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智能電網(wǎng)的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì) |
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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(xué)研究院，北京市 海淀區(qū) 100192） / m.k-94.cn / 2010/1/4 20:54:57 ] |
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合，不能實(shí)現(xiàn)管控一體化，數(shù)據(jù)信息不能集成共享，不利于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)的綜合管理。在數(shù)字化變電站的建設(shè)方面，目前國內(nèi)還沒有形成統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)，對(duì)數(shù)字化一次設(shè)備的計(jì)量、檢驗(yàn)及驗(yàn)證也缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，迫切需要制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范數(shù)字化變電站的建設(shè)和數(shù)字化一次設(shè)備的入網(wǎng)試驗(yàn)、計(jì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)證。
2009 年5 月21 日，國家電網(wǎng)公司劉振亞總經(jīng)理在2009 年特高壓輸電技術(shù)國際會(huì)議上宣布了建設(shè)中國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略，明確提出：以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信、信息和控制等技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動(dòng)化、數(shù)字化、互動(dòng)化為特征的國際領(lǐng)先、自主創(chuàng)新、中國特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)；通過電力流、信息流、業(yè)務(wù)流的高度一體化融合，實(shí)現(xiàn)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(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力，大幅提升電網(wǎng)的服務(wù)能力，帶動(dòng)電力行業(yè)及其它產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)，滿足我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展要求。這一重大戰(zhàn)略決策必將有力地推動(dòng)中國智能電網(wǎng)的研究和建設(shè)，尤其在當(dāng)前金融危機(jī)嚴(yán)重影響我國經(jīng)濟(jì)的特殊時(shí)期更具有重大的意義。
3 智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1 基于MAS 的分布協(xié)調(diào)/自適應(yīng)控制
傳統(tǒng)的監(jiān)視控制方式，由相對(duì)集中的系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)營商(ISO) 、地區(qū)輸電管理機(jī)構(gòu)(regionaltransmission organization，RTO)、EMS、區(qū)域EMS、DMS、廠站自動(dòng)化，以及大量分布的繼電保護(hù)、穩(wěn)定補(bǔ)救、現(xiàn)場控制器、就地?zé)o功補(bǔ)償、其他智能控制等共同組成而各司其能。這些諸多應(yīng)用系統(tǒng)和裝置，不僅相互協(xié)調(diào)不夠，還存在一些諸如隱藏故障、脆弱性和適應(yīng)性等問題。特別是在分秒必爭的緊急狀態(tài)下，基于離線研究“事先整定、實(shí)時(shí)動(dòng)作”的分布執(zhí)行裝置，往往不適應(yīng)系統(tǒng)的變化，更難以實(shí)現(xiàn)高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)主動(dòng)解列靈活分區(qū)情況下的分布控制功能。
目前上述應(yīng)用系統(tǒng)大都是基于數(shù)據(jù)收集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)體系結(jié)構(gòu)的。一個(gè)位于控制中心的主站，從位于子站的一系列遠(yuǎn)方終端裝置獲取信息。雖然SCADA 體系結(jié)構(gòu)提供了可以接受的性能和可靠性，但是這種體系結(jié)構(gòu)還是存在一些缺點(diǎn)，比如系統(tǒng)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(shè)備(intelligent electric device，IED)，這些IED 可以執(zhí)行各種不同的功能，比如保護(hù)、控制以及檢測(cè)。局域網(wǎng)的應(yīng)用也日益增多。它們可用于連接不同的IED 和控制系統(tǒng)，同時(shí)允許訪問其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，比如數(shù)據(jù)庫和企業(yè)資源管理系統(tǒng)(ERP)的數(shù)據(jù)，或者異地系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。但是，如何用一個(gè)合適的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來管理數(shù)量巨大的信息，仍然沒有得到很好的解決。許多廠商已經(jīng)開發(fā)出了基于客戶/服務(wù)器模式和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的各種不同的系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)仍然不夠靈活，它們經(jīng)常將檢測(cè)功能集中起來，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求很高。而且許多只是一個(gè)廠商的解決方案，這樣就限制了多種不同廠家設(shè)備的集成。
