.3 电力系统自动化在变电系统中的运用
电力系统自动化在变电系统中的运用主要体现在对处理二次设备进行监控和测量，通过运用计算机通信技术和网络技术，可以对变电系统进行优化，建立一种集监视、测量和协调于一体的综合性系统，对变电系统中各种设备信息进行搜集，通过这种信息搜集，可以使电力工作管理人员清楚的了解变电系统的运行状况，及时掌握变电系统中产生的故障，为相应的调试和修理带来极大的方便，从而使变电系统更加流程的运转。
3 电力系统自动化的未来发展方向
虽然我国电力系统自动化已经发展到了很高的水平，为我国的电力事业打下了良好的基础，但仍有许多不足之处，未来我国的电厂电力系统自动化将会在以下几个方面进行突破发展：
3.1 电力系统自动化在电网调度中的发展趋势
电网调度是电力系统的核心组成部分，它能否安全运行关系着整个供电系统能否正常运行，随着现代计算机信息技术的不断发展，电网调度系统也进行了不断的更新换代，但电网调度还面临着一项严峻的挑战，那就是电网调度的安全问题。网络安全是电网调度正常运行的一个重要保障，但互联网技术的发展也使得病毒、黑客之类的网络隐患不断猖獗，这将会给电网调度系统的正常运行带来极大的威胁，因此，未来电力系统自动化在电网调度中的运用要重视和改进安全问题。一种可行的方法就是将电网调度系统和其他网络系统隔离开来，使电网调度系统在机密的掩护下安全运行，防止潜在威胁从其他系统中进入对电网调度系统进行攻击。另外，随着电网调度中电力系统自动化变得越来越复杂，中心控制系统和各个子项之间的相互交往日趋频繁，这就需要对整个电网调度电力系统自动化进行集成，集成过程中的安全问题也要受到不断的重视。总之，电网调度中电力系统自动化的安全问题将会是未来的一个重要研究方向，只有使电网调度集高效、稳定和安全为一体，才能为居民的供电提供可靠保障。
3.2 电力系统自动化在配变电系统中的发展趋势
变配电系统自动化是利用计算机和通信技术对变配电站进行监控，收集变配电站中的有效信息，通过计算机进行计算和分析，从而达到变配电站中的设备可以有效被控制和监视。我国电力系统自动化技术已经成熟的运用于变配电系统，无论高压、中压还是低压变配电站，从而使变配电站可以正常的运转，但相比于国外，我国的变配电站自动化技术有待提高。国外的变配电站无论在常规的RTU方式还是分层分布式系统下均能实现无人值班的监控功能，而我国在这方面还达不到这种效果，在今后的变配电站改造或新建时可以考虑引入此种功能。此外，变配电站的运行管理方式对变配电站的运行效果也有很大的影响，由于种种原因，我国的变配电站的自动化技术的后台运行系统过于复杂庞大，这给日常的管理工作人员带来了不小的工作量，今后我国的变配电自动化技术将会沿着精简的方向发展。
总之，我国电厂电力系统自动化已经发展到了一个相当高的水平，但还有许多需要改进的地方，今后我国电力系统自动化将会沿着安全、稳定和可靠的方向发展。人的生命是有限的，但科学是无止境的，相信随着我国科学技术的不断发展，电厂电力系统自动化技术也会变得更加完善，从而更好的保障我国居民对用电量的需求。
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关键字：PLC 现场总线 以太网 冗余
1 引言
电厂化学水处理系统作为电厂重要的辅助车间和辅助系统，特别是大型火电厂利和供热电厂的化水处理车间处理量大，工艺复杂，水质要求高，其运营的好坏直接关系到电厂的安全运行及可靠性。本文以笔者负责完成的通辽盛发热电厂化学水处理程控系统项目，分析化学水处理程控系统的自动控制。
2 化学水处理系统工艺流程
通辽盛发热电厂作为新建热电厂新建4台机组（4×135MW，分两期完成），化学水处理系统由三部分组成:软化水处理系统、反渗透系统和除盐水系统，系统工艺流程简图如图1所示。
系统主工艺流程为：工业水曝气塔曝气水箱升压水泵叠加式过滤器阳离子交换器除二氧化碳器软化水箱碱计量泵加碱软化水泵升压（软化水，可作为厂内生活用水）加热器反渗透装置反渗透水箱反渗透水泵升压一级混合离子交换器二级混合离子交换器除盐水箱除盐水泵升压主厂房。
3 控制系统硬件组成
3．1 PLC控制系统
根据装置工作要求，选用性价高的AB公司的Controllogix系列可编程控制器构建冗余的控制系统。PLC中CPU采用两套1756－L55 ControlLogix5555 Controller，设置1个主站（CPU模件），5个分站(IO模件)，主站CPU与分站I/O通过ControlNet网络通讯， 开关量输入、输出模件选用32点，模拟量输入模件选用16点，模拟量输出选用8点。PLC系统网络结构图如图2所示。
3．2 监控站
监控站选用两台研华工业控制计算机和高性能工业监控软件RSView32（视窗控制中心），与PLC控制单元之间采用工业以太网进行通讯。完成整个系统的工艺流程、设备运行状态的显示和监控、实现曲线的显示、历史数据的保存、权限管理、操作查询、报警、打印等功能。
3．3 仪表系统
仪表系统由压力及温度变送器、流量计、液位计、PH值表、酸度计、碱度计、硅酸根检测仪、导电度检测仪、压力及压差开关等构成，主要完成水箱液位、管道压力、进出水流量、水温度、水质检测，并通过检测值，进行工艺自动控制与调节。
3．4 现场控制设备
现场控制设备由水泵、风机、气动阀门、电动门、调节阀等构成，其中水泵、风机由电机控制，气动门由电磁阀控制。
转贴于 4自动化软件设计
化学水处理自动化控制系统的软件包括上位机、下位机两部分。
4．1 上位机软件设计
