第一章 绪论 1
1.1 EMS的技术发展 1
1.2 EMS的设计、开发与应用 4
1.3 EMS概貌 8
1.4能量管理软件 10
1.5网络分析软件 11
1.6配电管理系统概述 14
1.7 EMS的效益论证 16
第二章 EMS的计算机体系结构 18
2.1 EMS计算机体系结构的发展 18
2.1.1集中式计算机体系结构 18
2.1.2分布式计算机体系结构 19
2.1.3开放式计算机体系结构 19
2.2开放式系统的特点 20
2.3开放系统定义、阶段和标准 21
第三章 EMS的数据库 23
3.1 EMS的数据库 23
3.2 SCDA数据库 25
3.2.1厂站记录 25
3.2.2远程终端记录 25
3.2.3通信记录 26
3.3能量管理数据库 27
3.3.1运行区的层次结构 27
3.3.2机组有关的描述 28
3.3.3 燃料类型表 29
3.4网络数据库 29
3.4.1网络数据库的内容 29
3.4.2网络层次模型 30
3.4.3预测与计划模型 30
3.5培训模拟数据库 31
3.6数据库的联系 32
第四章 EMS的人机交互 33
4.1人机交互的功能 33
4.2人机交互系统的软件组成 34
4.3全图形的人机界面 36
4.4电力系统单线图 37
4.5应用软件潮流的人机界面设计 38
第五章 数据收集与监控 42
5.1 SCDA硬件系统 42
5.1.1远程量测终端 42
5.1.2传输信道 42
5.1.3主站计算机 43
5.1.4数据流程 44
5.2数据收集 45
5.2.1状态量 45
5.2.2量测值 45
5.2.3电量值 46
5.3监视与事件处理 46
5.3.1状态量监视 46
5.3.2量测值的限值监视 46
5.3.3量测值的趋势监视 47
5.3.4数据质量标志 47
5.3.5事件处理 47
5.4控制功能 48
5.5具有时间标志的数据 48
5.5.1历史数据的采集 49
5.5.2计划数据 49
5.5.3存入磁带 49
5.6事故数据记录 49
5.6.1顺序事件记录 49
5.6.2事故追忆 50
5.7 报告和计算 50
5.7.1数值计算 50
5.7.2逻辑运算 50
第六章 电力系统负荷预测 51
6.1负荷预测概述 51
6.2电力系统负荷预测模型 54
6.2.1基本正常负荷分量模型 54
6.2.2天气敏感负荷分量模型 56
6.2.3特别事件负荷分量模型 56
6.2.4随机负荷分量模型 57
6.3电力系统负荷预测基本算法 58
6.3.1最小二乘拟合方法 58
6.3.2回归分析方法 59
6.3.3时间序列方法 59
6.3.4 卡尔曼滤波方法 60
6.3.5人工神经网络方法 61
6.3.6灰色系统方法 63
6.4超短期负荷预测 68
6.4.1超短期负荷预测基本模型 68
6.4.2 线性外推方法 69
6.4.3时间序列方法 71
6.4.4卡尔曼滤波方法 73
6.4.5人工神经网络方法 76
6.5短期负荷预测 77
6.5.1短期负荷预测基本模型 77
6.5.2基于温度准则的外推方法 78
6.5.3人工神经网络日负荷预测 80
6.6中期负荷预测 82
6.6.1中期负荷预测基本模型 83
6.6.2考虑气候因素的负荷模型的方法 83
6.6.3 灰色系统方法 84
6.7长期负荷预测 85
6.7.1递推BP网络长期负荷预测 85
6.8母线负荷预测 86
6.8.1树状常数负荷模型 87
6.8.2负荷区域不一致的模型 87
6.8.3负荷类型不一致的模型 88
6.8.4混合负荷模型 89
6.8.5母线负荷预测 89
6.9电力系统负荷预测软件设计 90
6.9.1电力系统负荷预测软件总体设计 90
6.9.2电力系统负荷预测软件功能 90
第七章 自动发电控制 92
7.1 AGC的一般过程 93
7.2区域控制误差 94
7.3 AGC对机组功率的分配 95
7.4 AGC有关模型 96
7.4.1备用模型 96
7.4.2区域控制误差的死区和调节区 96
7.4.3 AGC状态模型 97
7.5 AGC与其它应用软件的关系 97
7.6 AGC的画面配置 98
第八章 发电计划 100
8.1发电计划总体组成 100
