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业
产
品
功
能
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
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
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供需双方的沟通数据内容 |
DSM分析与研究内容 |
DSM分析价值 |
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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。 |
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不同时期、不同电压等级用户的负荷实际需求 | ||
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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 | ||
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不同电价体系可能引起的移峰效果 | ||
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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 | ||
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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。
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。
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。
[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
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