上位机软件采用Windows2000操作系统，组态平台为RSView32。上位机实现的功能为：数字显示化学水处理系统中的水箱液位、管道压力、进出水流量实时值与累积值、水温度、水质检测，记录这些参数的历史变化，在设定的上限与下限值发出语音报警、记录到报警历史以便查询。各设备的运行、故障等状态显示，各设备的启动、停止操作，并进行操作记录，以便查询；出现每个设备故障时发出声音报警并记录故障情况（故障时刻、故障类型等），方便进行事故分析。重要参数、报警、故障都可以报表打印。
化学水程控系统上位机监视画面由参数画面、弱酸阳离子交换主画面、曝气水箱系统画面、过滤器A和B画面、弱酸离子交换画面、软化水系统画面、反渗透主画面、反渗透装置画面、反渗透水箱画面、反渗透辅助系统画面、除盐水主画面、一级混床系统画面、二级混床系统画面、酸系统画面、碱系统画面、中和池系统画面、树脂存贮画面、除盐水箱画面、手操器画面、启动方式画面、检修设置画面、历史趋势画面、报警汇总画面、数据汇总画面、记录画面、登录画面和管理员画面组成。
4．2 下位机软件设计
下位机采用AB公司开发的RSLogix 5000软件对PLC进行编程和对PLC配置进行维护。编制的软件主要包括信号获取处理、流量的累积、运行时间的累积，传到上位机显示，接受上位机的操作、判断自动控制条件对水泵风机、气动阀门进行逻辑控制，完成化学水处理过程。
5系统实现功能
水处理程控系统具有：运行方式选择；设备故障自动报警；实现了现场信息采集、处理、操作显示等完善的功能。并且保留了就地控制功能。在控制室，运行人员通过控制系统能对整个工艺系统进行集中监视、管理和顺序控制，并可实现远方手操。提供就地手操、远方手动操作、自动顺序控制三种控制方式，工艺系统中被控对象的状态在CRT上显示。
5．1 就地手操控制
所有气动阀、电动门、水泵和风机都保留就地控制方式，即使在程控系统完全故障的情况下还可以通过就地控制实现手动水处理，保证机组锅炉的可靠用水。
5．1 远方手操控制
在选择远控方式时，操作人员可以在操作员站远程一对一操作气动阀、电动门、水泵和风机。
5．2 水处理过程自动控制
水处理程控系统在正常情况下主要运行在自动控制方式。按照化学水处理系统的设计要求，水处理过程程序自动控制包括：除铁与弱酸离子交换过程自动控制，反渗透装置自动控制过程，混合离子交换过程自动控制。在除铁与弱酸离子交换过程自动控制过程中，当过滤器已经运行了24小时、或进出水压差达到0.1Mpa、或入口累积流量达到2880吨，就自动进行反洗，备用的过滤器投入运行；当阳离子交换器运行48小时、或入口累积流量达到6240吨，就自动进行再生。在反渗透装置停止自动控制过程时，自动完成反渗透冲洗过程。在混合离子交换过程自动控制中，当混合离子交换器运行1200小时、或入口水流量累积达到18000吨、或出口水导电度高于0.2us/cm、或出口硅酸根高于0.02ug/L，就自动进行再生，备用的混床投入运行。
5．2其它功能
通过PLC内部程序设定报警及联锁?；ぃ坏┏鱿止收?，立即停止相应的操作，并发出相应的报警信号，自动启动备用的设备。
实时参数超限报警、阀门开超时/关超时故障报警、阀门位置信号故障报警、水泵/风机启动/停止超时故障报警、水泵/风机控保装置事故跳闸/失电报警等。
化学水处理系统中的工艺参数和的累积参数都归档，可以通过历史趋势画面对所有运行参数查看、打印，并按照电厂要求打印成报表。
系统还通过交换机与全厂的辅助控制网络系统相联，实现了远程运行参数监视与管理。
6 结论
通辽盛发热电厂化学水处理程控系统于2006年9月正式投运，自动化控制水平明显提高，产水量达到设计要求平均每小时180至200吨，完全保证了设计4台发电机组的用水需要。由于控制水平的提高，水处理过程中产生的废水量明显减少，起到了一定环保节能效果。系统高度的可靠性和直观简易的操作性减少了运行人员劳动量。该系统建成后运行可靠，生产效率明显提高，因此受到用户的好评，并成为其它电厂同行参观效仿的对象。
参考文献：
[1] 《火力发电职业技能培训教材》编委会 《电厂化学设备运行》中国电力出版社 2005年
[2] 关丽 《电厂化学分册——中小型火电机组运行技术丛书》中国电力出版社 2005年
[3] 于瑞生 《电厂化学》中国电力出版社 2006年
[关键词]电力负荷 变化特征 统计分析
[中图分类号]P461 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349（2016）22-0142-02
随着经济的高速发展和人们生活水平的提高，导致生活用电在电力系统中所占比例加大，使电力负荷成为电力系统设计和运行中比较重要的指标之一，所以研究电力负荷的特征及其变化规律是电网安全、稳定运行的首要条件。为此， 我们研究电力负荷的变化特征及其与气象条件的关系是非常必要的、有的放矢地提供专业气象服务，对电力部门提高用电率、节能、合理安排调度有着重要意义。
一、电力负荷季节变化特征
通过对长春市2012―2013年电力负荷资料分析发现，电力负荷呈现季节性变化。从图1可以看出，最显著的电力负荷高峰在冬季，这是由于长春市冬季天气寒冷，供热时间长，用于取暖的耗电量也相应增加。电力负荷在夏季为次高峰期，比春秋季节的电力负荷稍高，主要是由于7月份气温升高，空调、风扇等制冷降温设备被大量使用，电力负荷有所增加。所以说冬季供暖和夏季制冷产生的电力负荷，直接导致了电力消耗的季节变化。
二、电力负荷的月变化特征