8.2发电计划 101
8.2.1经济调度模型 101
8.2.2经济调度算法 107
8.2.3发电计划的数据库与程序 110
8.2.4发电计划用画面 112
8.3机组经济组合 112
8.3.1机组经济组合概述 112
8.3.2机组经济组合的模型 113
8.3.3优先级法机组经济组合 114
8.3.4动态规划法机组经济组合 115
8.3.5机组经济组合软件设计 117
8.4水电计划 118
8.4.1水电计划模型 119
8.4.2水火电协调方程式 124
8.4.3网络流规划法 125
8.4.4水电计划的网络流模型 127
8.4.5水电计划软件设计 130
8.5交换计划 132
8.5.1互联电力系统的调度模式 132
8.5.2联合电力系统协调方程式 133
8.5.3联合电力系统网络流模型 136
8.5.4联合电力系统网损和联络线潮流计算 137
8.5.5单价计算与效益分配 140
8.5.6交换计划的软件设计 141
8.6燃料计划 145
8.6.1燃料调度计划的数学模型 145
8.6.2燃料计划的网络流模型和解法 149
8.7检修计划 151
8.7.1检修计划的技术和发展 151
8.7.2检修计划模型 152
8.7.3检修计划的算法 155
8.7.4检修计划的软件设计 160
8.8小结 161
第九章 实时网络状态分析 163
9.1网络结线分析 163
9.1.1结线分析基本概念 164
9.1.2结线分析基本算法 168
9.1.3网络结线分析用数据 171
9.1.4网络结线分析程序设计 173
9.1.5画面配置 173
9.2电力系统状态估计 174
9.2.1状态估计的数学描述 175
9.2.2基本加权最小二乘法状态估计 176
9.2.3快速分解状态估计算法 177
9.2.4正交变换状态估计算法 179
9.3不良数据的检测与辨识 183
9.3.1不良数据检测与辨识的基本原理 184
9.3.2不良数据的检测方法 185
9.3.3不良数据的辨识方法 186
9.4量测系统误差估计 191
9.4.1量测误差方差估计 191
9.4.2量测偏差的检测与辨识 192
9.5变压器抽头估计 193
9.6网络状态监视 195
9.6.1网络监视模型 196
9.6.2网络监视模型的建立与应用 198
9.7量测系统评价与优化配置 201
9.7.1快速可观测性分析 201
9.7.2检测、辨识的定量分析 203
9.7.3状态估计精度影响分析 204
9.7.4量测评价与优化配置系统 204
9.8状态估计模拟系统 205
9.8.1电力系统运行状态模拟 206
9.8.2量测系统的数学模拟 207
9.8.3状态估计结果统计分析 207
9.9实时网络状态分析的画面配置 208
9.9.1网络汇总类画面 208
9.9.2网络元件表画面 209
9.9.3监视画面 209
9.9.4数据传送画面 210
9.9.5预测、计划与模型画面 210
9.9.6记录用画面 211
9.9.7控制与维护用画面 212
9.10实时网络状态分析软件的设计与应用 213
9.10.1与其它应用的接口 213
9.10.2实时网络状态分析的启动方式和主要功能模块 213
9.10.3实时网络状态分析软件的实用 215
9.11小结 215
第十章 调度工程师潮流 217
10.1潮流计算的历史 217
10.2潮流基本模型与算法 219
10.2.1潮流基本模型 219
10.2.2牛顿-拉夫逊法潮流 219
10.2.3快速分解法潮流 221
10.3潮流中的控制模型 222
10.3.1多机（厂站）联合调整缓冲母线功率 222
10.3.2无功调整模型 224
10.3.3线路有功功率之和的控制 224
10.3.4系统切负荷模型 225
10.4灵敏度分析 226
10.4.1线路有功潮流对机组有功功率灵敏度 226
10.4.2母线电压对机组无功功率灵敏度 227
10.4.3母线电压对变压器抽头灵敏度 227
10.4.4用摄动法计算灵敏度 228
10.5潮流计算收敛性的实用化改进 229
10.5.1极大不平衡功率的检查与控制 229
10.5.2开断环网的处理 232
10.6调度工程师潮流的软件设计 234
