論電力一體化應用

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在全球電力信息技術的發展中，中國曾經一度處于絕對領先的地位。20世紀60年代中期，人民日報了一條消息，北京西部的高井電站成功研制并安裝了全自動數字閉環發、配電管理系統(即所謂的DDC，DigitalDirectControl)這在當時是一項全球領先的技術。而日立公司同期推出的電力自動化控制系統只能實現開環管理，也就是計算機系統只能對發、輸、配電進行監控，而不能參加控制。

然而，高井作為一家發電企業，由于無法將科研成果變成產品，而僅僅將其當做了一項實驗任務，導致這項領先的科研成果被束之高閣，沒能得到繼續的完善和推廣。相反，當年滯后一步的日立公司，在后期不斷開發新的技術并將這些新技術以產品的形式推向市場，因此在后來的電力信息技術市場上，取得了絕對的優勢。

新規則對舊模式的挑戰

從技術發展的角度看，電力系統每一領域的計算機應用都在不斷發展。在電力控制領域，20世紀60年代初，美國一家小電廠最早使用了計算機控制系統，當時該電廠采用的是集中管理模式，但由于當時計算機系統的可靠性很差，與本身已具有高度穩定能力的電力主設備相比，計算機的集中控制顯得很不可靠，因此后期逐漸形成了計算機分布控制、管理的模式。中國的電力信息系統發展也經歷了同樣的過程，到現在為止，分布式的計算機管理模式，已經成為國內電力生產、控制、調配管理的最主要的信息化手段。

電力作為一種產品，它有著自身的特殊性，完全是實時損耗，這種產品無法儲存，而作為輸送電力產品的電網，在其平靜的外表之下，存在不斷變化的電力“潮流”，因而在電力調度過程中，必須對這些“潮流”進行計算，才能使得電力生產系統穩定、安全、經濟地運營。當電力行業引入新的競爭機制——競價上網之后，這種機制對于信息能否及時、快速地傳達到所需位置的要求更為迫切，目前中國電力行業從管理機械到開發商都在積極準備著，而中國要想盡快轉變經營機制，就需要從體制到技術等多方面進行努力。

美國PJM電力市場

PJMINT.，L.L.C(以下簡稱為PJM)是經美國聯邦能源管制委員會(FERC)批準，于1997年的3月31日成立的一個非股份制有限責任公司，它實際上是一個獨立系統運營商(ISO)。PJM目前負責美國大西洋沿岸中部5個州及1個特區電力系統的運行與管理。作為區域性ISO，PJM負責集中調度美國目前最大、最復雜的電力控制區，其規模在世界上處于第三位。

1997年4月1日，該區域輸電網正式開放，PJM開始運營美國第一個基于投標方式的區域電力市場。經過4年多運營，PJM市場已成為美國運轉最流暢、最具活力的電力市場，它保證市場成員自由買賣電力、確定雙邊交易、申請輸電服務等，同時為上述交易提供付款結算服務。

次日電力市場：市場成員在每天8：00～12：00向PJMOI提交第二天的投標計劃。PJMOI在每天12：00～14：00結合系統有關信息對各成員的投標計劃進行評估，系統信息包括預期用戶需求、氣候條件、輸電線路、發電機組等，評估完成后，選擇最有效、最經濟的運行方式。PJMOI在每天14：00～16：00之間，向各成員通報評估結果，在16：00至第二天8：00，PJM還可根據系統經濟性、可靠性等方面的要求做一些調整。

期貨市場：期貨市場分長、中短期。一年或一年以上為長期，一個月至一年以內為中期，一天至一個月以內為短期。事實上，次日市場也屬于短期期貨市場。中長期期貨市場以協議來規范約束市場成員的交易行為，特別要強調的是，期貨交易是按實時節點邊際電價(LMP)結算。PJM期貨市場的生命力在于其輸電服務的費率隨交易形式的不同而存在較大差異，中長期期權可轉讓。

實時市場：實時市場實際上是一個平衡市場，它是為解決系統突發事故、網絡阻塞、市場結算困難而設立的。市場清算價每5分鐘計算一次。

零售市場：目前只對賓夕法尼亞州5％的用戶開放零售市場，在PJM控制區中的其他地區還沒有開放零售市場。

在PJM市場中，輸電網絡屬功能性分享，即原來的輸電網絡所有權沒有變更，只是將輸電經營權移交給PJM，而輸電網所有者作為市場成員參與到PJM市場中。PJM市場輸電服務類型有網絡服務和點對點服務兩大類，其中點對點服務有固定和非固定、長期和短期之分。PJM市場主要是采取協議的形式管理輸電服務。