分析比较两年的电力负荷可以看出（图2）：长春市电力负荷月变化特征。1月至2月期间负荷的变化趋势，与春节所在月份和时间有关。2012年和2013年的春节分别在1月22日、2月9日，主要受法定节日电负荷显著偏低的影响，2013年1月份的负荷下降趋势最明显。3月份电力负荷都是第二高峰值，主要与春节假期后，生产性负荷恢复有关。从10月份开始，随着气温的逐渐降低，供热负荷增加，电力负荷有增长的趋势。2012年12月年负荷明显高于2013年12月，其主要原因就是2012年12月份气温比2013年同期偏低，2012年12月份的平均气温-16.7℃，2013年12月份的平均气温分别为-11.2℃，这说明冬季气温的变化严重影响了负荷的变化。从图中可以看出两年11月份的电力负荷十分接近，2012年11月份的月平均气温为-4.9℃，2013年11月份的月平均气温为-0.8℃，其主要原因就是年增长的电力负荷与由于低温所增加的电力负荷相抵。春季，随着气温的日渐升高，电力负荷有所下降。进入炎热的夏季，气温进一步升高，使电力负荷较春季有所增加。这主要与夏季不时有高温、闷热天气出现，空调、风扇等制冷设备的大量使用有关，两年8月份的趋势差异很大，除了气温的变化外，其它原因还需要进一步分析。秋季温度适宜，用电量与夏季相比较低。
从两年的逐月电力负荷变化可以看出电力负荷月变化与天气和气候特征有明显的关系。
三、电力负荷的周变化特征
在一周中日平均负荷也具有显著的变化特征。如图3所示，我们能清楚看出两年的周逐日变化曲线较为趋近，从周一至周五负荷变化相对较高且平缓，而周六和周日大部分单位停产休息，因此与前五天相比周六日负荷明显降低，特别是周日负荷降低的更为明显。这一特点在预测和分析气象条件对负荷的影响时必须考虑到。
四、电力负荷的日变化特征
日出而作、日落而息。日出日落时间和作息时间对电力负荷都有显著的影响。日负荷曲线呈M型。各季节电力负荷的日变化均呈现出两个峰值的特征，但不同季节最大负荷出现的时间略有不同。
电力负荷的逐时变化特征。从图4可以看出长春市2012年和2013年两年逐时平均电力负荷大体上是一致的。在一天之中，0：00―5：00这段时间电力负荷变化不大，03：00达到了低谷，并达到了一天中的最低值。这是因为随着傍晚的到来，大部分工厂企业生产活动和居民生活耗逐渐减少，夜间进入休息状态。2012年的逐时平均最低电力负荷为1415Mw，2013年的逐时平均最低电力负荷为1532Mw。05：00之后，随着人们的活动逐渐增多，长春市电力负荷迅速波动上升。尤其是06：00―07：00生活起居用电增加，电力负荷曲线上升。08：00―11：00电力负荷曲线明显上升并达到第一个峰值，因为这段时间为人们工作时间，工厂企业机器运转，开始生产，也为工作用电；11：00―13：00为午休时段，部分生产活动停止，这就造成了电力负荷的小幅下降；随着午休结束、工作的开始，电力负荷也相应上升。在工作时间，上午（8：00―11：00）的平均电力负荷为2070Mw，下午（13：00―16：00）的平均电力负荷为2054Mw，上午的电力负荷略高于下午的电力负荷。17：00―20：00电力负荷出现一天中最大的峰值，这是由于这段时间除了生产用电外，人们的休闲活动也增加了生活用电，这也是一天中用电负荷最大的时段；之后随着夜晚的来临，各种生产及活动的逐渐减少， 20：00后城市用电量迅速下降。
五、节假日期间电力负荷特征
（一）春节期间电力负荷变化特征
春节是最隆重、最长的节日，从图5可以看出，从春节前一周，长春平均电力负荷迅速下降，主要是春节期间，工厂停止生产、企事业单位放假，生产负荷降低。春节期间，电力负荷曲线的峰谷值出现在初二，之后电力负荷开始增加。在春节过后第一周前后，负荷上升十分明显。直到春节后两星期左右负荷趋于平稳，整体呈现漏斗状分布。除夕前一天日平均电力负荷为41140Mw，与之前几天的电力负荷相比有所降低，但仍于正常水平相对持平。之后，随着春节节日到来，企事业单位生产和办公负荷逐步减少，电力负荷日渐下降。正月初二日平均电力负荷降至春节期间最低值为35534Mw，比之前正常负荷水平约下降了14%。初三开始电力负荷开始回升。正月初七机关事业单位恢复正常上班，但由于企业工厂还没有完全恢复正常生产，电力负荷仍然处于较低水平。正月十三日平均电力负荷达到46681Mw左右，基本回落到春节前负荷值。
（二）清明、五一、端午、十一的电力负荷特征
从资料分析中可以看出五一、清明、端午和十一法定假期期间，特别是放假前期，电力负荷均有所减小，但减小的幅度不大。
六、结论
综上所述，长春市的电力负荷有明显的变化规律。其中季节变化、月变化及日变化等与气象条件有明显相关性的特点。
（一）季节变化
冬季负荷最高，夏季负荷稍高于春秋季节。
（二）月变化
1月份气温最低，供热负荷增加，冬季负荷最多，春节所在的月份，负荷明显减少。4―6月份气温回升，负荷开始减少，7月份盛夏炎热，空调制冷设备使用，为夏季负荷最多的月份；8月份天气凉爽，负荷较7月有所减少；9―10月气温适宜，负荷变化较平稳。11―12月份，随着气温的逐渐降低，供热负荷增加显著。
（三）周变化
周变化和特征与工作日和休息日有关。一般周一到周五即工作日时负荷大；周六和周日双休日时负荷比工作日的负荷小很多。
（四）日变化
受生活起居和作息时间的影响，白天高，夜间少，一天有两个高峰，负荷呈M型。1―5点负荷为全天最小，5：00以后负荷呈上升趋势，到11：00左右达到第一个高峰负荷，中午休息时间略有减少，下午负荷高于中午呈上升趋势，直到18：00左右达到第二个高峰负荷，20：00以后负荷逐渐减小，但不同季节最大负荷出现的时间略有不同。
（五）节日变化特征
春节期间电力负荷变化比较明显。春节前期负荷高，春节期间负荷低，春节后期负荷增加。其他法定假日，特别是放假前期，电力负荷均有所减小，但减小的幅度不大。
【参考文献】
[1]王宝书，谢静芳.长春市电负荷变化的统计特征及与气象条件的关系分析[J].吉林气象，2006.
