开放后的电力工业中应用软件方案

    对发电公司的管理控制已经放开，它们已经进入了完全竞争性的市场。输电系统的业主在没有歧视的基础上给所有发电公司和配电公司(包括它们的下属单位)提供开放性进入的权利。辅电系统的进入一般通过互相协商一致的进入规则来予以调节或协调。配电公司拥有配电网络及与用户的连接设施。条例或者相互协商一致的规则通常也适用厂配电公司，保证第三方的进入。
    为了避免无限自由和维持电力供应的安全性，需要某种类型的“仲裁者”。这就是独立系统经营商。在某些市场上，逻辑上需要有地区性的输电组织，逻辑上需要有地区性的输电组织，地区性的输电组织(RTO)机构就是在这种情况下产生的。
    随着市场垂直体系的缩小，相应地它的宽度扩大了。对在不同地区市场运营的类似公司的兼并和收购的结果，出现了一种极为普遍的现象，即许多公司在分布极广的地域内拥有资产，而且这些资产在数个地区性的电力市场上同时运营。
    新的价值链
    图2代表一个典型的新价值链。撤消管制，开放经营带来了新的任务和新的角色。
　

    当然，如图3所示，ABB公司一直为传统的运营作业(发电公司、输电公司、配电公 司)提供先进的软件。新的贡献是ABB公司为除上述三个外的其它框内业务过程的自动化和必要的决策支持工具所提供的软件。这套软件也使得在各个区段之间隐含的信息流动实现自动化。
    在这个开放经营的领域里，每年的交易额高达几十亿美元。由于如此巨大的贸易额和迅速地变化的节奏，建立适当的IT基础设施的需要就特别迫切。
    用于中心市场的ABB软件
    有两种基本的市场模式：联营模式和双边贸易模式。大多数情况下是二者兼而有之。在严格意义上的联营模式中，所有的能源都是通过一个中心储备或电力交易所来进行交易的。另一方面，双边合同则容许买卖双方就价格和交付条件等相互进行谈判。
    卖方是发电厂或电力经销商。买方是趸售或零售性的消费者，或者是代表多个消费者群体的联合体。提前一天或提前一个小时进行电力拍卖方式是很具代表性的。
    图4(略)表示的是当前正在美国运行的中心电力市场的情况。能源不是在市场上交易的唯一商品，在市场上交易的还有各种辅助服务、如储备容量、调节、无功功率、电压控制和黑暗启动能力(black start capability)等。
    除了提供一个能源贸易的机制外，中心市场还必须能够以合理和安全的方式来运行输电系统：
    ．通过非歧视性的电价，提供公开进入电网的可能性；
    ．调度通过电网的全部电力，并平衡电网的运行；
    ．利用市场信号，监测输电的极限和管理输电通道的拥堵(Transmission conges― tion)；
    ．以竞争性的方式采购和运营各种辅助服务；
    ．向所有的市场参与者提供信息。
    大多数中心电力交易所方式的运营中，除了中心电力交易所之外还容许有与之平行的能源市场存在。在此，一般通过调度协调员 (SC)必须提交经过平衡的供求投标。调度协调员是一个实体，经过授权代表一家或多家发电厂和一家或多家最终用户，负责向独立系统运营商(ISO)呈报经过平衡的供求安排。ABB公司提供的软件功能可以让独立系统运营商进行这项工作任务，这种软件的功能表示于图5中。 
　

    市场经营部分软件为调度协调员提供一个市场界面，并作为市场信息管理系统。对市场参与者的通讯联系是通过互联网+进行的。除了收集和核实从调度协调员那里收到的调度计划外，市场经营部分软件还提供负荷预测、辅助服务的要求、输电设备的停电计划以及输电通道拥堵的情况等。它还公布市场的结算价格(clearing prices)和拥堵价格(con-gestion prices)。
    独立系统运营商利用市场应用软件,对照输电系统的现状对已经提交的调度计划进行评估，然后确立对外承诺的运行计划。
    电力管理系统部分软件可进行实时调度协调和输电安全的评估。
    在相通过市场机制来管理输电通道的拥堵方面以需要独立系统运营商软件。
    用于趸售和贸易的ABB软件
    这部分自由化了的产业在非常具有竞争性的环境中运行。对拥有并能够恰当地管理发电资产的公司而言，开放经营意味着新的利润增长点。发电公司和贸易商的典型运营环境见图6所示。
　

