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智能电网的研究进展及发展趋势 |
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[ 通信界 / 张文亮，刘壮志，王明俊，杨旭升（中国电力科学研究院，北京市 海淀区 100192） / www.cntxj.net / 2010/1/4 20:54:57 ] |
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合，不能实现管控一体化，数据信息不能集成共享，不利于实现电网企业的综合管理。在数字化变电站的建设方面，目前国内还没有形成统一的体系结构，对数字化一次设备的计量、检验及验证也缺乏统一的标准，迫切需要制定相关技术标准来规范数字化变电站的建设和数字化一次设备的入网试验、计量检验和验证。
2009 年5 月21 日，国家电网公司刘振亚总经理在2009 年特高压输电技术国际会议上宣布了建设中国坚强智能电网的发展战略，明确提出：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制等技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网；通过电力流、信息流、业务流的高度一体化融合，实现多元化电源和不同特征电力用户的灵活接入和方便使用，极大提高电网的资源优化配置能力，大幅提升电网的服务能力，带动电力行业及其它产业的技术升级，满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求。这一重大战略决策必将有力地推动中国智能电网的研究和建设，尤其在当前金融危机严重影响我国经济的特殊时期更具有重大的意义。
3 智能电网的发展趋势
3.1 基于MAS 的分布协调/自适应控制
传统的监视控制方式，由相对集中的系统独立运营商(ISO) 、地区输电管理机构(regionaltransmission organization，RTO)、EMS、区域EMS、DMS、厂站自动化，以及大量分布的继电保护、稳定补救、现场控制器、就地无功补偿、其他智能控制等共同组成而各司其能。这些诸多应用系统和装置，不仅相互协调不够，还存在一些诸如隐藏故障、脆弱性和适应性等问题。特别是在分秒必争的紧急状态下，基于离线研究“事先整定、实时动作”的分布执行装置，往往不适应系统的变化，更难以实现高风险时主动解列灵活分区情况下的分布控制功能。
目前上述应用系统大都是基于数据收集与监控系统(SCADA)体系结构的。一个位于控制中心的主站，从位于子站的一系列远方终端装置获取信息。虽然SCADA 体系结构提供了可以接受的性能和可靠性，但是这种体系结构还是存在一些缺点，比如系统的灵活性以及开放信息访问。
近年来，许多制造厂商推出了各种智能电子设备(intelligent electric device，IED)，这些IED 可以执行各种不同的功能，比如保护、控制以及检测。局域网的应用也日益增多。它们可用于连接不同的IED 和控制系统，同时允许访问其它系统的数据，比如数据库和企业资源管理系统(ERP)的数据，或者异地系统的数据。但是，如何用一个合适的系统结构来管理数量巨大的信息，仍然没有得到很好的解决。许多厂商已经开发出了基于客户/服务器模式和网络技术的各种不同的系统，但是这些系统仍然不够灵活，它们经常将检测功能集中起来，对网络带宽要求很高。而且许多只是一个厂商的解决方案，这样就限制了多种不同厂家设备的集成。
目前面向服务体系结构(service-orientedarchitecture，SOA)的系统应用也日益广泛，SOA 是新一代的企业应用架构，它通过业务、技术与管理这3 个维度的架构模型，解决了业务、技术和管理的应用问题，从而带来了业务上的灵活性、技术上的高效率和管理上的可治理。基于SOA 的系统具有松耦合、便于复用、架构灵活、节约投资及增强业务敏捷性等优点，但是在系统的智能性、实时性方面还难以满足控制系统的要求。
当前计算机科学发展的一个显著趋势就是计算范型从以算法为中心转移到以交互为中心。智能Agent 技术就是这一个潮流之下的产物[19-22]。Agent是一类粒度大、智能度高、具有一定自主的理性行为的实体，多Agent 系统(multi-agent system，MAS)就是由这样一组彼此间存在着协调、协作或竞争关系的Agent 组成的系统。MAS 系统试图用Agent来模拟人的理性行为，通过描述Agent 之间理性交互而不是事先给定的算法来刻画一个系统。智能Agent 是一种技术，但更重要的是一种方法论，它为大规模、分布式和具有适应性的复杂系统的实现提供了一种全新的途径，比如电力系统、智能机器人、电子商务、分布式信息获取、过程控制、智能人机交互、个人助理等等。MAS 系统具有很强的伸缩性，而且允许遗留系统之间实现互联和互操作，从而可以最大限度地保护用户资源。目前MAS系统是人工智能领域非常活跃的研究方向，并且在广泛的领域具有非常高的应用前景。
相对基于SCADA、客户/服务器的分布式控制与自动化系统以及基于SOA 的应用系统，基于Agent 的系统具有很多的优点。系统的每一个功能或者任务(比如每一个IED 的管理)，可以封装为一个独立的Agent，从而使系统高度模块化。Agent之间是一种松散的组合，它们之间通信是通过消息的传递而不是通过程序的调用(本地或远程)；同时，由于采用目录服务机制，通过添加新的Agent，系统很容易增加新的功能，而且这些功能可以被其它Agent 所用。对于那些本来就具有分布式结构的控制与自动化系统(如电力系统、过程控制等)，特别适合采用多Agent 系统体系结构。较之传统的控制系统，这种基于Agent 的系统可以使系统的每一个成员具有更大的自治性。
MAS 的分布协调理念可广泛应用于各级EMS、DMS、厂站自动化系统之间的分布协调控制。
3.2 分布式能源的系统集成
分布式能源主要包括分布式发电、分布式储能和具有潜在功率产品价值的需求侧负荷响应资源。除面向电网的抽水储能电站外，3 者不仅同属供用电范畴，彼此之间的联系也很密切。如分布式发电与分布式储能组成功能互补的微网，并可参与需求响应资源的负荷响应程序等。
1）分布式发电。
和电网发电不同，可以视为虚拟负荷的分布式发电设备直接由用户控制启停。即使接入配电系统，也可不参与自动发电控制，上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] ... 下一页 >> |
作者：张文亮，刘壮志，王明俊，杨旭升（中国电力科学研究院，北京市 海淀区 100192） 合作媒体：专网通信世界-中国电力通信网 编辑：顾北 |
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