[2]付桂琴，等.气象条件对电力负荷的影响分析[J].气象科技，2008.
这样的童话美景，实在令人着迷。
从1229年荷兰人发明世界上第一座风车开始，就注定了荷兰风车的不平凡。位于欧洲西部的荷兰靠近北海，地势较低，沼泽湖泊众多，是一个“低地之国”。荷兰很多土地都是在海平面6米以下，今天的阿姆斯特丹国际机场就位于低于北海海平面以下约4米处。因为地势低洼，荷兰总是遭受海潮的侵蚀，为了生存，荷兰人民开始筑坝围堤、向海争地。他们创造了高达9米的抽水风车，从大海中取得近乎国土三分之一的土地。所以，从前欧洲还流传着这样一句话：“上帝创造了人，荷兰风车创造了陆地?！痹凇胺绯抵焙衫迹涤薪蜃绯怠Ｋ淙灰蛭档奈适溃绯涤泄唤ソヒ磐氖逼?。如今，现代化的风力电站又出现在地平线上，使得大型风车重新回归到人们的视线当中来，尤其是在大坝沿岸或开阔平坦的地区。
而处于武隆县兴顺乡（兴顺乡现与和顺乡合并为和顺镇）弹子山巅的寺院坪，就是这样一个地方。因为地理位置的优势，侥幸成为了风力电站基地。寺院坪所处的弹子山，位于乌江峡谷、大溪河谷、石梁河谷交界处，海拔在1300至1668米之间。一年里，武陵山脉和大娄山脉产生的东南向气流或西北向气流沿乌江两岸通过较高的地形，形成了增速效应和狭管效应，使得该山地的风能资源较为丰富。特殊的迎风坡面，天然的气流场所，寺院坪被这一带的老人们称为风穴。从2009年开始，中国首个山地风车基地，就这么顺应天理地诞生了。
海拔近1700米的平坦山顶，面积近6平方公里的起伏竹浪，长达约27米的风车叶轮，再加上弹子山的蓝天碧野，组成了西南首个山地风电场景观。
“殊途同归”，两次上寺院坪
因为爱童话故事，爱风车底衬的国度，我曾两次上寺院坪。
第一次听说寺院坪风电场时，我激动不已。当时渝湘高速未能全线通车，从南坪出发，经茶涪路到达涪陵，再绕道白涛至武隆白马镇前往寺院坪所在的具置——武隆兴顺乡。当时也听说，寺院坪称为“四眼坪”。出发之前，在地图上查到四眼坪位于武隆马武镇。到了之后，才发现此四眼坪并非我们要找的“四眼坪”风力发电场。从马武镇到兴顺乡还有60公里左右。我们又重回涪陵，向白涛镇、白马镇方向行驶。
白涛镇为涪陵区的南大门，是重庆主城和渝东地区前往仙女山、芙蓉洞、石夹沟、武陵山森林公园等著名风景区的重要通道。若是时间允许的话，大可以从这里前往石夹沟、大木花谷和武陵山观光。
现在，渝湘高速重庆段的全线通车，使得从重庆主城前往寺院坪的道路变得更容易了。早上，9点多从南坪出发，一路行驶在平坦的渝湘高速路上，约2小时车程后，在白马镇下道。继续前行至白马镇汽车站后左转，进入一条柏油马路。然后沿柏油马路行驶约7千米，再右转驶入上山公路。绕山路行驶约10分钟，便能到达兴顺乡。
若是在春天，这座山上大片的椿芽树会生出许多嫩芽——绿叶红边，犹如玛瑙、翡翠，香味浓郁，营养丰富，被称为“树上的蔬菜”。第一次徒步经过此地时，我有幸获得当地农民的允许，在山上采摘了些椿芽带回家。
这次是开车绕过此山，我们将车停在兴顺乡的兴顺街上，然后沿着“健身天梯”向弹子山顶迈进?！敖∩硖焯荨蔽碓?米的步道，全长2千米左右，从兴顺乡向寺院坪风力发电场山顶垂直延伸。步道路面选用天然石块和鹅卵石镶嵌而成，道路两旁间或设有平台、健康宣传橱窗、垃圾回收点、卫生间等配套设施。
行走在此，总是看到附近居民沿着天梯，一边登山体验户外运动的魅力，一边观光周边风景。这里一年四季，景色各不相同。上次，刚好赶上晚春时节，因为这里海拔相对较高、气温低，各种花草都开得较晚。所以当时，这里的桃花、李花、梨花、油菜花开得正欢，香椿才发芽，还有漫山遍野绿油油的冷竹和漂亮的野鸡。而这次，初秋前往，碧绿的竹海中映衬着点点红叶，处处充满着无尽的祥和与安宁。
一边拜佛，一边徜徉在冷竹的怀抱
弹子山，据说是因为这里常年气候寒冷，而且经常下雪弹子（冰雹）而得名。因为没有在冬季来过这里，所以只是听当地人说起，这里的冬天有着“南国雪原”的豪放与空旷。
山顶面积达6平方公里，比较宽阔平展的地势，便是寺院坪了。据说自清朝以来，这里还曾经有过一座寺庙，并流传着“张果老打凤凰，石落三圣塘”等一系列神话传说。附近山下的人常去庙里求神保佑平安。听说十分灵验，四面八方的信徒便纷纷来到这里烧香拜佛。至今庙宇虽然不复存在，但是还有2尊观音菩萨像在这里接受香客上香、供奉。每年的农历6月19日观音成道日这天，武隆县内及周边的涪陵、南川、彭水等区县的香客便会跋涉登山来到这里敬香祈福，以求平安，这里俨然还是当地佛教文化的传播圣地。我们在行至坝浪竹林时，发现了其中一尊佛像，些许香烛残骸，零星地遗留在佛像前面的空地上。同时，这里也是弹子山的制高点，海拔约为1666米，天气好的时候，从这里可以看到乌江景色。
竹林是这里的另一大特色。这里种植着不足一人高的冷竹。冷竹无论酷暑还是严寒都四季常青。苍翠茂密的冷竹漫山遍野，山连着山，竹连着竹，无边无际，随着山势的起伏，把这里点缀成了碧波万顷的“绿色海洋”。冷竹浑身都是宝，采竹笋、编斗笠，听山下村民讲述，为保护好这里的旅游资源，当地政府大概在5年前就已采取措施，禁止周边村民上山采竹笋、伐竹林，同时，这个举措也得到了当地群众的全力支持。
看山地风车
搅动山间流云的美丽景色
