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基于IEC标准集成的广西电网常态化需求侧分析实现与应用

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/7/9 15:52:53   

  摘要:本文结合广西电网的需求侧管理(DSM:Demand Side Management)实际需求,针对DSM工作内容的核心要点分析,充分利用电力企业IEC标准以及企业信息集成等技术,提出了基于IEC标准集成的广西电网常态化需求侧分析建设思路,以JAT UIB电力企业信息集成产品为代表,选取了基于IEC标准集成平台的电力需求侧管理系统重要模式。广西电网的需求侧应用建设实践证明,充分解决了供需双方的信息有效沟通难题,为DSM分析与管理、合理决策与运营提供了充分依据和有力支撑,且该平台具有插件化的可持续发展和可扩展能力。

关键词:需求侧管理(DSM);公共信息模型(CIM);IEC 61970;数据集成

引言

随着广西省经济建设的迅速发展、人民收入和生活水平的提高、消费观念的变化和用电结构的持续变化等,引起电力负荷的快速增长与负荷特性的变化,导致负荷峰谷差率加大、负荷率降低、发电成本上升、电网调峰困难、供电可靠性下降、高峰时段拉闸限电等一系列问题。加强DSM是改善负荷特性、削减尖尖峰负荷的有效手段之一,DSM是指通过采取有效的激励措施,引导电力用户改变用电方式,提高终端用电效率,优化资源配置,缓解电力供应紧张状况,改善和保护环境,实现最小成本电力服务所进行的用电管理活动,是提高电力利用效率的重要举措。政府及广西电网公司已充分认识到DSM的重要性,有关部门出台了很多关于DSM的政策,对实施有序用电、提高能效、缓解电力供需矛盾发挥了积极作用。广西电网公司在进行DSM的具体实践中,为了更有效地开展DSM工作,借助于信息化手段与标准化集成技术,及时提出在全省范围内建设DSM系统,系统的实施极大减轻了需求侧数据收集、分析与管理的工作量,提高了实效性。

1 电力需求侧管理的工作内容与核心要点分析

DSM的内容主要包括负荷管理和能效管理,一方面要力图以较小的新增装机容量达到系统的电力供需平衡,须通过负荷整形等技术改善用户的用电方式,千方百计降低电网的最大负荷;另一方面要力图减少发电燃料消耗,须设法减少系统的发电量,采用先进技术和高效设备提高终端用电效率,使用户更有效地利用电能,在满足同样能源服务的同时减少用电量[1]。如图表1所示,DSM是指对用电一方实施的管理,但DSM涉及到发电、供电、用电各个环节,DSM的发展离不开政府、电厂、电网公司和用户等各主体的共同关心与参与;用户是节能节电的投资和实施主体;而电力公司是DSM工作的实施主体,对发电、供电和用电方案以及节电方案进行比较,经过优选组合和筛选,制定出最小费用的资源配置和使用计划,形成社会、电力公司和用户之间各方受益的方案。电力需求侧管理的工作内容及其核心要点分析主要包括:

(一) 供需双方的信息有效沟通(DSM成功实施的关键要素):充分利用电网侧、用户侧监控系统、提高DSM供需双方的信息沟通性能,并且需要将数据进行多方面、多层次的有机业务关联,而不是数据的简单汇集,为DSM分析与管理、合理决策与运营提供充分、有力依据。具体沟通信息内容如图表2所示。

(二) DSM分析与管理:为了采取合理的DSM措施与手段,需要开展具体的DSM分析与相关研究。具体分析如图表2所示。

(三) DSM合理决策与运营:依赖于客观的DSM客观数据分析作为决策的基础和依据,DSM运营主要包括供电运营、节电运营,从手段上主要包括行政措施、经济措施、技术措施(如推广应用负荷控制和高效节能技术产品)、引导措施(如引导使用者主动改变用电方式)等。

图表 1 DSM的工作内容及其核心要点分析

 

