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智能電網的研究進展及發展趨勢 |
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[ 通信界 / 張文亮，劉壯志，王明俊，楊旭升（中國電力科學研究院，北京市 海淀區 100192） / www.6611o.com / 2010/1/4 20:54:57 ] |
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合，不能實現管控一體化，數據信息不能集成共享，不利于實現電網企業的綜合管理。在數字化變電站的建設方面，目前國內還沒有形成統一的體系結構，對數字化一次設備的計量、檢驗及驗證也缺乏統一的標準，迫切需要制定相關技術標準來規范數字化變電站的建設和數字化一次設備的入網試驗、計量檢驗和驗證。
2009 年5 月21 日，國家電網公司劉振亞總經理在2009 年特高壓輸電技術國際會議上宣布了建設中國堅強智能電網的發展戰略，明確提出：以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎，利用先進的通信、信息和控制等技術，構建以信息化、自動化、數字化、互動化為特征的國際領先、自主創新、中國特色的堅強智能電網；通過電力流、信息流、業務流的高度一體化融合，實現多元化電源和不同特征電力用戶的靈活接入和方便使用，極大提高電網的資源優化配置能力，大幅提升電網的服務能力，帶動電力行業及其它產業的技術升級，滿足我國經濟社會全面、協調、可持續發展要求。這一重大戰略決策必將有力地推動中國智能電網的研究和建設，尤其在當前金融危機嚴重影響我國經濟的特殊時期更具有重大的意義。
3 智能電網的發展趨勢
3.1 基于MAS 的分布協調/自適應控制
傳統的監視控制方式，由相對集中的系統獨立運營商(ISO) 、地區輸電管理機構(regionaltransmission organization，RTO)、EMS、區域EMS、DMS、廠站自動化，以及大量分布的繼電保護、穩定補救、現場控制器、就地無功補償、其他智能控制等共同組成而各司其能。這些諸多應用系統和裝置，不僅相互協調不夠，還存在一些諸如隱藏故障、脆弱性和適應性等問題。特別是在分秒必爭的緊急狀態下，基于離線研究“事先整定、實時動作”的分布執行裝置，往往不適應系統的變化，更難以實現高風險時主動解列靈活分區情況下的分布控制功能。
目前上述應用系統大都是基于數據收集與監控系統(SCADA)體系結構的。一個位于控制中心的主站，從位于子站的一系列遠方終端裝置獲取信息。雖然SCADA 體系結構提供了可以接受的性能和可靠性，但是這種體系結構還是存在一些缺點，比如系統的靈活性以及開放信息訪問。
近年來，許多制造廠商推出了各種智能電子設備(intelligent electric device，IED)，這些IED 可以執行各種不同的功能，比如保護、控制以及檢測。局域網的應用也日益增多。它們可用于連接不同的IED 和控制系統，同時允許訪問其它系統的數據，比如數據庫和企業資源管理系統(ERP)的數據，或者異地系統的數據。但是，如何用一個合適的系統結構來管理數量巨大的信息，仍然沒有得到很好的解決。許多廠商已經開發出了基于客戶/服務器模式和網絡技術的各種不同的系統，但是這些系統仍然不夠靈活，它們經常將檢測功能集中起來，對網絡帶寬要求很高。而且許多只是一個廠商的解決方案，這樣就限制了多種不同廠家設備的集成。
目前面向服務體系結構(service-orientedarchitecture，SOA)的系統應用也日益廣泛，SOA 是新一代的企業應用架構，它通過業務、技術與管理這3 個維度的架構模型，解決了業務、技術和管理的應用問題，從而帶來了業務上的靈活性、技術上的高效率和管理上的可治理。基于SOA 的系統具有松耦合、便于復用、架構靈活、節約投資及增強業務敏捷性等優點，但是在系統的智能性、實時性方面還難以滿足控制系統的要求。
當前計算機科學發展的一個顯著趨勢就是計算范型從以算法為中心轉移到以交互為中心。智能Agent 技術就是這一個潮流之下的產物[19-22]。Agent是一類粒度大、智能度高、具有一定自主的理性行為的實體，多Agent 系統(multi-agent system，MAS)就是由這樣一組彼此間存在著協調、協作或競爭關系的Agent 組成的系統。MAS 系統試圖用Agent來模擬人的理性行為，通過描述Agent 之間理性交互而不是事先給定的算法來刻畫一個系統。智能Agent 是一種技術，但更重要的是一種方法論，它為大規模、分布式和具有適應性的復雜系統的實現提供了一種全新的途徑，比如電力系統、智能機器人、電子商務、分布式信息獲取、過程控制、智能人機交互、個人助理等等。MAS 系統具有很強的伸縮性，而且允許遺留系統之間實現互聯和互操作，從而可以最大限度地保護用戶資源。目前MAS系統是人工智能領域非常活躍的研究方向，并且在廣泛的領域具有非常高的應用前景。
相對基于SCADA、客戶/服務器的分布式控制與自動化系統以及基于SOA 的應用系統，基于Agent 的系統具有很多的優點。系統的每一個功能或者任務(比如每一個IED 的管理)，可以封裝為一個獨立的Agent，從而使系統高度模塊化。Agent之間是一種松散的組合，它們之間通信是通過消息的傳遞而不是通過程序的調用(本地或遠程)；同時，由于采用目錄服務機制，通過添加新的Agent，系統很容易增加新的功能，而且這些功能可以被其它Agent 所用。對于那些本來就具有分布式結構的控制與自動化系統(如電力系統、過程控制等)，特別適合采用多Agent 系統體系結構。較之傳統的控制系統，這種基于Agent 的系統可以使系統的每一個成員具有更大的自治性。
MAS 的分布協調理念可廣泛應用于各級EMS、DMS、廠站自動化系統之間的分布協調控制。
3.2 分布式能源的系統集成
分布式能源主要包括分布式發電、分布式儲能和具有潛在功率產品價值的需求側負荷響應資源。除面向電網的抽水儲能電站外，3 者不僅同屬供用電范疇，彼此之間的聯系也很密切。如分布式發電與分布式儲能組成功能互補的微網，并可參與需求響應資源的負荷響應程序等。
1）分布式發電。
和電網發電不同，可以視為虛擬負荷的分布式發電設備直接由用戶控制啟停。即使接入配電系統，也可不參與自動發電控制，上一頁 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] ... 下一頁 >> |
作者：張文亮，劉壯志，王明俊，楊旭升（中國電力科學研究院，北京市 海淀區 100192） 合作媒體：專網通信世界-中國電力通信網 編輯：顧北 |
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