请不要忘记，这里的风车和竹海是连为一体的，肃然挺立在竹林深处的风车，犹如威武的卫士。列队的风车和茂密的竹海构成的景致，既清雅、别致，又显得气势磅礴、巍峨悚然。与此同时，冷竹的高度和风车的高度又形成了鲜明的对比：竹海因为只有约一人高，所以只能靠着大片竹海形成的绿色海洋来吸引人的眼球，而高高竖立在地平线上的风车却能靠搅动山间流云的美丽景色来吸引着驴友群。这里的风车有58台，高度约80米，扇半径约27米，全是白色。穿行在旋转风车之间，聆听风从耳边呼啸而过；站在上百米高的风车之下，显现出你身影的渺小。约80余米高的支柱是空心的，内部装有直升电梯。直升电梯只有在检修时,才允许工作人员使用。工作人员介绍，乘坐电梯升至80米的高空，俯瞰崇山峻岭，可以将以喀斯特地貌著称的武隆乡村风光尽收眼底。弹子山是方圆数十公里的最高点，像在大晴天的情况下，可以清晰地看见整个武隆县城，无论是幽深的大溪河谷，还是石梁河谷，都将成为你眼中的精致美景。
关键词：电力市场 电力系统 调度 阻塞管理
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-02
我国电力系统虽然在最近20年里得到了快速的发展，但电网依然薄弱，还存在相当多的安全隐患。在电力体制改革的过渡时期，在市场参与者需要承担的责任尚不明确的情况下，安全性风险更大，因此更要把电力系统运行的安全性作为头等大事来抓。电力系统运行的安全性也是电力改革能否顺利进行的重要条件和成功与否的重要标志。从大的方面讲，电力系统运行的安全性包括两个方面，即短期运行安全性和长期电力供应的安全性。在传统的电力系统工业中，电力系统运行的安全性通常指短期运行安全性，而长期电力供应的安全性通常没有问题。因为电力公司有责任通过输配电系统的扩展来保证之，而政府和监管机构保证电力公司能够回收有关的成本。在电力市场环境下，长期电力供应的安全性无法得到保证，因为输电公司和发电公司都没有能力、也没有义务承担这样的责任。因而研究电力市场环境下电力系统运行的安全性就需要考虑长期电力供应的安全性。在电力市场环境下，对于调度机构来讲，其调度的目标应该为：①维持系统运行的安全性；②容纳尽可能多的交易；③识别合同间潜在的冲突条件。
为了实现上述目标，必须进行可用输电容量（ATC）的计算，且需要满足下述要求：计算结果必须可靠，要合理计及系统运行条件的不确定性，以保证系统运行的灵活性。
1 电力市场环境下的短期运行安全性问题
风靡全球的电力工业改革和互联电网的发展对电力系统的可靠性和经济性提出了更高的要求。由于经济和环境的约束，电力系统将运行在更接近安全稳定极限的条件下，电力工业的市场化运行和新技术的采用增加了电力系统运行的复杂性。电力系统控制中心在承担了传统的技术任务以外，还增加了很多与电力市场和交易有关的工作，其在运行和控制中所担当的角色和任务变得更加复杂和繁重。电力系统运行人员面对更大的压力和更少的选择性。
电力工业市场化后，电力系统的物理功能仍保持不变，但电力市场的参与者有不同的目标和商业利益。电力工业市场化改革对电力系统的安全性与可靠性会有怎样的影响是一个值得研究的重要问题。
图1
1.1 降低成本的压力
输电系统开放和电力工业的市场化改革带来了削减成本的压力，包括设备、维修和人工成本。这对发电公司和输电公司都适用。发电公司为了增加利润，自然会尽可能降低成本。随着基于绩效的管制（Performance Based Regulation，简称PBR）的逐步推广应用，输电公司虽然仍为严格管制下的机构，但在PBR管制模式下，输电公司的允许利润要与其运营效率和成本挂钩。
1.2 潮流增加
基于报价的调度使得潮流模式频繁发生大幅度的变化，经常出现意料之外的调度模式。由于调度员对这些运行模式不熟悉，增加了发生安全性事故的机会。输电系统开放导致系统中潮流增加，即便不超过线路的额定容量，潮流增加也会引起问题。如：输电富裕容量减少，全系统的安全性和可靠性降低。此外，由于相邻系统间的潮流增加，系统的安全性和可靠性对其他系统的依赖性增加，邻近系统发生故障对本地系统运行的安全性的影响也增加了。
1.3 合作和协调关系削弱的影响
电气上同步的系统，为了确保安全性和可靠性，应作为一个整体来运行。输电系统开放和电力工业的市场化运行使得系统的潮流增加，从安全性和可靠性的角度看，按同一个模式对系统进行集中管理的必要性增加了，与其他电力公司合作、协调变得更加重要了；另一方面，由于发电公司之间的竞争以及发电与输电的分离，引起了很多问题，难以按一个模式统一管理。
2 电力市场环境下的电力系统调度
在发电环节引入竞争后，市场化运营与电力系统统一调度的关系需要从机制上明确和理顺，既要培育适应市场竞争的企业主体，又要保证电网继续垄断运行，保证满足负荷需求情况下的电网安全稳定运行，这是引入竞争、开展竞争的前提和基础。我国国民经济正处于快速发展时期，需要电力在确保重大经济目标方面继续发挥基础工业的重要作用，电网集中统一调度对确保系统的安全经济运行具有重大意义。因此，促进发电企业竞争和电网统一运行和管理需要统筹考虑。在电力体制由计划经济体制转向市场经济体制后，虽然电力系统调度机构仍垄断运行，并成立相应的电网公司，其原有作用不会发生很大的变化，但是调度机构在以下两方面的职能仍有较大的变化：①市场化后，调度机构在电力系统中的地位发生了变化。调度机构的公用性决定了它有必要独立于电力交易实体，以保持中立公正的地位；②市场化后，调度实现原有功能的方法会发生重大变化。
3 大型互联电力系统中的阻塞管理
前已述及，市场化以后，电力系统的运行更接近于其运行极限，电力交易涉及的范围也更大。这样，用于解决设备和系统运行约束限制的阻塞管理就成为一个非常重要的问题。阻塞管理是伴随着电力工业的市场化改革而被引入的新术语，其涉及面很广，包括静态和动态安全分析，以及预防和紧急控制。
