论电力一体化应用

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在全球电力信息技术的发展中，中国曾经一度处于绝对领先的地位。20世纪60年代中期，人民日报了一条消息，北京西部的高井电站成功研制并安装了全自动数字闭环发、配电管理系统(即所谓的DDC，DigitalDirectControl)这在当时是一项全球领先的技术。而日立公司同期推出的电力自动化控制系统只能实现开环管理，也就是计算机系统只能对发、输、配电进行监控，而不能参加控制。

然而，高井作为一家发电企业，由于无法将科研成果变成产品，而仅仅将其当做了一项实验任务，导致这项领先的科研成果被束之高阁，没能得到继续的完善和推广。相反，当年滞后一步的日立公司，在后期不断开发新的技术并将这些新技术以产品的形式推向市场，因此在后来的电力信息技术市场上，取得了绝对的优势。

新规则对旧模式的挑战

从技术发展的角度看，电力系统每一领域的计算机应用都在不断发展。在电力控制领域，20世纪60年代初，美国一家小电厂最早使用了计算机控制系统，当时该电厂采用的是集中管理模式，但由于当时计算机系统的可靠性很差，与本身已具有高度稳定能力的电力主设备相比，计算机的集中控制显得很不可靠，因此后期逐渐形成了计算机分布控制、管理的模式。中国的电力信息系统发展也经历了同样的过程，到现在为止，分布式的计算机管理模式，已经成为国内电力生产、控制、调配管理的最主要的信息化手段。

电力作为一种产品，它有着自身的特殊性，完全是实时损耗，这种产品无法储存，而作为输送电力产品的电网，在其平静的外表之下，存在不断变化的电力“潮流”，因而在电力调度过程中，必须对这些“潮流”进行计算，才能使得电力生产系统稳定、安全、经济地运营。当电力行业引入新的竞争机制——竞价上网之后，这种机制对于信息能否及时、快速地传达到所需位置的要求更为迫切，目前中国电力行业从管理机械到开发商都在积极准备着，而中国要想尽快转变经营机制，就需要从体制到技术等多方面进行努力。

美国PJM电力市场

PJMINT.，L.L.C(以下简称为PJM)是经美国联邦能源管制委员会(FERC)批准，于1997年的3月31日成立的一个非股份制有限责任公司，它实际上是一个独立系统运营商(ISO)。PJM目前负责美国大西洋沿岸中部5个州及1个特区电力系统的运行与管理。作为区域性ISO，PJM负责集中调度美国目前最大、最复杂的电力控制区，其规模在世界上处于第三位。

1997年4月1日，该区域输电网正式开放，PJM开始运营美国第一个基于投标方式的区域电力市场。经过4年多运营，PJM市场已成为美国运转最流畅、最具活力的电力市场，它保证市场成员自由买卖电力、确定双边交易、申请输电服务等，同时为上述交易提供付款结算服务。

次日电力市场：市场成员在每天8：00～12：00向PJMOI提交第二天的投标计划。PJMOI在每天12：00～14：00结合系统有关信息对各成员的投标计划进行评估，系统信息包括预期用户需求、气候条件、输电线路、发电机组等，评估完成后，选择最有效、最经济的运行方式。PJMOI在每天14：00～16：00之间，向各成员通报评估结果，在16：00至第二天8：00，PJM还可根据系统经济性、可靠性等方面的要求做一些调整。

期货市场：期货市场分长、中短期。一年或一年以上为长期，一个月至一年以内为中期，一天至一个月以内为短期。事实上，次日市场也属于短期期货市场。中长期期货市场以协议来规范约束市场成员的交易行为，特别要强调的是，期货交易是按实时节点边际电价(LMP)结算。PJM期货市场的生命力在于其输电服务的费率随交易形式的不同而存在较大差异，中长期期权可转让。

实时市场：实时市场实际上是一个平衡市场，它是为解决系统突发事故、网络阻塞、市场结算困难而设立的。市场清算价每5分钟计算一次。

零售市场：目前只对宾夕法尼亚州5％的用户开放零售市场，在PJM控制区中的其他地区还没有开放零售市场。

在PJM市场中，输电网络属功能性分享，即原来的输电网络所有权没有变更，只是将输电经营权移交给PJM，而输电网所有者作为市场成员参与到PJM市场中。PJM市场输电服务类型有网络服务和点对点服务两大类，其中点对点服务有固定和非固定、长期和短期之分。PJM市场主要是采取协议的形式管理输电服务。