10.6.1潮流总体设计 234
10.6.2潮流计算的数据流程 235
10.6.3潮流计算应用的数据库 236
10.6.4潮流的人机交互 237
10.6.5潮流的模块 237
10.6.6潮流的信息 238
10.6.7保留方式 238
10.6.8多岛潮流计算 239
10.7潮流的应用与维护 239
10.7.1潮流的应用 239
10.7.2潮流软件维护 241
10.7.3潮流专家 241
10.8网损修正系数 242
10.8.1协调方程式中的网损修正方式 242
10.8.2 B系数的计算 243
10.8.3利用雅可比矩阵计算网损微增率 246
10.8.4网损修正的软件设计 246
第十一章 网络安全分析软件 248
11.1预想故障分析 249
11.1.1预想故障分析的技术发展 249
11.1.2故障定义及其维护 250
11.1.3故障扫描 252
11.1.4故障详细分析 263
11.1.5预想故障分析的软件设计 267
11.1.6预想故障分析小结 271
11.2安全约束调度 271
11.2.1安全约束调度的技术发展 271
11.2.2安全约束调度基本理论 272
11.2.3安全约束调度中参数计算及基方程处理 276
11.2.4切负荷处理 278
11.2.5 软件设计 279
11.3 最优潮流 281
11.3.1最优潮流概述 281
11.3.2最优潮流的基本理论 284
11.3.3牛顿法最优潮流 287
11.3.4最优潮流软件设计 291
11.4电力系统静态等值 292
11.4.1基本描述 293
11.4.2 Ward等值 294
11.4.3 REI等值法 297
11.4.4软件设计 300
11.5电压稳定性分析 303
11.5.1电压稳定性的研究现状 303
11.5.2简单系统电压静态稳定分析 303
11.5.3负荷导纳法 306
11.5.4应用软件设计 309
11.6小结 310
第十二章 调度员培训模拟 312
12.1调度员培训模拟器概述 312
12.1.1研究背景和意义 312
12.1.2主要功能及要求 313
12.1.3 基本组成部分 315
12.1.4 系统配置方式 316
12.2电力系统模型 318
12.2.1潮流技术 318
12.2.2动态模拟 321
12.2.3暂态稳定 322
12.2.4模拟周期 323
12.3动态模拟中的模型技术 326
12.3.1动态模型的建立 326
12.3.2 原动机模型 327
12.3.3继电器模型 328
12.4培训系统 330
12.4.1培训系统的功能 330
12.4.2培训方案的建立 331
12.4.3用培训模拟器的培训过程 332
12.5控制中心模型及接口要求 335
12.5.1控制中心模型的主要功能 335
12.5.2电力系统模型的计算机要求 336
12.5.3控制中心模型计算机的要求 337
12.5.4接口要求 338
12.6小结 340
第十三章 EMS工程项目管理 341
13.1项目管理概述 341
13.2 SCADA/EMS立项 342
13.3 SCADA/EMS的招标 343
13.3.1填写技术要求 343
13.3.2投标者资格审查 344
13.3.3制订评议标准 344
13.3.4评标 344
13.3.5合同谈判 345
13.4实施 345
13.4.1制订实施计划 346
13.4.2功能审查与确认 346
13.4.3维护人员培训 346
13.4.4实验室验收（FAT） 346
13.4.5调度员培训 347
13.4.6现场安装 347
13.4.7启动与现场验收（SAT） 348
13.4.8试运行 348
13.4.9可用率测试 348
13.4.10保修期 348
13.5软件设计、开发和维护 348
13.5.1项目总体设计 349
13.5.2项目的详细描述 349
13.5.3软件设计 349
13.5.4软件实现 350
13.5.5形成文件 350
13.5.6实验室验收 350
13.5.7现场验收 350
13.5.8项目管理与协调 350
13.6软件质量问题 350
第十四章 结语 352
参考文献 355