在传统的垂直一体化垄断管理的电力系统的运行中也存在阻塞问题，但可以比较方便地采用发电再调度（预防性调度或校正调度）来解决，因为改变发电机的出力不牵涉经济利益的分配问题。电力工业市场化以后，发电公司和电网公司分离，各个发电公司有着自己的、相互冲突的利润最大化的目标。由于发电再调度会影响各个发电公司的利益，阻塞管理除了要保证运行安全性外，还必须考虑公平性，这比传统电力系统中的阻塞管理问题复杂得多，也困难得多。此外，由于在电力市场环境下，发电调度是基于发电公司的报价而非可变生产成本，而发电公司的报价可能随着市场情况的变化（如：负荷的升降和系统中发电富裕容量的变化）而发生明显的变化，系统的运行模式和市场化改革前会有很大的不同，变化也更为频繁。由于输电系统是基于传统的发电系统规划和调度模式而规划的，在新的调度模式下，阻塞发生的机会要大得多。在电力市场环境下，竞争的压力和对降低成本的关心会引起市场参与者之间的利益冲突。调度员倾向于采用保守的、充裕的备用容量，而参与交易的各方则希望更充分地利用区域内部或区域之间的联络线的容量，备用裕度越小越好。安全分析中采用的支路容量极限大都是线路或设备的热极限。
4 多区域阻塞管理
在由隶属于不同控制区域的几个子网络所组成的互联网络中，可以采用两种方式调度：一种是对整个网络采用集中调度；另一种是采用两层调度，即在上一层设立系统调度机构，而在下一层的每个控制区域也设立调度机构。PJM电力市场采用了集中调度的方式。当采用两层调度机构进行阻塞管理时，这种方法则可称为多区域阻塞管理。对于大规?；チ缌ο低常邮凳卑踩治黾扑愫褪迪值慕嵌瓤矗捎枚嗲蜃枞芾矸椒ǜ鲜省?/p>
采用多区域阻塞管理时，下层的调度机构主要负责其属下的调度机构的阻塞管理问题，而上层的调度机构则负责整个系统的阻塞管理问题。主要过程为：
1）在周前和日前调度中，整个网络的阻塞管理将由上层的调度机构负责。
2）对于小时前市场或10 min前的平衡市场调度，阻塞管理将由下述步骤完成：①每个下层的调度机构完成其控制区域的阻塞管理；②如果这样无法解决所有的阻塞问题，则由上层的调度机构对整个网络进行阻塞管理。
为了实现多区域阻塞管理，需要的技术支撑有：分层状态估计、实时等值模拟和潮流分解。
4.1 分层状态估计
对于有成千上万个节点的大规模电力系统，采用集中式状态估计是不现实的。这主要不是因为问题的维数太高，而是效率问题。如果采用集中式状态估计，则需要把从整个网络各处的RTU获得的原始量测（粗数据）送到调度机构，进行坏数据检测和校正，处理丢失的量测量，这样做工作量太大。如果采用分层状态估计，则送到上层调度机构的是已经校正过的和完整的数据。分层状态估计包括两个层次：第一层和第二层的状态估计分别由下层和上层的调度机构完成。在第一层的状态估计完成以后，各个下层调度机构将估计的状态向量送到上层的调度机构，之后，上层调度机构基于由第一层状态估计得到的边界节点的估计电压和联络线的功率测量，进行第二层状态估计。第一层状态估计的结果可以在每5 s向上层调度机构发送一次，更新
结果。
4.2 实时等值模拟
在多区域阻塞管理中，上层调度机构有责任为每一个下层调度机构发展网络等值模型，这可以在每5～10 min进行一次。每一个下层调度机构可以基于网络等值模型进行本区域的阻塞管理。静态等值已经比较成熟，大多数商业化的EMS软件都具备这个功能。至于动态等值，则还需要对现有方法进行认真的比较分析。
4.3 潮流分解
对于上万个节点的电力系统，有时难以求得潮流解。这时可以采用分解技术来解决这一问题。具体过程是：对每一个子网络分别进行潮流计算，之后对这些子网络的潮流结果进行协调以获得整个网络的潮流解。总之，对于大规?；チ缌ο低?，如果采用集中方式进行阻塞管理，计算量会很大。如果考虑了动态安全约束情况会尤为严重，实现起来也比较困难。采用多区域阻塞管理方法可以明显减少计算量，对于我国将来要实现的国家和大区分层电力市场，建议采用该方法。
5 结语
大量的研究分析和国际上改革后的电力工业发展状况表明，电力工业的市场化改革会对长期电力供给的安全性和可靠性产生负面的影响，加州发生的电力?；褪且桓龅湫偷睦?。发电和输电投资不足引起的容量短缺、进而影响电力系统运行的可靠性和安全性问题，在多个国家和地区的电力市场已经逐步显现出来，在我国的电力工业改革中必须对此问题给予充分的重视。至于电力系统运行的短期安全性，到目前为止，国际上还没有发生过与电力市场化改革直接相关的严重的电力系统运行事故。但由于改革带来的竞争压力所导致的削减成本、进而造成的电力系统安全事故则已经多次发生，必须引以
为鉴。
参考文献
关键词：电力市场；J2EE；SWING；C/S结构
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)19-30058-02
Generate-Electricity-Plan Module in Power Market Operation System Based on J2EE
DING Jie
(Software Engineering College, Southeast University, Nanjing 210000, China)
Abstract: In this paper I recommend Power Market in China, the import of Power Market Operation System and its hardware and software. The main content and the key technique of Generate-Electricity-Plan Module are analyzed. A high applicability module which can support all kinds of requirements is designed.