输电价格采用一部制容量电价，输电服务费率由PJMOI事先按输电网络所有者的网络覆盖区域制定，经董事会批准，并公布在《输电网开放服务费率表》(OATT)上。点对点输电服务按输电网所有者的网络覆盖划分区域，并按每年、每月、每周及每天(分峰谷时段)分别制定容量费率(美元/MW)；网络输电服务按输电网所有者的网络覆盖划分区域，并给出年度输电容量费率[美元/(MW·年)]。

自1997年4月开始运营以来，PJM取得了巨大的成功。截止到2000年年底，市场成员增至199个(1997年为82个)，年交易量(包括双边交易和实时市场交易)180TW·h(1997年为96TW·h)，市场节点价格基本未变，装机容量与负荷增长比例较为协调。

PJM的市场运营机构(PJMOI)与市场各成员无经济上的纽带关系，保证了系统运营的公正性及市场运营机构(PJMOI)独立于市场成员之外，维护了系统运营的独立性。建立董事会制度，采取CEO负责制，经营权与所有权分离，将整个区域电网的运营置于董事会监督之下，同时又设立了各类委员会，可及时发现和研究各类问题，并形成相应的咨询报告，供董事会参考，使市场监督更到位，可避免大的失误。

美国能源管制委员会(FERC)总结了国内外电力市场运营的经验教训，于2000年颁布了2000号法令，提出建立区域输电组织(RTO)，旨在跨州范围内，建立独立、完整的输电运营网络，以促进电能的合理流动和资源的优化配置，同时为电力市场的运营实行有效监督。PJM和9个PJM输电网络所有者成员(Baltimore天然气＆电力公司、Delmarva电类公司、Jersey中心电灯公司、Metropolitan爱迪生公司、PECO能源公司、宾夕法尼亚电力公司、PPL电力公用公司、Poromac电力公司、UGI公用有限公司)按2000号法令的要求，对PJM的运营管理模式进行评价，认为目前PJM的运营管理模式不仅满足2000号法令的要求，而且有很多方面超过了该法令的要求，并将评价报告呈交给联邦能源管理委员会，有望成为第一批由联邦能源管制委员会认可的区域输电组织。

电力应用走向一体化

在电力信息系统以外的更大的IT应用范围中，众多行业的IT主管们都在谈论着一个重要的话题——应用的一体化。应用一体化需要解决的问题有：

●如何同步处理从各部门获取的信息和数据；

●如何从获取的数据中得到反映企业整体运营状况的信息；

●如何有效地管理各部门及整个企业；

●如何实现主要的收入、开支和利润目标；

●如何提高各项业务决策的及时性和正确性；

●如何使高层管理者能够控制现在、把握未来。

电力系统目前也面临着应用的一体化问题。电力计算机应用包括：与生产直接相关的控制计算机系统、管理信息系统和模拟培训计算机系统，电力计算机应用一体化，一方面要完成各系统本身的一体化管理，另一方面还包含全部系统的一体化，即建立综合信息系统。

在电力行业完成组织机构重组和区域的重新划分之后，厂网分工、竞价上网的经营模式将逐步变为现实，这意味着电力行业将取消垄断，逐步形成健全合理的竞争机制。为了在竞争中取得成功，电力企业需要一个既集成、优化原有各应用系统，又能满足当前和未来挑战性需求的综合实时的应用服务系统。从电力控制的角度看，要实现全过程的管理和控制，就必须了解各方面的状况，这就要求信息的集中管理。

分布系统与一体化的矛盾

在一次美国“财富”500强的一家公司与华尔街股票分析家举行半年一次的会议上，发现该公司数十亿美元的市场资金不明去向，分析人士和金融界报道说，有几个因素共同导致了这种结果，而该公司缺乏开支控制是一个重要原因。该公司几年前采用了分布式Unix系统，该系统只能提供被各部门分割过的数据，首席执行官和财务官难以及时了解整个公司的收支情况，该公司的首席执行官认为，公司需要改变其MIS系统，让各部门获得更多的实时信息。

