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第三篇 电力市场运营系统1107

第一章电力市场的基本理论1107

第一节电力市场建立的目的和技术基础1107

一、建立电力市场的主要目的1107

目 录1107

二、国外部分电力市场概况1108

三、电力市场运营1109

四、电力市场的技术基础1110

第二节电力市场基本理论1111

一、电力市场的利益主体1112

二、电力市场的特殊主体1113

三、电力市场主要模式1114

四、电力市场交易1115

五、输电定价1117

六、市场监管1118

二、发电公司及市场管理部门的职责1120

第三节电力市场运行规则1120

一、概述1120

三、发电侧电力市场的交易类型1121

四、发电侧电力市场中的区域及网损1122

五、数据申报1123

六、现货交易市场1124

七、现货价格的确定1125

八、实时电力市场1126

九、辅助服务1127

十、期货市场1128

十一、市场暂停1129

十二、市场运行部门的市场干预1130

十三、系统裕度评估1130

十四、信息公开1132

十五、市场的结算1133

一、磁盘阵列和集群容错技术1135

第二章 电力市场运营系统的计算机硬软件平台1135

第一节计算机处理器1135

二、光纤通道技术与存储区域网络（SAN）1136

第二节计算机操作系统1137

一、Linux的商业应用1138

二、安全的操作系统1139

第三节面向对象技术与数据库技术1140

一、对象－关系型数据库系统1141

二、面向对象型数据库系统1141

三、面向对象的关系数据库1142

四、数据库技术与人工智能技术的结合1143

第四节JAVA与CORBA技术1143

一、JavaBeans1144

二、JDBC1146

三、Servlet1147

四、CORBA技术1148

第五节多层结构1149

一、最初的三层结构1149

二、多层应用软件体系结构1150

三、多层结构内部的通信方式1152

四、多层结构的优点1152

第三章电力市场运营系统简介1154

第一节市场模式与市场运营系统1154

第二节典型电力市场运营系统功能配置1160

第三节我国电力市场运营系统总体结构1162

第四节电力市场运营系统性能指标1163

一、安全性1163

二、访问特权1164

三、用户响应1164

四、系统可靠性1164

八、信息精度1165

七、信息的时间性要求1165

五、系统备份和恢复1165

六、时钟同步1165

九、系统性能监视1166

十、可移植性要求1166

第四章电能量计量系统1167

第一节电力市场下的电能量计量系统1167

一、市场和产品的多样化1167

二、价格的多样化1167

三、复杂的结算规则1168

四、面对风险1168

第二节电能计量系统的基本功能和信息采集范围1170

一、基本功能1170

二、信息采集范围1173

第三节系统的基本结构及主要技术要求1173

一、系统的基本结构1173

二、主要技术要求1174

第四节 电能量计量系统与其他系统的接口1175

一、与即时信息系统的接口1175

二、与交易管理系统的接口1175

三、与结算系统的接口1176

四、与合同管理系统的接口1176

五、与EMS系统的接口1176

第五节系统建设的原则1176

一、系统总的要求1176

二、系统软硬件配置要求1177

第五章能量管理系统（EMS）1178

第一节能量管理系统的概念1178

第二节EMS应用软件功能概述1179

一、发电控制类1180

二、发电计划类1180

三、网络分析类1181

第三节 电力市场运营系统中的能量管量系统1183

第四节能量管理系统与交易管理系统1184

第五节在市场环境中改造EMS1186

第六章报价处理系统1188

第一节报价处理系统的设计和主要功能1188

一、概述1188

二、报价处理系统的设计1188

三、主要功能1189

第二节发电报价的规则及流程1193

一、报价要求1193

二、合并报价1194

三、注册机组的报价1194

四、缺省报价1195

七、强迫停运1196

八、中期发电能力和短期发电能力的申报1196

六、修改报价1196

五、报价相等1196

九、报价处理系统运营时间表1198

十、发电商报价数据1200

第三节发电报价的校核与确认1201

一、交易员身份识别模块1201

二、报价接收模块1201

三、报价重申接收模块1202

四、数据有效性检查模块1202

五、报价确认模块1203

六、报价确认文件发送模块1203

七、报价缺省处理模块1203

八、报价汇总处理模块1204

九、用户及机组登录管理模块1204

二、与实时调度计划子系统的接口1205

一、与交易管理系统的接口1205