Key words: Power Market Operation System; J2EE; SWING; C/S
随着我国电力供需矛盾的逐步缓和，按照“完善省级市场、发展区域市场、培育国家市场”的方针，引入市场竞争机制，规范市场秩序，提高运营效率，加快建设结构合理、公平竞争、开放有序的三级电力市场体系，促进资源优化配置和电力自身的发展，已成为当前我国电力市场改革的必然选择。
2006年，国家电网电力交易中心和各网省电力交易中心相继成立，三级电力市场体系建设已正式启动。由于三级电力市场体系是一个全新的事物，与以往的电力市场相比，对电力市场理论水平、技术实现及工程实施提出了前所未有的要求。因此，为配合适合国情的统一开放的电力市场体系建设，开发适应于三级电力市场体系要求的交易应用平台，支持各级电力市场的协调运作，具有非常迫切的理论价值和现实意义。
1 国内外研究现状
综观各国电力市场的改革之路，对于英国、澳大利亚等国，由于国家较小，且电力网架结构较强，都采用全国统一的电力市场，而并未建立分层分区的多级电力市场体系。虽然美国有多个电力市场存在，但从本质上看，美国电力市场体系与我国三级电力市场体系并不相同。我国电力市场改革经历了省级电力市场试点和区域电力市场改革阶段，但都是单层电力市场。因此，国内外的研究与实践对我国三级电力市场体系下的电力市场交易应用平台研究与系统开发，没有直接照搬的理论，也没有直接可引入的系统，而必须由国内自主开发。
目前国内的电力市场交易运营系统主要有电科院和国电南瑞两家单位研发。电科院开发的系统是基于B/S结构（Browser/Server结构）即浏览器和服务器结构，在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现。因为浏览器已成为windows等操作系统标准配置，B/S结构最大的优点就是不需要安装专门的桌面应用客户端软件，所以客户端维护方便。其缺点是软件功能上受浏览器的制约，一些超越了浏览器可以支持的功能要求，浏览器无法直接实现，如电力系统常见的负荷曲线、电气接线图显示等功能。这种情况就需要通过安装插件的方式来弥补浏览器的不足，在J2EE的运行环境里，通常需要安装jre插件，然后用applet的方式来实现这些功能需求。
国电南瑞开发的系统采用B/S 和C/S相结合的体系结构。C/S结构即客户机/服务器结构，在客户机上运行的是基于客户机客户端桌面应用程序。与B/S结构的一个显著区别是客户端桌面应用程序在功能实现不受浏览器的制约，相比之下，有更强的界面展现能力。另外一个特点是客户端程序，它不仅仅是系统的输入输出界面，同时可以方便地实现如数据的本地备份、本地备份数据的导入等数据管理功能，这样就可以在很大的程度上方便用户的操作、减轻用户的劳动程度。对于人机交互有较高要求情况下适合于采用这种方式，在电力系统的专业应用领域内的自动化系统的人机界面通常都是采用这种模式，典型的有实时监控、负荷预测、计划编制等。C/S结构的主要缺点是需要客户机在安装上专门的客户端程序，这个缺点可以通过Web下载、人工安装、自动升级等办法来改善。
系统采用B/S 和C/S相结合的体系结构，主要的出发点是结合二者的优点，B/S结构可以用来实现数据申报和信息等功能，C/S可以很好地满足电力市场运营系统中与电力系统的专业应用有着密切关系的应用程序对于人机界面的需求。
2 研究基础
电力市场运营系统总体结构由交易中心主站系统、市场成员终端（系统）、以及电力市场运营系统与“SG186”一体化平台接口组成。
2.1 硬件组成
采用企业级以上数据库服务器，支持集群、RAID等技术特性，关键设备采用冗余配置。备份软件与设备安全可靠，使用方便，能够自动执行备份策略。
采用企业级应用服务器，具有良好的可靠性和灵活的可扩展性，CPU、内存等可因系统性能的需要而进行扩充。
客户工作站采用高性能PC工作站。
遵循电力二次系统安全防护总体方案，根据需要选择交换机、路由器、防火墙等网络设备。达到保证网络安全通畅，符合系统运行的总体目标要求。对内符合安全可靠高速局域网的要求，对外满足Web网站响应速度指标的要求和具备抵御网络攻击的能力。
2.2 网络结构
系统运行环境主要包括服务器和网络环境。数据库服务器、应用服务器、Web服务器、接口服务器和客户端。在物理上，系统可部署在多台服务器上，相同作用的服务器可以根据需要采用双机备份的模式提高可靠性。
电力市场运营系统的服务器部署在省公司信息网的核心服务器区，省公司内部客户端通过信息网以http的方式访问部署在应用服务器和Web服务器上的相关服务。对暂时不能接入电力交易数据网的市场成员，应采用虚拟专用网（VPN）接入，满足业务需要。电话拨号作为一种备用手段。同时进行访问限制，电厂的用户终端只能访问用于数据申报和信息下载的Web服务器。
2.3 软件结构
电力市场交易运营系统采用三层架构体系。用于支撑交易中心业务的应用软件层构筑在专用技术支撑平台和通用技术支撑平台之上，通过标准接口系统与调度自动化系统、计量系统和门户系统接口。（系统总架构见图1）
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图1 电力市场交易运营系统总体架构
