图2  EMS中4类基本信息技术及其功能关系
  2  信息理论及其在EMS中的应用
 2．1  信息理论简介 ^[1，2] 
    Shannon从1948年开始首先提出的信息理论是一种基于统计意义的、狭义的信息理论，该理论从概率论出发，建立了信息熵、互信息等概念，比较科学地解决了概率信息的测度问题，并通过定量的研究，提出了一系列关于信源和信道的编码定理，为通信技术提供了数学基础，对通信技术的发展产生了持久和深刻的影响。
    但是，狭义信息理论对除通信技术以外的其他信息技术，如人工智能等，理论指导意义不显著。所以，自从Shannon以来，人们对更广泛意义下信息理论的研究一直没有停止过。
    E．T．Jaynes在1957年提出了最大熵原理,S．K．Kullback在1959年首次提出后又为 J．S.Shore等人在1980年后发展了的鉴别信息及最小鉴别信息原理的理论，这些信息原理在信息重建、估计和识别等领域中得到了非常成功的应用。A．N．Kolmogorov在1965年提出的关于信息度定义的3种方法，即概率法、组合法和计算法， A，N．Kolmogorov在1968年阐明并为J．Chaitin在1987年系统地发展了的关于算法信息的理论，使信息的统计定义进一步推广并对非统计意义的信息给出了一种量度。信息的科学量度已经系统地发展成为信息处理的一种准则，这一准则在信息技术领域正逐渐取代代表功率的最小均方误差准则，而成为信息处理的一般理论基础。
    我国著名的信息学家钟义信先生在1988年出版的著作《信息科学原理》中，提出了全信息理论，对包含语法、语义、语用在内的全信息进行了测度，并利用全信息理论全面研究了信息运动的规律，将信息的运动规律统一在信息原理下，包括：信息获取原理(识别论)、信息传递原理(通信论)、信息处理和再生原理(决策论)、信息调节原理(控制论)、信息组织原理(系统论)和信息认知原理(智能论)等基本理论，这些成果大大丰富了信息理论的概念、方法和应用范围，最终形成了现代的广义信息理论。
    广义的信息理论通过科学的、定量的研究，全面阐明了信息获取、传递、处理、再生、施效、优化和认知等各过程的机制和基本规律，为各学科领域的智能信息过程的研究提供普遍性的方法和理论指导，特别在信息的获取、识别、传输和重建、估计和辨识、决策和优化、人工智能等方面的应用十分擅长，是一套具有普遍指导意义的理论体系。
 2．2  EMS中的信息理论应用
    EMS作为大规模的、复杂的实时信息系统，正是现代信息理论应用的良好舞台。20多年来．与系统论和控制论在EMS中的广泛应用不同，信息理论在EMS中的应用研究却不多见。在仅有的文献中，文献[12]研究了在EMS的静态电压稳定分析中，采用并行自组织层次神经网络来快速确定电压崩溃的临界负荷，在神经网络的训练时，采用了基于信息增益的方法来进行样本的特征提取，有效地提高了训练效率和计算精度。文献[13]研究了在法国电力系统的实时电压控制中，利用条件信息熵的定义推导了电压控制中电气距离的定量表达式，并通过该电气距离的计算和拓扑分析方法，将大规模电力系统进行自动分区，成功地实现了将大型复杂电力系统的电压控制问题解耦简化成多个区域级的二级电压控制问题。这类研究虽然十分局部和不够系统，但已经清晰地表明，信息理论在EMS中有着良好的应用前景。
    当前正值EMS在国内大力推广应用和电力工业市场化改造之际，将信息理论应用到EMS，可望为面向电力市场的新型EMS的研究提供全新的理论和方法论，并提高EMS的可靠性、智能水平和实用性。可望在以下几个方面首先取得应用成果。
 2．2．1  信息重建