十、报价历史库管理模块（可选）1205

第四节与其他系统的接口1205

三、与即时信息发布系统的接口1206

四、与结算系统的数据接口1206

第七章交易管理系统1207

第一节交易管理系统概述1207

第二节交易管理系统基本结构1208

第三节与其他系统的接口1209

第四节短期负荷预测1210

一、现有方法分析1210

二、不同日之间特征量的差异、相似度1211

三、映射数据库的设计1211

四、应用举例1213

第五节改进的电力联营模式1213

第六节提前电能市场的组织1215

第七节无约束短期电力交易计划的数学模型及其计算方法1216

一、无约束短期电力交易计划的数学模型1217

二、交易计划数学模型的目标函数1218

三、关于机组的报价f（Ptj）的说明1219

四、算法简介1219

第八节系统边际电价1220

第九节考虑电网安全约束的电力交易数学模型及其计算方法1222

第十节发电辅助服务的定价1223

第十一节输电服务的定价1224

一、输电容量需求与输电线路定价的关系1225

二、输电安全因子1227

三、输电费用的分配1227

第十二节实时电力交易的数学模型及其计算方法1229

第十三节调整交易计划以保证电网安全运行的拥塞管理1230

第十四节电力期货交易1232

二、合同在电力市场中的作用1233

一、电力市场中的风险1233

第八章合同管理系统1233

第一节含用和风险管理1233

第二节合同的类型1236

一、合同的基本类型1236

二、电力市场中的合同1237

三、合同的基本要素1240

第三节合同管理系统功能1243

第四节与其他系统的接口及系统建设原则1245

一、与其他系统的接口1245

二、系统建设原则1245

第九章结算管理系统1247

第一节基本概念1247

一、结算管理系统的意义和作用1247

二、电力工业体制对结算管理系统发展的影响1248

三、计算机技术对结算管理系统完善的促进作用1249

四、结算管理系统的基础1250

五、结算管理系统的数据特点1250

第二节结算管理系统的外延界定1251

一、与合同管理系统关系的界定1251

二、与财务和会计关系的界定1253

第三节结算管理系统的总体框架1254

一、功能模块划分1254

二、系统的数据流图1256

三、系统的数据存储模式1257

第四节原始数据处理1258

一、合同文本分解的必要性和可行性1258

二、合同文本分解的整体思路与实现1259

第五节合同结算过程1261

一、计划发电电量的结算1262

二、实时指令调整电量的结算1262

第六节结算内容1262

三、违约电量的结算1263

四、容量电费的结算1263

五、辅助服务的结算1264

第七节结算综合查询1266

一、查询的意义和作用1266

二、本地查询1267

三、异地查询1267

四、查询分类1267

五、确认与核对1267

第八节账务处理1267

第九节结算系统与其他系统的关系1267

第十节结算管理系统的安全和保密1268

一、安全保密的一般含义1269

三、安全保密措施1270

二、结算管理系统中的安全保密问题1270

第十一节结算管理系统的管理制度1271

一、人员培训制度1271

二、安全保密制度1271

三、数据校核制度1271

四、纠纷处理制度1271

第十章即时信息发布系统1273

第一节即时信息发布系统的组成和发布内容1273

一、即时信息发布系统和组成1273

二、信息发布内容1274

第二节即时信息发布系统主要技术平台1275

第三节信息即时发布系统的安全机制1276

一、总体要求1277

二、安全认证措施1277

第四节电力市场与电子商务1278

第一节网络技术的发展1281

第十一章电力市场中的数据网络系统1281

第二节宽带数据网络的技术体制1283

第三节虚拟专用网络（VPN）1290

一、隧道技术1291

二、PPTP——点对点隧道协议1291

三、L2F——第二层转发协议1292

四、L2TP——第二层隧道协议1292

五、GRE——通用路由封装1293

六、IPSec协议1293

第四节网络安全体系1296

第十二章发电报价及发电管理系统1304

第一节 电力市场对发电厂新的要求1304

第二节现有的经营管理模式及MIS系统1305

第三节发电报价及发电管理系统设计原理1308

一、市场发布信息分析1310

第四节发电报价及发电管理系统的流程1310

二、合同管理1311

三、动态检修管理1316

四、燃料管理1317

五、机组安全生产特性约束1318

六、动态成本管理1318

七、电价确定策略和次日报价策略1319

八、经济评估1319

第五节发电报价及发电管理系统的主要功能和系统建设原则1319

第十三章模拟决策与分析系统1323

第一节开展模拟决策系统研究的目的和意义1323