1)通用技术平台提供硬件级和操作系统级的支撑。硬件平台以高可靠和高可维护性的企业级服务器构建。此方案能够在保证系统高性能和高可靠的前提下，提供高度灵活的配置方案，并显著降低使用和维护费用。
2)应用软件部分提供电力市场运营业务所需的全部功能。包括：数据申报、合同管理、交易管理、信息、市场预测、市场分析、市场监视、综合管理和系统管理服务等。
3)架构图中黄色标出部分即为发电计划编制开发模块。各类交易计划的编制，在满足电力市场交易规则的同时，还应满足电网的安全要求。除去专用技术及通用技术支撑，也需要来自同级其他功能模块技术数据的支持。
3 主要内容及关键技术
3.1 主要内容
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图2 计划编制流程图
首先通过负荷预测取得本省统调用电量，然后扣除固定受电计划、资源可再生类竞价单元电量计划以及预留的调试电量，得到火电发电空间；然后根据火电竞价单元实际完成基数电量、火电发点空间和年度总基数电量计划计算出等进度系数；火电竞价单元的根据自己的年度基数电量计划和等进度系数，计算出基数电量的发电计划。根据各竞价单元的检修计划、平均负荷率、平均故障率计算出发电量限额，发电量限额扣除发电权和外送电交易电量后，对前面算出的基数电量计划进行调整，新增出来的发点空间由其余未超出限额的竞价单元迭代分配；最终发电量计划为考虑限额的基数电量与交易电量的叠加。
3.2 关键技术
3.2.1 Web Services技术以及xml文件的解析（下转第62页）
（上接第59页）
计划及其相关功能?？榈幕臼萦邢嗟辈糠质怯伤ν绮灰坏氖⊥鞠率舻ノ惶峁饩托枰惺莸暮嵯蚪换?。本课题使用Web Services技术以xml字符流的形式传送。Web Services 就是一个应用程序，它向外界暴露出一个能够通过Web进行调用的API。在本地利用配置xml，wsdl文件建立客户端程序通过Web来调用这个应用程序，得到所需数据的xml后运用DOM（Document Object Model）以及java特有的反射机制动态解析xml文件，并将数据动态存储至数据库相应表中。
3.2.2 实现可以灵活配置的算法设计
通过平台化工具定制计划编制依据、过程和目标模板，实现不同市场、不同类型的计划编制。根据理论研究和现场运行经验，首次提出将计划编制划分计划模板定制和计划编制两部分。计划模板定义部分能够自定义计划编制的所有数据源、计划编制业务逻辑，将计划编制规则公式化。能够考虑系统负荷需求、设备检修、电网受阻、节能减排、进度适当等多种优化目标。计划编制能够从整体最优出发，考虑多个计划周期。此外，计划编制支持发电、购电等多种计划口径，计划编制和合同、交易有机协调。通过计划模板定义，能够在无编码的情况下同时支持多种计划编制原则，适应不同市场的个性需求。计划编制时则只需选择计划编制模板和计划编制时间，自动形成发电计划。
3.2.3 以用户要求的报表形式展现结果
由于系统框架自带的报表制作工具操作比较复杂,不利于格式多变的计划编制展示。所以利用第三方jar包Formula One提供的报表制作插件，直接将计划编制的结果以excel表格的形式展现，以替代原有的以Swing中JTable组件的展现形式。并提供excel文件下载。以最直观，用户最容易接受的方法来完成计划的编制。
4 高适用实现
正如所有的软件开发所遇到的问题一样，计划编制模块的需求也是不断变化的。这不仅仅是随时间的推移出现新的要求，还有因为各个地区不同的计划编制习惯差异造成的不同。这必将导致系统计划编制模块版本模式差别越来越大，既要花费大量人力开发满足不同需求，又使得将来系统维护变得更加繁琐。于是本系统在次功能模块上力求在总结提炼各个地区通用计划编制方法流程，充分体现出参数，算式的灵活性的基础上，解决上述实际问题。
实际?？榻胁问治‵unction），变量（Variant），参数（Parameter）三个类型，提供相应的class支持其实现功能。在用户界面上提供工具方法供用户自由选择参数自定义算法算式。对算式字符串进行解析并最终生成计算?？?，由此计算得计划编制所需数据并展现出来。根据业务不同动态呈现不同的人机界面，选择不同算法。运用java的反射技术，在同一个数据模型里实现多态，灵活的对界面中的数据进行显示，实现呈现界面的可配置。
5 结束语
根据国家电力体制改革目标和国家电网公司的电力发展规划要求，适合国情的统一开放电力市场体系建设已经到来。三级电力市场交易应用平台研究成果将对我国三级电力市场的交易运营、仿真培训、分析评估与辅助决策等电力市场应用建设具有十分重要的理论价值和指导作用。开发的原型系统将可直接应用到包括国家、区域和省等各级电力交易中心，用于电力市场交易运营，并创造巨大的经济效益和社会效益。
发电计划编制?？樽魑龅缌κ谐〗灰自擞低巢豢扇鄙俚闹匾糠郑涫迪纸峁暮没狄仓苯庸叵档秸鱿低车脑俗鳌１疚囊訡/S架构为基础设计实现的计划编制?？槟芄缓芎玫芈愣嘀挚⑿枨?，其中对于高适应性模块的设计思想同样也可用于其他类似软件系统的功能?？?。
参考文献：
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[3] 杨争林, 沈利华, 胡俊. 电力市场技术支持系统主站的三层体系方案[J]. 电力系统自动化, 2004(2).