    电力实时信息的正确性和高精度是EMS做出正确决策的基础和保证，但事实上，由于信息采集和传输的各个环节的精度和可靠性存在问题(如：电压、电流互感器，远方终端(RTU)和通道都可能出故障)，不可避免地会给EMS带来噪声和错误信息，需要进行信息重建。
    当前最突出的表现是，遥信信息的错误率较高。实践表明，这是当前EMS实用性较差的最重要的原因之一。目前的实际处理方法是采用基于专家规则的启发式方法，但由于该方法对信息使用不够合理、也不够全面，经常错判或漏判，辨识能力尚不如调度员的人工判断。拟提出的遥信错误辨识新方法采用系统化的信息方法，基于信息量损失最小的最优决策，科学地综合利用遥测、遥信、电网结构、运行方式等多方面的信息，可望克服现有辨识方法中可靠性不高的局限性，提高EMS信息的可靠性，从而保证EMS决策的正确性。
 2．2．2  特征信息提取和测度
    基于特征信息提取和测度的信息理论，结合电网运行和故障的概率信息和模糊信息，对EMS可信度、电网经济度、N一M静态安全度、功角稳定度、电压稳定度等电网安全经济运行的重要指标进行信息化定义和定量计算，克服现有确定性评估算法中无法计及事件发生的不确定性信息，使得评估结果更加符合电网实际，提高不同状态下的电力系统的安全经济性评估结果之间的可比性。
 2．2．3  信息与智能
    在传统的EMS智能报警软件和电网操作票生成专家系统的推理过程中，引入基于信息价值损失最小的最优决策的智能方法，模拟调度员的高级智能，提高EMS的智能水平。在EMS智能报警软件中，引入概率模型，利用鉴别信息量来量度信息空间的距离，对实际发生的大规模的报警信息进行科学的分类和识别，智能地确定电力系统发生各类故障的概率，并按照故障发生的概率进行排序，使EMS的智能报警软件真正实用化；通过信息分层，提高面向电网的认知模型的通用性和自适应性，并缩小需要搜索的信息空间，加速智能系统的搜索速度，使面向电网的操作票生成专家系统真正实用化。
 2．2．4  信息原理
    采用信息分析方法和信息综合方法，建立广义的EMS信息模型，并在信息科学的框架下，将现有EMS中经典的功能模型，包括状态估计、安全分析、优化潮流、负荷预测、自动发电控制等统一在信息原理之下。
 2．2．5  信息与经济
    对于电力市场来讲，电能有经济价值，无功、频率等辅助服务也有经济价值，信息服务同样有经济价值，哪些信息对市场是重要的?重要性有多少(即价值有多大)?这些问题的答案是制定“信息公开”政策法规的科学依据，也是设计其技术支持的信息发布系统的依据。另一方面，对于电厂、电网和用户等电力市场的参与者而言，都需要了解各种电力信息对他们自己的价值有多大，以指导他们如何投入财力去获取重要的信息，减少经营决策中的不确定性，并有效防范风险。拟采用信息经济学中信息的增值理论和算法，结合电力市场的特殊性，提出对电力信息的价值、价值率、成本率等指标进行计算的理论和方法。
 3  结语
    电力工业作为传统的支柱型工业，同样无法回避全球信息化潮流带来的深刻变化，电力系统已经被信息化。因此，消化和总结电力系统中的信息技术，提出和研究电力信息学是新世纪电力科学工作者不容回避的历史责任。
    本文从信息科学的新视角，提出了EMS中的电力信息学的研究课题：提出并初步研究了EMS中电力信息的定义、分类、模型、过程和运动规律；概括了EMS中所采用的信息技术；通过对信息理论的简要介绍，初步展望了信息理论在EMS中的应用前景。
    通过信息理论的引入，可望为当前面向电力市场的新型EMS的研究提供全新的理论和方法论，并提高EMS的可靠性、智能水平和实用性。尚在进行中的研究是通过对EMS中电力信息的描述和测度，建立信息理论在EMS中的应用基础，并将信息理论应用到实际的大型EMS的各个信息过程，目标是提出电力系统运行、调度和电力市场中的信息理论体系，为传统的电力工业真正走向信息化提供信息理论基础。