中国的电力行业也一样，从目前的计算机应用状况看，由于使用了多年的分布式系统，形成了许多数据孤岛，使得统一管理变得异常复杂，实现电力应用一体化面临的一个重要问题就是如何降低系统的复杂性。Unix环境的特点是“一个应用、一个服务器”，在部门级进行统一管理很容易实现，成本也不高，但如果面向整个企业，特别是大型企业进行管理，就需要将上百台甚至更多的服务整合在一起，一个个“简单”的系统连接起来，形成一个庞大的“ServerFarm”(服务器群)，每台服务器都是一个信息“孤岛”，这些信息“孤岛”是实施应用一体化的极大障碍。

未来必然走向整合

针对计算机应用一体化所存在的问题，IBM公司提出了服务器整合的战略思想，这个战略最主要的内容是：优化现在的IT基础设施，为ERP、CRM、SCM及BI等应用提供稳固的基础。

服务器整合战略分为以下四个阶段：

Centralization：把现有服务器重新配置在一个或几个地方，服务器结构不变。集中化涉及到减少运营服务器物理地点的数量，对数据中心的地点进行合并。由于这是四个整合阶段中最基础的部分，所以它通常是优化总体拥有成本的第一步。

PhysicalConsolidation：用几个容量大、功能强的服务器，替换一个较小的服务器，可以在一个地方、一个部门或整个公司实施。物理整合可以提高现有服务器系统的使用效率，改善应用程序的容量及性能，提高可管理性、可扩展性，降低系统维护、技术支持及软件升级等方面的费用。

DataIntegration：服务器的集中与物理整合，改善了公司内服务器的结构，数据整合则侧重于把公司现有的大量的数据库进行物理合并。整合到一起的数据可被多台服务器存取，数据整合从逻辑上讲是跟在服务器集中和物理整合之后的。数据整合可以通过更集中的方式管理和控制数据，从而创造更大的规模效应。

ApplicationIntegration：应用整合是服务器整合策略中最综合的一步，应用整合包括把各种应用和数据，如Web服务、ERP、BI及其他应用混合在一起。一般情况下应用整合有两种方式：一是在同一体系结构下运行混合负载或多个负载(即全部基于Unix，或全部基于Intel)；二是运行来自不同体系结构的混合负载和多个负载，即在同一服务器资源内自由地运行本地Unix、NT、S/390、NetWare应用。

服务器整合的途径有很多，企业可以通过把服务器虚拟化技术与Linux想结合，将几十台、几百台、几千台甚至上万台服务器整合成为运行在一台主机上的众多虚拟服务器。这对于削减维护费用，优化服务器能力，提高存取数据的效率有着极大的帮助，从而使得新方案和新应用的实施更加容易，企业可以更方便地获得一个战略商业工具。

服务器整合的途径

IBM公司在其提出的战略整合的思路中指出，服务器整合是包括电力在内的所有行业实施统一、规范管理的基础，企业基础架构的整合可以通过多种方式实现，而把企业级服务器虚拟化技术与Linux结合起来将成为实现快速整合的捷径。这种方式能够把几十台、几百台、几千台甚至上万台服务器，整合成为运行在一台主机上的众多虚拟服务器。

为了满足服务器整合不同层次的需要，IBM把主机的分区和虚拟技术用于eServer的iSeries和pSeries,甚至xSeries。同提研究出Enterprisex/Architecture技术，帮助其实现将先进的大型主机技术扩展到基于Intel昝器服务器的发展蓝图，其基于硬件的系统分区就是关键的可扩展技术之一。

为了更好地实现系统的开放性，IBM还推出了IBMZ系列Linux专用主机。该系统以服务整合工作负荷为基础而设计，包含了集硬件、软件、服务为一体的综合解决方案，适用于把Unix、WindowsNT、Linux应用整合到世界级的Linux平台上，适用于20台至几百台服务器的整合。该硬件系统的推出，极大地增加了采用Linux解决方案的灵活性，拥有无比优越的TCO(总体拥有成本)，并拥有极具吸引力的价格策略。