高效能量管理系统EMS，为企业创造更高效益

如图10-2所示，EMS分为数据收集与监控（SCADA）、发电控制（AGC）与发电计划、网络分析和调度员培训模拟等分系统。

1.SCADA

SCADA包括数据收集、监视控制、故障纪录、表报和计算等功能。

2.AGC和发电计划

AGC根据频率差和交换功率差自动调整发电机组的功率。

系统负荷预测，由历史负荷数据估计未来的负荷曲线，分为5～60min的超短期负荷预测，24～168h的短期负荷预测，以及月与年的预测。

火电计划，协调发电费用与输电损失分配各机组（或发电厂）的发电功率。

机组经济组合，针对负荷曲线确定机组后停计划，使总发电费用和启动费用最小。

图10-2　EMS应用软件表

水电计划，协调水火电使某一周期总发电与输电费用降至最低。

3.网络分析

状态估计，由SCADA的数据和信息估计实际电网状态，排除不良数据。

调度员潮流，可以取历史、实时和未来（预测和计划）数据，分析电网状态。

故障分析，针对故障组或N-1扫描评估各种运行方式的安全性。

安全约束调度，针对支路越限和电压越限提出解除对策。

最优潮流，考虑经济与安全两方面因素安排电网运行方式。

数据源软件有状态估计、负荷预测和发电计划。有了数据基础，其他如短路、稳定分析便成为有源之水了。

4.经济调度

经济调度是电力市场应用软件的核心，一为用来编制日发电计划，二为用来校正实时发电计划，这是满足多种约束条件的优化问题。

模拟市场时期可能需选择以下目标函数：

（1）发电燃料费用最小：

式中　α——发电燃料单价；

β——发电消耗燃料量。(www.xing528.com)

（2）发电总运行费用最小：

式中　W1——发电管理费；

W2——发电检修费。

（3）发电全费用最小：

式中　W3——发电发展费。

（4）供电成本最小：

式中W4为省内输电费，它可以包括输电损失费、输电网络管理费、输电网络检修费和输电网络发展费，输电网络管理费包括输电辅助服务费。

（5）发电利润最大：

式中　JS——卖电得到的费用；

JC——发电支出的成本。

（6）电网公司效益最大：

式中　JB——买电支出的费用。

各发电公司或发电厂的约束条件有：

（1）发电功率限制（最大最小）。

（2）发电功率上升和下降调节速度的限制。

（3）发电量限制（合同、燃料存量等）。

（4）机组启停限制。

电网约束条件有：

（1）时刻保持发电功率、供电功率和交换功率平衡。

（2）保持备用符合标准。

（3）保持各输电设备不过负荷。

这样的经济调度问题在数学上是多元多时段多约束的非线性优化问题，而且既要考虑连续函数的优化，又要考虑不连续函数的排队。解法上有排队法、协调方程式法、动态规划法和网络流规划法等。