供需双方的沟通数据内容

DSM分析与研究内容

DSM分析价值

1. 用户、公变、变电站的电量数据;电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素等电能量数据

2. 大用户负荷数据、负荷使用情况

3. 电网设备、拓扑等模型数据

4. 历史遥测与实时遥信数据:母线电压、线路电流、线路有功、主变电流、主变有功、主变无功、电容器电流、电容器无功、开关状态

5. 电量结算数据、电能计量计费数据;大用户档案信息、电费信息

6. 配变运行参数、事件数据

7. 终端运行工况、控制状态、开关状态、电能表运行工况

8. 正/反向有功、无功最大需量及其发生时间、总加组有功功率、总加组有功/无功电能

9. 实施DSM后的各类信息。

高耗能行业、重要客户负荷变化规律、各行业典型用户的负荷特性参数,影响负荷特性参数的主要用户与行业

●挖掘转移电网高峰用电负荷与提高终端能效的潜力,为选择合理的DSM对象和目标提供决策依据

●为制定可中断负荷及直接负荷控制措施、制定峰谷电价、尖峰电价、季节性电价、可中断电价政策提供决策依据

●配合政府价格部门制定合理的电价方案

●作为向客户提供合理用电建议的依据,说明此种用电策略为客户带来的效益,引导用户采用科学的用电方式等。

不同时期、不同电压等级用户的负荷实际需求

典型日、最高负荷日的各行业、典型用户的日、季负荷曲线、电量与负荷的变化,一天中某比例的最大负荷分布,连续持续时间的分布,持续天数的分布、月份、工作日的分布

不同电价体系可能引起的移峰效果

尖峰负荷的统计分布,最大负荷持续时间的统计、季节性负荷、年负荷持续曲线、年负荷概率分布、季节对负荷的显著性、气候因素对负荷的影响

用电行为和用电规律的变化、用电量增长与用电结构

研究电力消耗零增长、可削减负荷、配置自动减负设备等方案。

图表 2 DSM的数据基础、分析内容及其价值

2  基于IEC标准集成的广西电网常态化需求侧分析建设思路与模式



图表 3 基于IEC标准集成的广西电网常态化需求侧分析建设思路与模式

广西电网非常注重信息化建设,各类自动化系统应用不断涌现,为业务能力的提升发挥了显著的推动作用,同时,信息结构越来越复杂,电网的自动化管理系统和高级应用系统也越来越多,DSM与电力生产、调度、营销等各项业务不是相互孤立的,涉及的系统对象多,信息分散且庞大,搜索和处理工作量大,信息交互难。同时,各应用系统由不同的开发商提供,所使用的数据模型、应用接口、开发平台千差万别,使得各个系统间的互联、互通和互操作十分艰难,影响了DSM管理与工作的有效开展。广西电网结合实际DSM工作内容与需求,采用基于IEC标准集成的常态化需求侧分析思路,积极支持DSM工作,使DSM工作不断取得新成效。具体建设思路与模式描述如下:

 

2.1 基于IEC标准信息集成的总线型平台促进供需双方信息的有效沟通

(一)  IEC标准化是贴合电力业务、确保可扩展性的信息集成基础

电力领域非常注重信息标准化尤其是IEC标准(由国际电工技术委员会IEC制定,IEC61970、IEC61968标准被国际接受,在国内也得到广泛应用与重视)的建设与应用,标准化一直是信息系统的努力方向,也是EMS/DTS发展的必然之路,“标准化”使电力企业各类应用系统间能够互联、互操作,实现数据的共享和交互通信,是贴合电力业务、确保可扩展性的一体化集成基础。其中IEC61970标准用于满足电力企业EMS领域的数据集成需求,主要包括CIM公共信息模型、GID电力企业数据集成接口标准、基于CIM的图形整合标准CIM/SVG三大核心内容。

