能源管理系統

EMS技術的發展

       能源管理系統(Energy Management System)是計算機技術和電力系統應用軟件技術爲支撐的現代電力系統綜合自動化系統,也是能量系統和信息系統的一體化或集成。“管理”指的是對不同自動化系統的綜合管理,它是以數字計算機代替模擬模擬計算技術,以軟件實現大部分功能替代用硬件實現爲特徵。狹義的能量管理專指發電控制和發電計劃。一般的EMS應包括數據收集、能量管理和網絡分析三大功能。廣義的EMS還應包括調度員培訓系統DTS(Dispatcher Training Simulator)功能。EMS主要面向發電和輸電系統即大區級電網和省級電網的調度中心,而面向配電和用電系統的綜合自動化系統稱爲配電管理系統DMS(Distribution Management System)。

       EMS是以調度自動化爲核心內容。隨着計算機技術和計算機網絡的發展,EMS使傳統的調度自動化向廣義的調度功能一體化乃至全網的綜合自動化方向發展。

       最初的EMS系統是在20世紀70年代中期產生的。它在數據收集和監控系統SCADA的基礎上,將自動發電控制AGC(Automatic Generation Control)和部分網絡分析軟件功能集成一體,用數字計算機系統實現其全部功能。

       EMS的計算機硬件系統經歷了從初期採用專用控制型計算機到全部採用通用計算機的過程。EMS的計算機軟件經歷從專門設計控制程序到採用通用控制系統、專門開發數據庫和畫面編譯系統及形成專門的EMS支持平臺過程。隨着電力系統模型與算法的發展,EMS的高級應用軟件也逐步完善和豐富。尤其是面向電力市場的環境,電網管理由壟斷走向開放,EMS的功能將面臨新的改造和更新。

       我國的EMS經歷了70年代基於專用計算機和專用操作系統的SCADA系統的第一代;80年代基於通用計算機的第二代;90年代基於RISC/UNIX的開放式分佈式的第三代。第四的主要特徵是採用JAVA、因特網、面向對象等技術並綜合考慮電力市場環境中的安全運行及商業化運營要求,它將在本世紀誕生。


EMS的總體結構

EMS的總體結構如下圖所示:它的主要組成部分有:計算機、操作系統、支持系統、數據收集、能量管理(發電控制和發電計劃)、網絡分析及調度員培訓模擬系統。



EMS的總體結構


        計算機、操作系統、支持系統構建了EMS的支撐平臺。數據收集是能量管理和網絡分析的基礎和基本功能;能量管理是EMS的主要功能;網絡分析是EMS的高級應用軟件。培訓模擬系統則可以分爲兩種類型:一是離線運行的獨立系統,一是作爲在線運行的EMS組成部分。

        能源管理系統(Energy management system, 簡稱EMS)是鋼鐵企業信息化系統的一個重要組成部分,在能源數據進行採集、加工、分析、處理以實現對能源設備、能源實績、能源計劃、能源平衡、能源預測等方面發揮着重要的作用。

         在企業信息化系統的架構中,把能源管理作爲EMS的一個基本應用構件,作爲大型企業自動化和信息化的重要組成部分,如下圖所示:

       

        能源介質種類主要包括:高爐煤氣(BFG)、焦爐煤氣(COG)、轉爐煤氣(LDG)、天然氣(NG)、氧氣(O2)、氮氣(N2)、氬氣(Ar)、壓縮空氣、蒸汽、氫氣、採暖熱網、生活水、工業淨環水、工業濁環水、濃鹽水、除鹽水、酚氰水、軟化水、電力等。

       能源介質信息包括:壓力、流量、溫度、煤氣熱值、供水品質(水質)、閥門開閉、調節閥開度、開關信號、動力設備運行狀態、主生產線設備的運行狀態等。

       環保信息包括:環保設備的運行狀態、外排水中主要污物的濃度、流量、主要廢氣排放點的外排放廢氣中煙(粉)塵、SO2、NOx、CO2等污染因子的濃度和流量、污染物排放總量、大氣質量指標、長區視頻檢測、廠界噪音。


                           

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