輸電價格采用一部制容量電價，輸電服務費率由PJMOI事先按輸電網絡所有者的網絡覆蓋區域制定，經董事會批準，并公布在《輸電網開放服務費率表》(OATT)上。點對點輸電服務按輸電網所有者的網絡覆蓋劃分區域，并按每年、每月、每周及每天(分峰谷時段)分別制定容量費率(美元/MW)；網絡輸電服務按輸電網所有者的網絡覆蓋劃分區域，并給出年度輸電容量費率[美元/(MW·年)]。

自1997年4月開始運營以來，PJM取得了巨大的成功。截止到2000年年底，市場成員增至199個(1997年為82個)，年交易量(包括雙邊交易和實時市場交易)180TW·h(1997年為96TW·h)，市場節點價格基本未變，裝機容量與負荷增長比例較為協調。

PJM的市場運營機構(PJMOI)與市場各成員無經濟上的紐帶關系，保證了系統運營的公正性及市場運營機構(PJMOI)獨立于市場成員之外，維護了系統運營的獨立性。建立董事會制度，采取CEO負責制，經營權與所有權分離，將整個區域電網的運營置于董事會監督之下，同時又設立了各類委員會，可及時發現和研究各類問題，并形成相應的咨詢報告，供董事會參考，使市場監督更到位，可避免大的失誤。

美國能源管制委員會(FERC)總結了國內外電力市場運營的經驗教訓，于2000年頒布了2000號法令，提出建立區域輸電組織(RTO)，旨在跨州范圍內，建立獨立、完整的輸電運營網絡，以促進電能的合理流動和資源的優化配置，同時為電力市場的運營實行有效監督。PJM和9個PJM輸電網絡所有者成員(Baltimore天然氣＆電力公司、Delmarva電類公司、Jersey中心電燈公司、Metropolitan愛迪生公司、PECO能源公司、賓夕法尼亞電力公司、PPL電力公用公司、Poromac電力公司、UGI公用有限公司)按2000號法令的要求，對PJM的運營管理模式進行評價，認為目前PJM的運營管理模式不僅滿足2000號法令的要求，而且有很多方面超過了該法令的要求，并將評價報告呈交給聯邦能源管理委員會，有望成為第一批由聯邦能源管制委員會認可的區域輸電組織。

電力應用走向一體化

在電力信息系統以外的更大的IT應用范圍中，眾多行業的IT主管們都在談論著一個重要的話題——應用的一體化。應用一體化需要解決的問題有：

●如何同步處理從各部門獲取的信息和數據；

●如何從獲取的數據中得到反映企業整體運營狀況的信息；

●如何有效地管理各部門及整個企業；

●如何實現主要的收入、開支和利潤目標；

●如何提高各項業務決策的及時性和正確性；

●如何使高層管理者能夠控制現在、把握未來。

電力系統目前也面臨著應用的一體化問題。電力計算機應用包括：與生產直接相關的控制計算機系統、管理信息系統和模擬培訓計算機系統，電力計算機應用一體化，一方面要完成各系統本身的一體化管理，另一方面還包含全部系統的一體化，即建立綜合信息系統。

在電力行業完成組織機構重組和區域的重新劃分之后，廠網分工、競價上網的經營模式將逐步變為現實，這意味著電力行業將取消壟斷，逐步形成健全合理的競爭機制。為了在競爭中取得成功，電力企業需要一個既集成、優化原有各應用系統，又能滿足當前和未來挑戰性需求的綜合實時的應用服務系統。從電力控制的角度看，要實現全過程的管理和控制，就必須了解各方面的狀況，這就要求信息的集中管理。

分布系統與一體化的矛盾

在一次美國“財富”500強的一家公司與華爾街股票分析家舉行半年一次的會議上，發現該公司數十億美元的市場資金不明去向，分析人士和金融界報道說，有幾個因素共同導致了這種結果，而該公司缺乏開支控制是一個重要原因。該公司幾年前采用了分布式Unix系統，該系統只能提供被各部門分割過的數據，首席執行官和財務官難以及時了解整個公司的收支情況，該公司的首席執行官認為，公司需要改變其MIS系統，讓各部門獲得更多的實時信息。