    采用gimsplus^TM软件的集中信息管理
    在发展中的电力市场上，管理发电资产；是―项复杂的任务。它要求参与的单位必须具有运营和市场经验，而且还要掌握近乎实时的数据。为了能在市场上有效地进行资产交易，尽量减少公司的风险组合、分析公司的地位，对电力和燃料机遇作出响应，而最终要管好公司的资产，尽量减少运行成本，近乎实时的数据是极其关键的。
    这就是ABB公司的gimsplus^TM软件发挥作用的地方。
    ABB公司的gimsplus^TM软件解决方案见图7是一个企业资产管理系统，适用于使发电公司能够在竞争激烈的能源市场上有效地运营。gimsplus^TM软件将一家发电公司内部的有关燃料、运营情况、交易情况、风险管 理、会计和发电资产等各种业务过程综合到一起。
　

    gimsplus^TM软件是模块化的设计，它能使得在开放性的竞争市场上进行交易时所需的日常信息交换自动地进行，并且能够管理中心市场各个接口的复杂情况。
    它将资产的可用情况与公司所做的承诺进行匹配，确定可供出售的裕量或购买需求。对多种商品(燃料、发电能力、能源、辅助服务项目等等)进行跟踪。
    gimsplus^TM软件以及时地从关键的来源集成信息，方便于获取一系列的决策支持工具，跟踪市场情况和资源状况以及收集供事后分析使用的数据和决策情况。在有关的应用软年模块的支持下，它使得风险分析、市场预测、资源定价、计划安排以及市场的参与更加便于进行。
    软件核心部分的应用程序提供了一个含有当前的、历史的和计划中的数据的数据库 以及实际发电组合的数学模型。
    采用cougerplus^TM进行发电单元的安排
    在这套软件包中关键的分析部分是cougerplus^TM。这个应用程序在已知有关发电能力和成本及燃料来源和价格的信息的条件下，可以确定发电单元的最佳计划安排。同时也包括储备能力、能源交易情况，甚至还包括排放的各种限制等。最佳发电安排的计算里还包括含有斜率(ramp rate)在内的发电机组性能的详细模型。计算出来的结果，除厂发电计划以外，还包括相应的发电成本和燃料成本以及能源交易产生的费用／收入。cougerplus^TM软件已经普遍被采用，为电力公司节省了1―3％的系统运行费用。其他分析应用程序，如PACETM和strategistplus^TM都在使用cougerplus^TM优化的工具。
    采用PACE^TM进行事后分析
    PACE^TM应用程序使用实际的发电数据和cougerplus^TM进行事后分析。它计算出实际的运行费用并与假设的最佳运行费用进行对比。
    用于风险和资产组合管理的strategist-plus^TM软件
    电力的趸售价格是极其不稳定的，所以要求发电公司或交易商设法平衡稳定的长期双边合同与现货联营交易之间的风险。 strategistplus^TM程序提供实际的风险和资产组合管理。由于将模拟运行和交易的功能强大的Monte―Carlo仿真系统与市场不确定性的灵活模型结合起来，strategistplus^TM软件程序可以迅速地和准确地确定可能遭遇的风险状况。它可以模拟范围广泛的发电机组和固定的双边和联营拍卖交易的情况。
    它也可以处理多种金融工具，如远期合同(forward contracts)、期权的买进和卖出 (put and call options)等，将它们作为资源组合的一个组成部分，这些金融工具通常用做风险回避的手段。
    不确定性的主要来源(天气、负荷、燃料价格、水力发电的不规则停机等)也作为因素被输入到程序里。图8为使用strategistplus^TM软件所用的解决方案的方框图。
　

     随机生成的各种情景由cougerplus^TM工具进行分析。strategistplus^TM的输出是利润和损失分布的概率。
    全面自动化
    整套的趸售销售应用程序容许投标和结算过程全面自动地进行(如图9所示)。所有的标书的呈递、确认和结算步骤都全部实现了电子商务化。ABB公司的软件都有成熟的程序接口，可与北美的主要中心市场的运作连接起来。
　

