能量管理系统
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2023年2月27日发(作者：logo大全)维普资讯
１ ９９７年第８期 中 国 电 力 第３０卷
６０～８０年代是电力系统分析与控制理论飞速
发展的年代，完成了由经典电工理论向现代控制理
论的飞跃。ＥＭＳ高级应用软件用到预测理论、优化
理论、稳定性理论和可靠性理论，直到智能技术。目
前电力系统静态分析技术已经成熟，而最优潮流、暂
态分析和人工智能等仍期望有更快的计算机及对电
力系统规律更深刻的认识。因此ＥＭＳ高级应用软
件带动了电力系统专业的知识结构更新。
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图２ ＥＭＳ总体组成
２ ＥＭＳ“自上而下”的设计原则
ＥＭＳ总体结构如图２所示，它由６个部分组
成：计算机、操作系统、支持系统、数据收集
（ＳＣＡＤＡ）、能量管理（发电控制与发电计划）和网络
分析。前三部分相当于“运载工具”，后三部分相当于
“战斗部分”；而且战斗部分又可分为两部分：ＳＣＡ—
ＤＡ为“常规武器”，能量管理和阿络分析为“核武
器”（一般称为高级应用软件）。
ＥＭＳ的培训模拟系统（ＤＴＳ）应具备ＥＭＳ全部
功能，在图３中以ＥＭＳ完全拷贝的形式表示。
由上述ＥＭＳ历史演变过程可以看到管理系统
是自动化技术发展中由量变到质变的一次飞跃，它
将自动化岛联接成为有机整体。ＥＭＳ概念的建立是
在电力系统自动化认识进程中，由必然王国到自由
王国的一次升华：由孤立的、静止的、表面的自动化
岛的认识水平上升到统一的、动态的、内在联系的管
理系统的认识水平。前者是“自下而上”看问题，后者
则是“自上而下”看问题ｊ相应的由自发的、盲目的、
岛意识的设计水平提高到自觉的、有目的的、整体设
计水平。
ＥＭＳ自上而下设计是我国几十年电力系统自
动化经验的结晶。我国在６Ｏ年代初期就开始了离线
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潮流和经济调度软件的研究，７０年代末开始在线应
用软件的研制，到８０年代中期曾把当时国外ＥＭＳ
的全部应用软件：状态估计、潮流、负荷预测、经济调
度、故障分析和最优潮流等全部装到了湖北自动化
系统中，每一单项都进行了成功的测试，而总体无法
正常使用。
８０年代后半期，我国四大电网（华北、东北、华
中和华东）调度自动化引进中，最大技术收获有三
点：一是认识了“自上而下’’原则，二是理解了支持系
统的重要性，三是明白了商品化软件的要求。
电力科学研究院按“自上而下”原则，１ ９８７年开
始设计我国第一套完整的ＥＭＳ应用软件。用了８
年时间，设计了约１００万行程序，开发了８００多幅画
面，编写了２００多万字的文档。这一套高级应用软件
已用于华中、山东、华北、华东和上海等电网。
对支持软件重要性的认识，导致９０年代由电力
科学研究院和东北电力集团联合开发新一代面向对
象的、开放的、自主版权的ＥＭＳ支持系统，由此摆
脱对国外软件的依赖性。
对商品软件的认识促使人们按软件工程的需要
分层次组织人员，长期改进软件的可靠性和方便性。
由四大电网花了高昂代价取得的宝贵经验并没
有被国内其它电网即时吸收，许多电网陆续由国内
开发或由国外引进了调度自动化系统，其绝大部分
有很强的支持系统，无法继续开发ＥＭＳ高级应用
软件，只能称为ＳＣＡＤＡ系统，欲上升为完整ＥＭＳ
需付出极大的代价。改造的途经有两条：一是装配能
量管理平台（ＥＭＰ），二是弃旧图新。ＥＭＰ是在原
ＳｃＡＤＡ／ＡＧｃ系统与外接的应用软件包之间装一
个取数的接口，山东电阿ＥＭＳ就是这样的例子。其
优点是，充分利用原系统，改造工程量（接口）很小，
几乎是买来就能用。这些应用软件对数据传送速度
几乎没有要求，有的公司甚至直接采用离线软件包
和商业数据库，从而成倍的降低软件费用。当然
ＥＭＰ的缺点是显而易见的，一是系统的可维护性很
差，二是无法扩展与ＥＭＳ一致的ＤＴＳ。ＥＭＰ虽与
ＥＭＳ表面功能一致，而设计原则完全不同，只能做
为独立ＳＣＡＤＡ系统的补救措施，不可做为系统选
择，它是将不同软件后天机械包装在一起，而ＥＭＳ
是将这些软件做为有机整体先天设计出来的。
“自上而下”设计原则的另一个例子是调度员培