(二)  选用基于IEC标准的总线型平台模式

传统应用集成通常是紧耦合方式如点对点集成方式,会影响系统的灵活性和扩展性,不利于企业业务发展。广西电网采用总线型方式来搭建DSM所需数据平台,将电力企业内的各类应用系统都接入到总线上来进行统一管理,通过总线型信息集成平台整合现有系统的基础数据,具有以下优势[2]:

1. 可避免盲目的“接口”建设,扩展性强,大大节省接口的开发时间,使集成项目的快速实施成为可能。

2. 各系统只需与总线平台建立桥梁关系即可,不需要系统之间两两建立桥梁关系,用户不会感觉到这些数据来自不同系统。

3. 支持渐进集成,可以建立企业级的应用集成平台,降低集成难度。

2.2 两大模块三层结构应用打造常态化需求侧分析基础

广西电网在IEC标准集成的总体框架下,由营销部、生技部、计划部牵头,由广西博联建设,选用久隆信息JAT UIB电力企业信息集成产品,通过基于IEC标准集成平台的需求侧管理系统两大模块三层结构应用,在广西电网公司层面搭建常态化电力需求侧分析平台,建立北海、河池、钦州、柳州、防城港等五个供电局的主站系统。

(一)  电力需求侧管理数据集成平台模块

电力需求侧数据集成平台,选用了久隆信息JAT UIB电力企业信息集成产品,将来自各电网、用户侧自动化监控系统的SCADA数据、负控管理终端、电能量、配变监测终端、电能计量、大用户负控等数据采集起来,获取广西电网关心的全局数据,同时形成相关统计报表,为DSM分析与管理应用所需的数据信息门户展现、分析与报表统计、辅助决策提供有效基础与有力支撑,并能方便提供给其他有需要的系统。JAT UIB是基于IEC 61970/61968标准开发的,支持CIM描述与建模、基于CIM的电网模型构建拆分精简合并、CIM RDF/OWL/XMI、GID接口标准化封装、IEC 61970 GID接口(GDA、TSDA、HSDA等)、元数据管理、数据的同步与路由、多种可选的集成模式(如集中式、联邦式)等,是面向电力业务的主流信息集成产品,使电力企业可以更多地考虑业务问题。

(二)  需求侧分析与管理应用模块

采集层只需将采集到的数据向平台提交,不必关心数据处理、存储等,而业务应用层主要接入电网业务应用与管理层应用系统如DSM系统、营销管理等系统,进行反窃电分析、电力负荷管理、报表统计、负荷分析与预测等。业务应用层系统同样以IEC GID标准接口接入到集成平台上,获取来自各主站的电源侧或终端侧的数据。

 

3  广西电网基于IEC标准集成的需求侧分析应用带来的效益与前景展望

本试点项目的建设是个良好的开端,通过基于IEC标准集成的广西电网需求侧分析实现与应用,具体获得了以下收效:



图表 4  广西电网基于IEC标准集成的需求侧分析应用带来的效益与前景展望

广西电网需求侧集成平台建设成效显著,但还有很长的路要走。我们期待更光明的前景,全面推进DSM,在省局层面试点成功以后,可以向地市局推广,在DSM平台上接入北海、河池、钦州、柳州、防城港等供电局的主站系统,集成更多的数据,开展丰富的需求侧分析与高级应用,促进方案的合理制定与决策,促进广西电网DSM的常态工作机制实现,并在“常态化”基础建设之上“大展拳脚”,促进“智能化”实现。通过DSM有效实施,提高广西电网的DSM能效,同时使DSM为广西省电力资源的合理利用、缓解阶段性的电力供需紧张形势发挥更大的效力。

 

参考文献

[1]王冬利,宋宏坤,黎洪声等.电力需求侧管理实用技术.中国电力出版社,2005

[2]余虎,姚建刚等.数字电力系统基础架构平台的设计与实现[J]. 电力系统自动化, 2006, 30(18): 94-98.

Yu Hu, Yao Jiangang, etc. Design and Implementation of Base Platform on Digital Power System [J]. Automation of Electric Power Systems, 2006, 30(18): 94-98

来源:互联网
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