DL Z 885-2004 电力系统控制及其通信解除管制的电力市场通信.pdf
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1、ICS 29.240.30 F 21 备案号:14613-2004中华人民共和国电力行业标准化指导性技术文件DL/ Z 885- 2004 /IEC TR 62195:2000 电力系统控制及其通信解除管制的电力市场通信Power system control and associated communications Der吨ulatedenergy market communications ( IEC TR 62195: 2000, IDT) 2004-10-20发布2005-04-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布DL/Z885 - 2004 目次前言.IIO范围1 引言.
2、1 2业务(象限1和3). 2 3 可用的协议.“.5 4对标准的需求和工作流程. 8 5 结论.u附录A(资料性附录市场及有关业务的比较.13附录B(规范性附录)定义.19附录c(资料性附录)现有的解决方案.24附录D(资料性附录)模型的实例(英格兰和威尔士市场).29 附录E(资料性附录)互联网技术的使用.30 附录F(资料性附录)缩略语.33 DL I Z 885 - 2004 前近年来,随着我国电力体制改革的发展,“网厂分开,竞价上网”的电力市场试点工作不断深入,电力市场的研究、设计、建设与实施部门十分需要了解电力市场的业务需求、技术支持及有关通信方面的问题,为此,我们编制了本指导性技
3、术文件。国际电工委员会于2000年提出了一份技术报告解除管制的电力市场通信,具体介绍了电力市场的市场业务、技术业务、可供电力市场通信使用的协议规范以及欧美国家的实施实例。尽管我国电力市场的模式、发展状况以及通信基础与国外不同,但这份技术文件对我们仍有重要的参考意义。本指导性技术文件等同采用国际电工委员会技术报告IECTR 62195: 2(阴电力系统控制及其通信解除管制的电力市场通信(英文版)及IEC62195修改单1:2002附录EC英文版)。为便于使用,编制本指导性文件时增加了附录F“缩略语”。本指导性技术文件的附录B为规范性附录,附录A、附录C、附录D、附录E及附录F为资料性附录。本指导
4、性技术文件由中国电力企业联合会提出。本指导性技术文件由全国电力系统控制及其通信标准化技术委员会归口并负责解释。本指导性技术文件负责起草单位:国电自动化研究院。本指导性技术文件参加起草单位:国家电力调度通信中心、中国电力科学研究院、清华大学、华东电网有限公司、浙江省电力公司、上海电力股份有限公司。本指导性技术文件主要起草人:宋燕敏、史连军、周京阳、曹荣章、夏清、杨立兵、陈枫、高国鸣。本指导性技术文件仅供参考,有关对本指导性技术文件的建议和意见向中国电力企业联合会标准化中心反映。II 国的ISO)的信息。电力系统控制及其通信解除管制的电力市场通信DL I Z 885 - 2004 、I及通用的通信
5、服从右向左的箭头代表由电力运行系统提供给市场系统的信息。意思与上述相似,但第一个箭头的数据由大区组织提供(如计量等),第二个箭头是电网安全运营需要的数据。图1表示模型实例是英格兰和威尔士的系统,在附录D中给出。实现功能一发电一提供系统服务一提供安全和稳定实现功能:一交易电量一交易系统服务一输电容量备用一绪算与清账DL/ Z 885 - 2004 7 更清楚、稳定依赖物理基础变化多样、复杂、依赖地区政治市场系统和电力运行系统象限图图2以另一种分类方法,业务和协议,描述这个模型,是一个四象限结构:象限1(Ql):市场信息系统(市场应用、角色以及它们之间的业务):象限2CQ2):市场业务的可用协议:
6、象限3(Q3):技术信息系统(电力系统运行应用业务):象限4CQ4):技术业务的可用协议。圈11.3 技术领域商业领域囚业务内门川川TASE2 TASE- 囚WWW EDI FACT 囚协议图限象图2业务(象限1和3)在解除管制的电力市场中,业务模型的概念是很重要的。这包括角色、业务本身以及交换的对象。随着管制的解除,在目前独立的功能和角色之间将会有更多的接口,相对于原来集中管理的电力企业,2 2 DL I Z 885 - 2004 现在电力企业的工作量将显著增加。通过使用先进的信息通信技术OCT)减少业务工作量,应是任何标准的目标。其他市场己有很多普遍应用信息通信技术的例子。本文件仅涉及电子
7、通信接口。不同市场采用接口的标准化会使这种通信工具更便宜,新的市场还可从己有市场先进的使用经验中受益。在本文件中,业务主要分为市场业务和技术(过程)业务。过程为市场形成产品,例如电量、与输电计划(固定或不固定)有关的输电容量、以及为市场提供的互联系统运行服务(群体服务:发电和需求平衡、输电安全、紧急备用等:个体服务:实时电力损耗、电量不平衡、备用电源、负荷跟踪等)。原有集中管理下的电力企业的集中的产品被分解成分散的产品,因此结算与清账变成从抄表、收集结算数据、结算到出账的一系列问题。一些市场模型(如英国)在配电和抄表环节中引入了竞争。因为解除管制电力市场中的电力交易变成由第三方(消费者)驱动,
8、可能跨越多个控制区域才能形成完整的结算链(根据合同以及计划交易与实际交易的差额付费),结算变得更复杂。每个市场有它自己的管制框架以保证最终用户、负荷集抄者、发电商、交易员等对网络进行无歧视的开放式访问,从而可以实现电量自由交易。在完全解除管制的市场中,过程的任务限于实施市场(发电和输电)决定的计划,以及根据支付和预定的产品质量,按物理规律提供互联系统的运行服务,保证系统运行的安全与稳定。在解除管制的市场中,许多角色有两面性,因此他们既出现在过程侧,也出现在市场侧。这些角色在过程侧与服务过程相关,而在市场侧与服务的提供和交易相关。某些服务如发电和需求平衡,是电力系统的必需功能,不能进行交易。另一
9、方面,“终端用户”,即最终电力消费者,仅出现在市场侧。在完全解除管制的市场中,市场决定电能的买方气卖方、电量以及价格,“市场与过程的接口”主要用于将市场决定(电量、容量、可选服务)发送给过程并接收过程对市场决定能否运行的回答。绝大多数情况下,回答一般是简单的“是”或“否”,但也可能带有附加信息,如系统限电和减电等。因而,许多传统业务,如发电计划(自己决定的)和输电计划(第三方驱动的)等,转移到市场侧,并由市场侧控制过程,过程侧则实际执行或为执行准备条件。在市场过程里并非只有供需是否平衡这样一个简单问题:如需求随供电成本而改变,可能会出现迭代环节。在完全解除管制的市场中,角色包括电力交易所CPX
10、,发电和负荷报价)、交易员、经纪人、输电系统运行机构、配电系统运行机构、法律上与发电商和输电商分离的独立系统运行机构,安全协调员(见附录B中美国部分的定义)、输电商(“线路”)、发电商、配电商(“线路”)、供电商(购买并向分散用户销售电力)和输配电的最终用户。角色的定义、命名以及它们之间的互动在不同市场中可能不同。这除了逻辑上的原因,还取决于政治、历史、法规、经验和文化等因素。更复杂的是,解除管制的市场从来不是在一夜间建立的,而是靠经验随时间发展的。有些市场解除管制的发展期长达10年之久,甚至更长。市场结构演变的一个特点是:某些属于技术领域的职责(象限1)转移到商业领域(象限3),使将来的任何
11、模型对市场因素都会非常敏感。象限1和3之间的边界非常依赖于市场结构,因而需要在标准化方面加以特别考虑和进一步细化。有些市场(美国OASIS开放式访问即时信息系统和TIS交易信息系统的当前状态)己实施的简单用户接口没考虑物理规律(合同路径),现在正向市场到过程的更复杂的映射转变(将用电力分配因子计算的并行潮流分析应用于潮流阔值flowgate),使市场和过程和谐一致。值得注意的是,业务量仅与现役交易员数量和交易频率有关。然而,对于负荷重、人口多、工业密集、地理范围广的大规模电力市场,如果这些市场基于多个电力系统(具有发电和负荷平衡的控制区域或地区),甚至还有分层控制结构的话,则市场业务工作量会更