第二节模拟分析决策系统研究的重点问题1324

一、主要政策性问题1324

二、进行电价理论、上网电价、电价机制的研究1326

三、考虑不同的运营模型1327

四、建立不同层次关联的市场模型1327

第三节省级电力市场运营模式研究1329

第四节互联系统输电交易计划1332

第五节电力市场计算机模拟分析决策系统1336

一、模拟决策系统的内容1336

二、与模拟决策系统相关的技术问题1337

三、模拟决策系统的功能和系统组成1340

四、模拟决策过程的简要描述1342

第十四章通信协议和技术标准1344

第一节远动通信协体系1345

第二节计算机数据通信协议体系1347

第三节变电站数据通信协议体系1350

第四节协议转换及数据对象影射1351

第五节电能表及其数据通信协议1353

第六节扩展超文本标记语言XML1356

第七节电子数据交换EDI1358

第八节 应用编程接口（API）标准1363

第九节配电自动化接口标准1367

第十节电力系统统一的标准体系1370

第四篇能量管理系统（EMS）1373

第一章能量管理系统总述1373

第一节EMS的技术发展1373

第二节EMS的设计、开发与应用1376

第三节EMS概貌1380

第四节能量管理软件1381

第五节网络分析软件1384

第六节配电管理系统与EMS的关系1386

第七节EMS的效益论证1388

第二章EMS的计算机体系结构1391

第一节EMS计算机体系结构的发展1391

一、集中式计算机体系结构1392

二、分布式计算机体系结构1392

第二节开放式系统的特点1393

三、开放式计算机体系结构1393

第三节开放系统定义、阶段和标准1395

第三章EMS的数据库1397

第一节EMS的数据库1397

第二节SCADA数据库1399

一、厂站记录1400

二、远程终端记录1400

三、通信记录1401

第三节能量管理数据库1401

一、运行区的层次结构1402

二、机组有关的描述1403

三、燃料类型表1404

第四节网络数据库1404

一、网络数据库的内容1405

二、网络层次模型1405

三、预测与计划模型1406

第五节培训模拟数据库1407

第四章EMS的人机交互1409

第一节人机交互的功能和软件组成1409

一、人机交互的功能1409

二、人机交互系统的软件组成1410

第二节全图形的人机界面1413

第三节电力系统单线图1414

第四节应用软件潮流的人机界面设计1415

第五章数据收集与监控1419

第一节SCADA硬件系统1419

一、远程量测终端1419

二、传输信道1419

三、主站计算机1420

四、数据流程1421

一、状态量1422

第二节数据收集1422

二、量测值1423

三、电量值1423

第三节监视与事件处理1423

一、状态量监视1424

二、量测值的限值监视1424

三、量测值的趋势监视1424

四、数据质量标志1425

五、事件处理1426

第四节控制功能1426

第五节具有时间标志的数据1427

一、历史数据的采集1427

二、计划数据1427

二、事故追忆1428

一、顺序事件记录1428

第六节事故数据记录1428

三、存入磁带1428

第七节报告和计算1429

一、数值计算1429

二、逻辑运算1429

第六章电力系统负荷预测1430

第一节负荷预测概述1430

第二节电力系统负荷预测模型1433

一、基本正常负荷分量模型1433

二、天气敏感负荷分量模型1436

三、特别事件负荷分量模型1436

四、随机负荷分量模型1437

第三节电力系统负荷预测基本算法1438

一、最小二乘拟合方法1438

二、回归分析方法1439

三、时间序列方法1440

四、卡尔曼滤波方法1441

五、人工神经网络方法1442

六、灰色系统方法1444

第四节超短期负荷预测1450

一、超短期负荷预测基本模型1450

二、线性外推方法1451

三、时间序列方法1453

四、卡尔曼滤波方法1456

五、人工神经网络方法1459

第五节短期负荷预测1461

一、短期负荷预测基本模型1461

二、基于温度准则的外推方法1462

三、人工神经网络日负荷预测1464

第六节中期负荷预测1467

一、中期负荷预测基本模型1467

二、考虑气候因素的负荷模型的方法1468

三、灰色系统方法1469

第七节长期负荷预测1470

第八节母线负荷预测1471

一、树状常数负荷模型1472

二、负荷区域不一致的模型1473

三、负荷类型不一致的模型1474

四、混合负荷模型1475

五、母线负荷预测1476

第九节电力系统负荷预测软件设计1476

一、电力系统负荷预测软件总体设计1476

二、电力系统负荷预测软件功能1477

第七章 自动发电控制1479

第一节AGC的一般过程1480

第二节区域控制误差1482