    用于输电方面的ABB软件
    在美国确保能源交付的电力传输是按两个明确的步骤进行的：预留步骤，然后是调度计划的步骤。要求所有的输电服务提供商开放性地提供输电服务，并通过(OASIS)服务器公布有关可用的传输能力(ATC)的信息。任何市场参与者都可以通过互联网进入这个服务器，以确定输电服务的可用度和价格，从而预定此项服务。
    下一步，输电的实际调度工作是通过输电服务供应商的专有EMS(能源管理系统)来完成的。由于调度系统尚无行业标准，所以国家电力可靠性理事会(National Electric Reliability Council)要求输电调度计划中使用电子标记系统(tagging system)。该标记乃从市场参与者到输电服务供应商间的交易信息的转移过程的记录，目的是要对安全性进行评估或对拥堵情况进行管理。
    ABB公司提供用于所有这些活动的软件。webmerchantplus^TM软件提取当前公布于任何OASIS节点上的信息。它对所有可用的输电路径和它们的可用输电能力(ATC)及价格数据发出查询、呈递输电请求、查询待解决请求的现状、就已经被接受的请求发出确认单据。它可以确定费用最低的路径和替代路径。在软件应用程序tagmasterplus^TM中的 Tag Agnet模块创建标记并以电子的方式将其呈递给有关当局。
    用于零售的ABB软件  
    撤消管制以及客户的选择也给电力的零售业务带来了重大的影响。现在，能源服务提供商(ESP)不仅仅是以简单的电价作为基础，而是以复杂的满足个别客户要求的电价结构和一揽子式的服务，积极地争取客户。例如，有的能源服务提供商专门以“绿色”电力来吸引那些环保意识很强的客户。随着管制的进一步撤消，居民用电客户会有越来越大的选择范围。
    配电公司以收费方式让能源服务提供商公开进入并使用电力网络。客户与能源服务提供商的关系不一定要受地理位置的限制，可以跨越数个配电公司。这样的一种局势要求给能源服务提供商、配电公司和客户提供新的软件工具。
    能源服务提供商要求的工具应能够使他们向客户提供报价、招募客户及进行管理，并向客户收取费用。配电公司需要照管客户和能源服务提供商之间的联系、保证能够给所有的参与者提供正确的计量数据并计算出使用系统的正确费用。客户需要工具以便了解他们的能源消费模式。ABB公司拥有可以满足所有这些要求的软件应用程序。
    EPS使用的merchantplus^TM软件
    Merchantplus^TM应用程序可以让能源服务提供商确定为某个具体的客户提供服务时的真实成本和利润，并可以让能源服务提供商设计特定的服务和提供各个分别的具体报价。它可以调用并管理所需的所有客户信息，如使用模式，并提供销售人员所需的所有自动化工具和决策支持工具。应用程序也处理收费开单和管理供应事项。
    用netplus^TM软件管理配电工作
    netplus^TM应用程序使得配电公司可以对服务提供商进行注册登记以及对管理服务提供商招聘客户和更换客户的情况加以管理，从而照管配电市场。由于需要进入net― plusTM软件的能源服务提供商的数量不断地发生变化，这个软件作为一个互联网服务应用程序来提供。这个程序也提供电力网络使用费的估算、结算和计算的功能，并能处理有关收费事宜。
    在线能源概况TM(EPO)
    EPO是一种基于互联网的工具，用于查看和分析间隔性的消费数据。EPO提供的是以客户为重点的网络界面，以便商业和工业的最终用户迅速地识别低效率使用能源的场合，并采取纠正的措施。
    EPO还可以给最终用户提供多种办法，使其能够对他们的能源使用情况进行汇总并对多个计量点和帐户的情况进行比较。
    EPO也给电力公司提供了理想的平台，在此平台上建立负荷管理程序，提高系统的可靠性。EPO平台的建立就是为了便于履行法定的负荷中断合同、价格驱动的自愿性限电措施以及实时定价方案等而设计的。ABB公司的EPO作为一项应用服务提供给电力公司客户，他们再将这项服务出售给商业和工业用户。每个电力公司客户都可以提供同样的服务，但是可按他们自己的意愿加以修饰并作为自己的品牌。
    软件的结构体系必须灵活
    自由化了的电力市场尚不成熟、市场规则也经常发生变化。如不能适时地使软件适应新的市场规则，则会使市场参与者每日蒙受非常大的损失。另外，新的入市者也有广泛地进入这个软件的基本要求，由于他们未持有其它特定的软件。
    所以，需要在软件里将市场规则单列到一个易于按特定的意愿修改的应用程序层中，且该软件可以通过标准的浏览器在互联网上进入。
    软件的结构体系允许这些软件应用程序作为网页应用服务来提供，具体的范例是能源概况在线(EPO)软件。采用这样的一些软件程序，对于许多较小的新的市场参与者来说，是非常具有吸引力的。
    最后，在这个新的能源交易领域内，将会逐渐出现新的技术标准。ABB公司与其他领先的能源交易所和技术公司一起都是能源交易标准小组的发起单位成员。这个小组将编制以XML为基础的开放性的标准，XML是互联网商务的处于主导地位的语言。
    下一步将如何发展?
    处在自由化已经全速进行的区域，能源工业毫无疑问地将会继续迅速地发展，而在其他领域，这类变化还没有开始。
    所以，还有许多事情要做。另外，本文所描述到的许多软件可以充分利用互联网的潜力，而互联网本身也是正处在迅速地发展的过程中。以今天和明天的自由化世界而论，我们可以很有把握地说，能源工业将会在未来相当一段时间内呈现一个激动人心和充满挑战的领域。