目前面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)(service-orientedarchitecture，SOA)的系統(tǒng)應(yīng)用也日益廣泛，SOA 是新一代的企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)，它通過業(yè)務(wù)、技術(shù)與管理這3 個(gè)維度的架構(gòu)模型，解決了業(yè)務(wù)、技術(shù)和管理的應(yīng)用問題，從而帶來了業(yè)務(wù)上的靈活性、技術(shù)上的高效率和管理上的可治理。基于SOA 的系統(tǒng)具有松耦合、便于復(fù)用、架構(gòu)靈活、節(jié)約投資及增強(qiáng)業(yè)務(wù)敏捷性等優(yōu)點(diǎn)，但是在系統(tǒng)的智能性、實(shí)時(shí)性方面還難以滿足控制系統(tǒng)的要求。
當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的一個(gè)顯著趨勢(shì)就是計(jì)算范型從以算法為中心轉(zhuǎn)移到以交互為中心。智能Agent 技術(shù)就是這一個(gè)潮流之下的產(chǎn)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(shí)體，多Agent 系統(tǒng)(multi-agent system，MAS)就是由這樣一組彼此間存在著協(xié)調(diào)、協(xié)作或競爭關(guān)系的Agent 組成的系統(tǒng)。MAS 系統(tǒng)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(gè)系統(tǒng)。智能Agent 是一種技術(shù)，但更重要的是一種方法論，它為大規(guī)模、分布式和具有適應(yīng)性的復(fù)雜系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種全新的途徑，比如電力系統(tǒng)、智能機(jī)器人、電子商務(wù)、分布式信息獲取、過程控制、智能人機(jī)交互、個(gè)人助理等等。MAS 系統(tǒng)具有很強(qiáng)的伸縮性，而且允許遺留系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和互操作，從而可以最大限度地保護(hù)用戶資源。目前MAS系統(tǒng)是人工智能領(lǐng)域非�；钴S的研究方向，并且在廣泛的領(lǐng)域具有非常高的應(yīng)用前景。
相對(duì)基于SCADA、客戶/服務(wù)器的分布式控制與自動(dòng)化系統(tǒng)以及基于SOA 的應(yīng)用系統(tǒng)，基于Agent 的系統(tǒng)具有很多的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)的每一個(gè)功能或者任務(wù)(比如每一個(gè)IED 的管理)，可以封裝為一個(gè)獨(dú)立的Agent，從而使系統(tǒng)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(diào)用(本地或遠(yuǎn)程)；同時(shí)，由于采用目錄服務(wù)機(jī)制，通過添加新的Agent，系統(tǒng)很容易增加新的功能，而且這些功能可以被其它Agent 所用。對(duì)于那些本來就具有分布式結(jié)構(gòu)的控制與自動(dòng)化系統(tǒng)(如電力系統(tǒng)、過程控制等)，特別適合采用多Agent 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。較之傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，這種基于Agent 的系統(tǒng)可以使系統(tǒng)的每一個(gè)成員具有更大的自治性。
MAS 的分布協(xié)調(diào)理念可廣泛應(yīng)用于各級(jí)EMS、DMS、廠站自動(dòng)化系統(tǒng)之間的分布協(xié)調(diào)控制。
3.2 分布式能源的系統(tǒng)集成
分布式能源主要包括分布式發(fā)電、分布式儲(chǔ)能和具有潛在功率產(chǎn)品價(jià)值的需求側(cè)負(fù)荷響應(yīng)資源。除面向電網(wǎng)的抽水儲(chǔ)能電站外，3 者不僅同屬供用電范疇，彼此之間的聯(lián)系也很密切。如分布式發(fā)電與分布式儲(chǔ)能組成功能互補(bǔ)的微網(wǎng)，并可參與需求響應(yīng)資源的負(fù)荷響應(yīng)程序等。
1）分布式發(fā)電。
和電網(wǎng)發(fā)電不同，可以視為虛擬負(fù)荷的分布式發(fā)電設(shè)備直接由用戶控制啟停。即使接入配電系統(tǒng)，也可不參與自動(dòng)發(fā)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(xué)研究院，北京市 海淀區(qū) 100192） 合作媒體：專網(wǎng)通信世界-中國電力通信網(wǎng) 編輯：顧北 |
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