中国电力科学研究院有限公司(南京) 高志远 等：跨国调度与交易系统互联的信息通信支撑研究

电力18讯：高志远，黄海峰，孙芊，张鸿，曹阳，唐保国.跨国调度与交易系统互联的信息通信支撑研究[J].中国电力，2019，52（1）：40-47.

GAO Zhiyuan, HUANG Haifeng, SUN Qian, ZHANG Hong, CAO Yang, TANG Baoguo. Research on information and communication support for transnational interconnection of power dispatching and trading systems[J]. Electric Power, 2019，52（1）：40-47.

1研究背景

构建跨国乃至跨洲际范围、多元能源互补协调的全球能源优化配置平台——全球能源互联网+，是未来世界电力工业发展的重要趋势。要真正实现能源的跨国优化配置和联合运营，电网互联是物理基础，跨国电网调度互联和跨国电力市场交易是实施关键。

目前世界上已经建设了众多跨国、跨洲互联电网工程，在欧盟、北美、西非各地已有部分地区以不同方式实现了跨国调度和交易系统的互联。可以预见，随着更多跨国联网工程的建设，跨国电网调度和交易系统互联将成为实现全球能源互联网的重要支撑。

2论文所解决的问题及意义

涉及国家之间的协作，以及各国基础条件、调度机制、市场发展阶段、技术形态的多样性，给跨国调度和交易系统互联提出了特殊的要求：必须在保障各国平等协作和原有相关系统基本稳定的前提下，提供统一的分布式架构指导，提供灵活多样的技术支撑方案，采用或建立得到普遍认可的标准体系，保障互联互通的安全性和可靠性，最终促进跨国调度和交易系统之间的深度耦合。

全文着力解决了以下几个关键问题：

是什么和做什么：总结各类具体条件和需求的差异，明确跨国电网调度和交易系统互联互通究竟是什么，需要完成哪些内容；

怎么做：设计方案，支撑跨国电网调度和交易系统互联互通的实现。

具体案例：通过具体案例，演示怎样应用本文成果，具体实现跨国电网调度和交易系统互联互通。

提前开展跨国调度和交易系统互联研究，有助于减少系统对接成本，充分利用相关标准、技术和产业，支撑全球能源互联网的实现和发展。

3论文重点内容

基于信息物理融合系统理论（CPS），梳理可能的跨国电网调度和交易系统互联互通模式，设计了如图1所示的基本概念模型。



图1 跨国调度和交易系统互联概念模型

国际上电网调度通常有“统一电网，统一调度”、“联合电网，统一调度”、“联合电网，联合调度”3种模式。在跨国联网的情况下，由于国家资产权属和安全的因素，可以肯定整体电网必然是“联合电网”，即使有代建代管的特殊情况，最终该国也会收回所有权。同样的原因，跨国联网以联合调度（各国调度本国电网）为主，即使存在上级组织，也只是提供一些指导和标准规范（例如北美电力可靠性委员会的情况）。至于跨国电力交易则可能存在协商交易、双边电力市场协同、跨国统一电力市场交易3种情况。协商交易易于起步，比较适合中长期交易，但交易方式不规范；双边电力市场协同，需要双边交易系统做特殊的处理，参加跨国电力交易的市场主体申报信息在双边交易系统中同时处理，通过双边交易系统的协同得到双方认可的出清结果，这种方式对现有双边交易系统改变较小，但不利于模式推广；跨国统一电力市场交易，起点要求较高，但交易形式规范、类型多样，有利于长期推广。图1中的概念模型对此进行了综合考虑。

进一步通过技术架构、部署架构和具体的技术方案设计，充实了实现跨国电网调度和交易系统互联的技术方案体系。图2所示的技术架构，包括基础通信支撑、平台支持、模型管理、交互协议、数据交互直到两端的高级应用协同，所有层面都需要安全可靠性和标准化体系保障。



图2 跨国调度和交易系统互联互通技术架构

在概念模型的落地实施中，有一个基本前提——不能对各国原有的系统做大的改动，这是各国主权和经济权属关系的基本要求。通过引入通信处理前置机和相关专业服务器等功能节点，以业务代理的模式，设计了如图3所示的典型部署架构，图中标注了所涉及的8类功能节点和3类交互接口。



图3 跨国调度和交易系统互联典型部署架构

进一步，按照技术架构，从通信支撑、模型和数据交互、安全和可靠性等方面提出了相关的方案架构，并结合全球能源互联网的发展需求，分析了其他各类ICT技术对跨国电网调度和交易系统互联互通的重要支撑作用。最后，结合东北亚跨国调度和交易系统互联的场景，从信息通信支撑的角度设计了如图4所示的具体案例。



图4 东北亚调度和交易系统互联ICT框架


4研究结论

（1）建立在各国物理电网互联之上的跨国电网调度和交易系统互联，是典型的CPS分层控制模型，ICT技术在其中有重要的支撑作用。

（2）各国调度模式和电力市场的发展阶段差异较大，面对跨国互联互通的需求，通过梳理其中的共性特征，设计了概念模型，回答了跨国电网调度和交易系统互联“是什么和做什么” 的问题。

（3）跨国电网调度和交易系统互联有一个特殊要求：必须在保障各国平等协作和原有相关系统基本稳定的前提下，提供统一的分布式架构指导，提供灵活多样的技术支撑方案。所提出的部署架构充分考虑了此要求。

（4）跨国电网调度和交易系统互联对于ICT技术的需求是系统化的，包括从底层通信到上层高级应用协同的各方面的需求，同时需要安全和可靠性技术、技术标准体系的全局支撑。并且这些需求随着全球能源互联网发展的不同阶段而不断演进的。

（5）就东北亚跨国电网调度和交易系统互联的发展来看，由于权属的不同和安全因素考虑，宜实行“联合电网，联合调度”的模式，同时在电力交易方面，初期从双边协商交易起步，未来向跨国电力市场发展。ICT支撑方案需要顺应以上总体格局和发展态势。



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高志远(1972—)，男，高级工程师(教授级)，从事智能电网、厂站自动化系统研究，E-mail: gaozhiyuan@epri.sgcc.com.cn。