中國的電力行業也一樣，從目前的計算機應用狀況看，由于使用了多年的分布式系統，形成了許多數據孤島，使得統一管理變得異常復雜，實現電力應用一體化面臨的一個重要問題就是如何降低系統的復雜性。Unix環境的特點是“一個應用、一個服務器”，在部門級進行統一管理很容易實現，成本也不高，但如果面向整個企業，特別是大型企業進行管理，就需要將上百臺甚至更多的服務整合在一起，一個個“簡單”的系統連接起來，形成一個龐大的“ServerFarm”(服務器群)，每臺服務器都是一個信息“孤島”，這些信息“孤島”是實施應用一體化的極大障礙。

未來必然走向整合

針對計算機應用一體化所存在的問題，IBM公司提出了服務器整合的戰略思想，這個戰略最主要的內容是：優化現在的IT基礎設施，為ERP、CRM、SCM及BI等應用提供穩固的基礎。

服務器整合戰略分為以下四個階段：

Centralization：把現有服務器重新配置在一個或幾個地方，服務器結構不變。集中化涉及到減少運營服務器物理地點的數量，對數據中心的地點進行合并。由于這是四個整合階段中最基礎的部分，所以它通常是優化總體擁有成本的第一步。

PhysicalConsolidation：用幾個容量大、功能強的服務器，替換一個較小的服務器，可以在一個地方、一個部門或整個公司實施。物理整合可以提高現有服務器系統的使用效率，改善應用程序的容量及性能，提高可管理性、可擴展性，降低系統維護、技術支持及軟件升級等方面的費用。

DataIntegration：服務器的集中與物理整合，改善了公司內服務器的結構，數據整合則側重于把公司現有的大量的數據庫進行物理合并。整合到一起的數據可被多臺服務器存取，數據整合從邏輯上講是跟在服務器集中和物理整合之后的。數據整合可以通過更集中的方式管理和控制數據，從而創造更大的規模效應。

ApplicationIntegration：應用整合是服務器整合策略中最綜合的一步，應用整合包括把各種應用和數據，如Web服務、ERP、BI及其他應用混合在一起。一般情況下應用整合有兩種方式：一是在同一體系結構下運行混合負載或多個負載(即全部基于Unix，或全部基于Intel)；二是運行來自不同體系結構的混合負載和多個負載，即在同一服務器資源內自由地運行本地Unix、NT、S/390、NetWare應用。

服務器整合的途徑有很多，企業可以通過把服務器虛擬化技術與Linux想結合，將幾十臺、幾百臺、幾千臺甚至上萬臺服務器整合成為運行在一臺主機上的眾多虛擬服務器。這對于削減維護費用，優化服務器能力，提高存取數據的效率有著極大的幫助，從而使得新方案和新應用的實施更加容易，企業可以更方便地獲得一個戰略商業工具。

服務器整合的途徑

IBM公司在其提出的戰略整合的思路中指出，服務器整合是包括電力在內的所有行業實施統一、規范管理的基礎，企業基礎架構的整合可以通過多種方式實現，而把企業級服務器虛擬化技術與Linux結合起來將成為實現快速整合的捷徑。這種方式能夠把幾十臺、幾百臺、幾千臺甚至上萬臺服務器，整合成為運行在一臺主機上的眾多虛擬服務器。

為了滿足服務器整合不同層次的需要，IBM把主機的分區和虛擬技術用于eServer的iSeries和pSeries,甚至xSeries。同提研究出Enterprisex/Architecture技術，幫助其實現將先進的大型主機技術擴展到基于Intel昝器服務器的發展藍圖，其基于硬件的系統分區就是關鍵的可擴展技術之一。

為了更好地實現系統的開放性，IBM還推出了IBMZ系列Linux專用主機。該系統以服務整合工作負荷為基礎而設計，包含了集硬件、軟件、服務為一體的綜合解決方案，適用于把Unix、WindowsNT、Linux應用整合到世界級的Linux平臺上，適用于20臺至幾百臺服務器的整合。該硬件系統的推出，極大地增加了采用Linux解決方案的靈活性，擁有無比優越的TCO(總體擁有成本)，并擁有極具吸引力的價格策略。