12、大。附录A提出了一个业务项目的初步清单及其在解除管制电力市场中的实现。目的是对不同市场进行初步比较。请注意这个清单不能说是全面的,随着市场的不同其名称会有不同的含义(见附录B中的定义)。3 DL/ Z 885一20042.1 市场业务(象限1)市场业务是商业市场环境中的,而不是象限3表示的技术和工程环境中的业务。象限1中的业务基于市场结构模型的两个主要分支:物理双边合同模型,现货电量交易和辅助服务模型。绝大多数市场融合了这两种结构。EU(欧盟)模型的TPA(第三方准入)、NTPA(协商的第三方准入)和单一购买者就结果而言都属于物理双边合同,而英国英格兰和威尔士的电力联营体是包含电力交易所(负荷
13、预报代替负荷报价)的电力联营体模型。美国四RC(联邦能源管制委员会)的开放准入规则类似于TPA。除此以外,还存在期货(价格风险规避)的纯粹金融市场,但不在本文件范围内。这对所谓的差额合同同样是正确的。下面的市场业务示例来自所观测的市场,不一定完整。1)物理双边合同的市场交易:合同发电和辅助服务(纸上交易)输电容量市场 输电容量的提供: 输电容量的备用: 输电容量的分解和合成: 输电容量的二次销售: 结算与清账。2)电力交易所的市场交易:电力交易所(包括电量和辅助服务) 发电和需求报价: 报价结果: 结算: 电量交易服务的结算与清账。电力联营体 发电报价和需求预报: 报价结果(价格): 结算:
14、交易电量的结算与清账。2.2 技术业务(象限3)电力系统实时运行时,技术业务在一些“技术角色”(控制中心、发电厂、变电站等)之间转换。这里假定“实时”代表“电力系统在线运行所关注的业务”,可以包括一些预备信息(如短期生产计划等)和事后数据(事后存档、实际负荷曲线、继电保护动作的历史记录等)。4 例如,电力系统运行中常发生以下技术业务: 变电站发给控制中心的状态信号和事件(开关设备状态、变压器抽头位置、继电保护事件、报警等): 变电站和发电厂发给控制中心的电气量测量(电压、有功和无功功率、电流、备用等)以及电量值: 电力企业内部和电力企业的控制中心之间的通信(网络拓扑、联络线的量测值、电量值、控
15、制区之间的输电计划、操作信息): 控制中心发给变电站区域或本地的操作命令(断路器、变压器抽头调节、减载设备等): 控制中心发给发电厂的指令(设点命令): 控制中心发给发电厂的发电计划P=f份,不适用于自己决定的发电厂,见2.3; 控制中心对发电厂的承诺(不适用于自己决定的发电厂,见2.3);DL/ Z 885 - 2004 控制中心之间输电计划信息的交换:. 过程信息也在输电网和输电网用户(终端用户、发电厂、配电网等)之间交换,以确保电力系统安全运行。这些业务是技术信息系统的一部分。2.3 市场和技术信息系统之间的接口(象限3)除目前己有信息之外,解除管制电力市场中的电力系统运行机构需要额外信
16、息来处理哑A(第三方准入)环境中的双边交易和电力交换。注意过程的角色有双面性,这里仅描述市场和技术信息系统之间的接口。对解除管制电力市场的观察反映了一些普遍趋势:a)通过现货市场或双边交易,市场向过程提供一个计划初稿(谁生产,哪里生产,为谁生产,什么时候,在一段时间里生产多少),带有或没有备用输电容量。例如:输电计划 输电计划的请求一一有备用输电容量一一无备用输电容量(备用与输电容量一起申报) 输电计划的确认: 抄表: 结算:. 清账。发电计划 从系统运行机构收集计划: 抄表: 结算: 清账:. b)执行计划的最终决定在系统运行机构分析输电容量和输电安全后作出。网络需限制时,相应的产品购买和市
17、场分割可由ISO、任何其他有运行权力的机构或市场本身完成。这些信息可能包括的内容如下: 简单的“是”或“否”: 系统运行机构发布的限电通知和运行发生扰动时的减电通知: 对市场成本有影响的后续运行需求信息: 实际运行成本:. 3 可用的协议本章涉及各种“可用的”协议。本文件中的“可用的”协议表示该协议是一个已经用于支持解除管制的电力市场通信的协议,可以作为一个“书面的”规范,也可以作为一个公开出版的标准。3.1 用于市场业务的协议(象限2)3. 1.1 EDIFACT EDIFACT (联合国用于行政管理、商业和运输的电子数据交换标准)是联合国为交换结构化数据而制定的一个标准。UN/EDIFAC