训模拟系统，它与ＥＭＳ分离开发的结果是：（１）
ＤＴＳ不能从ＥＭＳ取得过去、现在和未来的数据，成
为无源之水ｊ（２）ＤＴＳ培训环境与ＥＭＳ工作环境不
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第３０卷 能量管理系统（ＥＭＳ）的技术发展 １９９７年第８期
一致，环境的混乱不利于培训；（３）投资和维护费用
高，ＤＴＳ直接采用ＥＭＳ中的软件（ＳＣＡＤＡ、ＡＧＣ、
潮流等）可降低开发量。
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图３ ＥＭＳ的应用软件
３ ＥＭＳ应用软件
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故障分析
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短路
电施分析
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稳定分析
如图３所示，ＥＭＳ应用软件可以分四级：数据
收集级、能量管理级、网络分析级和培训模拟级。这
些软件按两种模式工作：实时型和研究型或计划型。
３．１数据收集级（ＳＣＡＤＡ）
数据收集级任务是实时收集电力系统数据并监
视其状态。
ＳＣＡＤＡ是ＥＭＳ与电力系统联系的总接口，它
向能量管理级和网络分析级提供实时数据；ＥＭＳ通
过它向电力系统发送控制信号；网络分析可以向它
返回量测质量信息。
３．２能量管理信息级
能量管理级软件特点是利用电力系统总体信息
（频率、时差、机组功率、联络线功率）进行调度决策，
主要控制目标是改善控制质量和提高运行经济性。
能量管理级的实时应用软件主要是自动发电控
制，包括自动频率控制和在线经济负荷分配 为改善
跟踪性能，可配合超短期负荷预测和动态经济调度
（备用调度）。
能量管理级的计划型应用软件分为短期和中长
期的预测和计划软件：负荷预测、机组启停计划、经
济负荷分配计划、交换功率计划、水电调度计划、燃
料调度计划、检修计划等等。
能量管理级从ＳＣＡＤＡ级取频率、时差、机组功
率和联络线功率等实时数据，向ＳＣＡＤＡ传送控制
信息；能量管理级向网络分析级送系统负荷预测值
和发电计划值，取回网损修正系数和考虑线路安全
约束的机组限制值。
３．３网络分析级
网络分析级的特点是利用电力系统全面信息
（母线电压和电压相角）进行分析与决策，主要目标
是提高运行的安全性，配合能量管理软件，使ＥＭＳ
总的决策做到安全性与经济性的统一。
网络分析级实时型核心软件是状态估计，它提
供实时方式数据，研究型核心软件是调度潮流，它提
供假想运行方式（过去、现在和将来）数据。
其它网络分析软件有：母线负荷预测，预想故障
分析、安全约束调度、最优潮流、电压稳定性分析、有
功稳定性分析和短路电流计算等，它们可以取实时
方式数据或假想方式数据工作。
网络分析级从ＳＣＡＤＡ取实时量测数据，向
ＳＣＡＤＡ送回量测质量信息；网络分析级从能量管
理级取负荷预测值和发电计划值，回送网损修正系
数和机组安全限值；网络分析向培训模拟级送实时
方式和假想方式数据。
３．４培训模拟级（ＤＴＳ）
调度员培训模拟（ＤＴＳ）一般划到网络分析级，
它以研究方式或假想方式数据出发，按规定的教案
（事件序列）培训调度员。
ＤＴＳ是在ＳＣＡＤＡ、ＡＧＣ和潮流应用软件的基
础上增加动态模拟和教案系统而构成的，除培训外，
也可以做分析使用。
４结束语
电力系统调度的实际需要是ＥＭＳ产生与发展
的动力，计算技术和应用软件的发展促进了ＥＭＳ
的成熟。
ＥＭＳ是电力系统自动化由岛自动化上升为综
合自动化的技术飞跃，其基本设计原则是“白上而
下 ，目标是将经验型调度提高到分析型调度，提高
电力系统安全与经济运行水平。
５参考文献
１于尔铿－能量管理系统（ＥＭＳ）的设计．电网技术．１９９１Ｉ（２）
２于尔铿，自晓明．能量管理系统（ＥＭｓ）与配电管理系统（ＤＭｓ）．
电力系统分折与控制论文集．（中国电机工程学报增刊）．１９９４
３于尔铿，刘广一，周京阳等．能量曾理系统（ＥＭｓ）与配电管理系
统（ＤＭＳ）．电网技术，１９９４；（２）
（责任编辑王军）
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