第三节AGC对机组功率的分配1482

一、备用模型1483

第四节AGC有关模型1483

二、区域控制误差的死区和调节区1484

三、AGC状态模型1484

第五节AGC与其它应用软件的关系1485

第六节AGC的画面配置1486

一、主控画面1486

二、AGC状态与参数画面1486

三、备用监视与控制画面1486

四、计划与修改画面1487

五、AGC运行信息画面1487

第八章发电计划1488

第一节发电计划总体组成1488

第二节发电计划1489

一、经济调度模型1490

二、经济调度算法1496

三、发电计划的数据库与程序1499

四、发电计划用画面1501

第三节机组经济组合1502

一、机组经济组合概述1502

二、机组经济组合的模型1503

三、优先级法机组经济组合1504

四、动态规划法机组经济组合1505

五、机组经济组合软件设计1508

第四节水电计划1509

一、水电计划模型1509

二、水火电协调方程式1515

三、网络流规划法1516

四、水电计划的网络流模型1518

五、水电计划软件设计1522

第五节交换计划1524

二、联合电力系统协调方程式1525

一、互联电力系统的调度模式1525

三、联合电力系统网络流模型1528

四、联合电力系统网损和联络线潮流计算1529

五、单价计算与效益分配1533

六、交换计划的软件设计1534

第六节燃料计划1538

一、燃料调度计划的数学模型1539

二、燃料计划的网络流模型和解法1542

第七节检修计划1545

一、检修计划的技术和发展1545

二、检修计划模型1546

三、检修计划的算法1550

四、检修计划的软件设计1555

第九章实时网络状态分析1558

第一节网络结线分析1558

一、结线分析基本概念1559

二、结线分析基本算法1563

三、网络结线分析用数据1567

四、网络结线分析程序设计1569

五、画面配置1570

第二节电力系统状态估计1571

一、状态估计的数学描述1571

二、基本加权最小二乘法状态估计1573

三、快速分解状态估计算法1574

四、正交变换状态估计算法1576

第三节不良数据的检测与辨识1580

一、不良数据检测与辨识的基本原理1581

二、不良数据的检测方法1582

三、不良数据的辨识方法1584

第四节量测系统误差估计1589

一、量测误差方差估计1589

二、量测偏差的检测与辨识1590

第五节变压器抽头估计1591

第六节网络状态监视1594

一、网络监视模型1594

二、网络监视模型的建立与应用1597

第七节量测系统评价与优化配置1600

一、快速可观测性分析1600

二、检测、辨识的定量分析1602

三、状态估计精度影响分析1603

四、量测评价与优化配置系统1604

第八节状态估计模拟系统1605

一、电力系统运行状态模拟1606

二、量测系统的数学模拟1607

第九节实时网络状态分析的画面配置1608

一、网络汇总类画面1608

三、状态估计结果统计分析1608

二、网络元件表画面1609

三、监视画面1610

四、数据传送画面1611

五、预测、计划与模型画面1611

六、记录用画面1612

七、控制与维护用画面1613

第十节实时网络状态分析软件的设计与应用1614

一、与其它应用的接口1614

二、实时网络状态分析的启动方式和主要功能模块1615

三、实时网络状态分析软件的实用1616

第十章高度工程师潮流1618

第一节潮流计算的发展历程1618

第二节潮流基本模型与算法1620

一、潮流基本模型1620

二、牛顿－拉夫逊法潮流1621

三、快速分解法潮流1623

第三节潮流中的控制模型1624

一、多机（厂站）联合调整缓冲母线功率1624

二、无功调整模型1626

三、线路有功功率之和的控制1627

四、系统切负荷模型1628

第四节灵敏度分析1628

一、线路有功潮流对机组有功功率灵敏度1629

二、母线电压对机组无功功率灵敏度1630

三、母线电压对变压器抽头灵敏度1630

四、用摄动法计算灵敏度1632

第五节潮流计算收敛性的实用化改进1632

一、极大不平衡功率的检查与控制1633

二、开断环网的处理1636

第六节调度工程师潮流的软件设计1638

一、潮流总体设计1639

二、潮流计算的数据流程1640

三、潮流计算应用的数据库1641

四、潮流的人机交互1641

五、潮流的模块1642

六、潮流的信息1643

七、保留方式1643

八、多岛潮流计算1644

第七节潮流的应用与维护1644

一、潮流的应用1645

二、潮流软件维护1646

三、潮流专家1647

第八节网损修正系数1647

一、协调方程式中的网损修正方式1647

二、B系数的计算1649

三、利用雅可比矩阵计算网损微增率1652

四、网损修正的软件设计1652