18、T现被视为惟一的电子数据交换国际标准。在SB3/13剧F文件中,IECSB3认可这个标准并建议使它正式化。在斯堪的纳维亚市场,EDIEL(用于电力市场交易的电子数据交换标准)是现在电力市场交易的DL I Z 885 - 2004 电子数据交换标准。其初衷是为了减少传真和人力成本的使用。EDIEL使用了己有的EDIF ACT标准,将它构造为类似于一张数据元素的表。最初是在X.25信道上使用X.400发送报文。在ISDN和TCP/IP上也实现了EDIELoEDIEL可以容易地使用SMTP协议和互联网,而不用X.400和X.25o在公用网络和专用网络上都己经实现了EDIEL,并且可以通过与市场有关的
19、非实时通信将所有市场成员连接起来。EDIEL用于交易,如竞价、出账和次日发电计划的交换,但不用于如二次调节那样很实时的操作,这些操作是通过电话进行的。信息提供商也可以将电力价格提交给公共媒体(道琼斯、路透社等)。3.1.2 WWW 附W是全球使用的互联网技术J商业应用前景很大。在市魁安全和性能等关键问题。附W使用客户服务器以及HTML、町、JAVApplets嘀嘀3是技术。 的PC机上的便直或免费的浏脚。wy;w在应用上还没有标准时,剧魄(将个别地标准化。在美国,开放的传输访问是由阻RC(联邦能源管制委员会)遛过OAS C开放式访问即时信息系统)管理的。OASIS第寸阶段予1997年开始运行。
20、OASIS的一些技术嫩E基于业的建议,被FERC正式来纳为开放式访问即时信息系统标准及通信协议COASI段引。使用。地SISV以通过基于HTML模板的标准化消息预约输电容量及辅助服务。NERC(北美力F靠性委员运准警在实现以OASIS预约容量后,也在将来的TISC交易信息系统)中使用WW制定输电计划。协嘀嘀还将用于加利福尼亚PX的用户接口。3.1.3 英国解除管制叩市场使用的协议英国国内的电才竞争开始于1998年9月14日。在那时以前j电子的数据传V网一年多。在这期间咱其部分时间里,DTN只传送测遮盖息虽然对通信业务说来i带据流和带有运行标志阳数据流并没有多少差异。在l999.年时入完全竞争前
21、的i立渡申期里,该通信业务为那些还没有完全开放市场的市场成员传送实时数据和测试信息。同时,数蹭传送PJDTN在收集计量数据及其他方面也跑了重要作用。谣通信业务应用科啪叫所有参与者之间在参与者之间定义了大量的数据流,这些数据流就由DTN传碍。该项服务的斗要呻户是各结算机丰( 兰结算机构、供应商包括公共电力供应商扣二级肪员?数据、总本员等)。I. I 1 在实施DTN的最3月眈段,竞价、计j、运行数据、辅助服务、计费和联fl体边,1计量仍然用已有F气,;(.气l I I 的系统,DTN的服务由伊会需求量在1锹叫蜡周且拱唱“二级”啡时在另一个公司网络上运行的那些供电商)持平抄表开始。然而在新网络中也
22、增加了功能:卢最扩需求量在lOOkW以下的用户,收集结算时段夕比如量MOST和结算时段内计量MIST的结笃11.据。个网络连接了名为初始结算协调代理IS灿的“联营体”电商和所有市场成员。这些吧,如员铲配电公司、输电网运行机构(国家电网公司NGC)、纵向联合电啸公司(苏格兰)的运每增构、萄龟公司、数据收集人员(每、,. -一【,.:7”.唱厅、半小时的或非半小时的数据、数据汇总人员f每单时响口非半小国的数据)、表计操作员(每半小时的或非半小时的表计值)、注册服务代理ES和计量点管理服务PAS。直到开始编写本报告时,数据传送网DTN、骨节楚窦时数据,也未提供详细信息。它还不全符合本章标题“可用”的
23、范畴,本报告也没有对它进一步说明。然而,以上信息己经更新以反映当前实际情况。3.2 技术业务的可用协议(象限4)正在使用的协议包括ICCP和ELCOM90。这些协议己分别在TASE.2和TASE.l中实现,井己成为IEC60870-6系列标准的一部分。下面进一步给出有关信息。配电线报文规范DLMS己构成IEC61334系列标准的一部分。最初目的是用于配电自动化领域,现己转到抄表通信方面,虽然还未达到商业使用的规模。3.2.1 TASE.2/ICCP TASE.2主要用于控制中心之间网络的实时控制,原不用于电力市场交易,后来电力市场交易用了它。6 DL/Z 885一2004 制造报文规范MMS用
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