電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化新技術(shù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)課件

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化新技術(shù)智能電網(wǎng)新技術(shù)成員：任毅、孫晨辰、杜昕槐海、葉鑫PPT制作：任毅、孫晨辰

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化新技術(shù)智能電網(wǎng)新技術(shù)1

受全球氣候變化加劇、生態(tài)環(huán)境惡化以及化石能源快速消耗等問題的影響，當(dāng)今世界能源格局正在發(fā)生重大而深刻的變革。近年來，歐美發(fā)達(dá)國家提出了智能電網(wǎng)發(fā)展理念，賦予其承載保障能源安全、促進(jìn)能源高效清潔利用和提振經(jīng)濟(jì)發(fā)展等重要使命。智能電網(wǎng)已經(jīng)成為當(dāng)今世界電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)、新方向。 受全球氣候變化加劇、生態(tài)環(huán)境惡化以及化石能源快速消耗等2一、智能電網(wǎng)定義和特征

一、智能電網(wǎng)定義和特征

31、智能電網(wǎng)的定義美國能源部現(xiàn)代電網(wǎng)委員會(huì)的說法：“智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的傳感技術(shù)、控制理論、通信等先進(jìn)技術(shù)集成現(xiàn)行的電力系統(tǒng)的輸配電領(lǐng)域的一項(xiàng)綜合技術(shù)”。中國國家電網(wǎng)公司給出的智能電網(wǎng)的定義：“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、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能化電網(wǎng)”。實(shí)際上智能電網(wǎng)是把信息技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和原有的輸、配電基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型電網(wǎng)。1、智能電網(wǎng)的定義4中國特色堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵中國特色堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)具有堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動(dòng)五個(gè)基本內(nèi)涵，如圖1所示。中國特色堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵中國特色堅(jiān)強(qiáng)智能電52、智能電網(wǎng)的特征（1）自愈（2）安全（3）兼容（4）交互（5）協(xié)調(diào)（6）高效（7）優(yōu)質(zhì)（8）集成2、智能電網(wǎng)的特征（1）自愈（5）協(xié)調(diào)6二、智能電網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)二、智能電網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)7

圖2智能電網(wǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn) 圖2智能電網(wǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)8七個(gè)技術(shù)領(lǐng)域通信信息平臺(tái)調(diào)度環(huán)節(jié)用電環(huán)節(jié)配電環(huán)節(jié)變電環(huán)節(jié)輸電環(huán)節(jié)發(fā)電環(huán)節(jié)七個(gè)技術(shù)領(lǐng)域9三、智能電網(wǎng)調(diào)度環(huán)節(jié)三、智能電網(wǎng)調(diào)度環(huán)節(jié)10

智能調(diào)度以電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)為對(duì)象．通過不斷研發(fā)、應(yīng)用新型的電網(wǎng)控制技術(shù)、信息技術(shù)和管理技術(shù)。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度各環(huán)節(jié)信息的智能交流。智能調(diào)度是提高電網(wǎng)調(diào)度安全生產(chǎn)保障能力和決策能力，提高調(diào)度資源共享和優(yōu)化配置能力。提高電網(wǎng)調(diào)度規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、精益化和智能化運(yùn)行和管理能力。為電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供支持和保障的技術(shù)體系。智能調(diào)度以電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)為對(duì)象．通過不斷研發(fā)、應(yīng)111、“調(diào)度員思維模式”的智能調(diào)度系統(tǒng)的構(gòu)架1.1、基本思想和原理1.2、“調(diào)度員思維模式”的綜合電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知體系模型1.3、“調(diào)度員思維模式”的可視化界面展示1.4、“調(diào)度員思維模式”的互動(dòng)計(jì)算的設(shè)計(jì)路線1、“調(diào)度員思維模式”的智能調(diào)度系統(tǒng)的構(gòu)架1.1、基本思想和121.1、基本思想

“調(diào)度員思維模式”就是采用以人為主．人與計(jì)算機(jī)共同組成一個(gè)調(diào)度系統(tǒng)．各自執(zhí)行最擅長的工作．從而突破傳統(tǒng)的“智能系統(tǒng)”的概念．形成達(dá)到甚至超過人的能力甚至智力的“超智能系統(tǒng)”。其核心內(nèi)容是強(qiáng)調(diào)人在調(diào)度系統(tǒng)中的重要性．以人為中心構(gòu)成新的調(diào)度系統(tǒng)。突破現(xiàn)有系統(tǒng)將人排除在外的舊格局．研究新型的調(diào)度模式．研制新一代的調(diào)度系統(tǒng)——智能調(diào)度系統(tǒng)。1.1、基本思想 “調(diào)度員思維模式”就是采用以人為主．人13 目前的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的決策系統(tǒng)更多的是強(qiáng)調(diào)邏輯思維．而對(duì)形象思維重視不夠。人的功能特點(diǎn)一方面是具有高智能，另一方面則是速度慢、易疲勞、易出錯(cuò)。而且．人的生理和心理系統(tǒng)雖然具有很強(qiáng)的適應(yīng)性．但也有很大的脆弱性。所以。建設(shè)智能調(diào)度系統(tǒng)要充分發(fā)揮調(diào)度員的作用．利用調(diào)度員獨(dú)特的智能配合機(jī)器的高效執(zhí)行．兩者在調(diào)度過程中相互取長補(bǔ)短。 目前的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的決策系統(tǒng)更多的是強(qiáng)調(diào)邏輯思維．而對(duì)形14

圖3智能調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)成框架1.2“調(diào)度員思維模式”的綜合電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知體系模型 圖3智能調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)成框架1.2“調(diào)度員思維模式”的綜合15

態(tài)勢(shì)感知包括：當(dāng)前態(tài)勢(shì)元素提取、態(tài)勢(shì)評(píng)估、電網(wǎng)的能力態(tài)、可控態(tài)、未來發(fā)展態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)幾個(gè)部分。

主要涵蓋以下幾個(gè)方面：a．在一定的運(yùn)行方式下．提取進(jìn)行態(tài)勢(shì)估計(jì)要考慮的各要素，為態(tài)勢(shì)推理做好準(zhǔn)備；b．分析并確定事件發(fā)生的深層次原因．給出對(duì)所監(jiān)控電網(wǎng)當(dāng)前態(tài)勢(shì)的理解或綜合評(píng)價(jià)；c．通過指標(biāo)分析電網(wǎng)的控制能力；d．已知某時(shí)刻電網(wǎng)的狀態(tài)．預(yù)測(cè)T+1，T+2…T+N時(shí)刻可能發(fā)生的事件．進(jìn)而確定電網(wǎng)態(tài)勢(shì)的發(fā)展趨勢(shì)。態(tài)勢(shì)感知包括：當(dāng)前態(tài)勢(shì)元素提取、態(tài)勢(shì)評(píng)估、電16指標(biāo)體系：當(dāng)前態(tài)、發(fā)展態(tài)、能力態(tài)、可控態(tài)、評(píng)估態(tài)．

態(tài)勢(shì)感知的結(jié)果是形成態(tài)勢(shì)分析報(bào)告和綜合電網(wǎng)態(tài)勢(shì)圖。以不同可視化圖形表示不同電網(wǎng)態(tài)．使調(diào)度員能直觀了解電網(wǎng)安全狀況。提供輔助決策信息。根據(jù)不同的閾值區(qū)間，對(duì)應(yīng)不同的安全等級(jí)，可以利用可視化圖形中紅、橙、黃、藍(lán)、綠、等不同色彩，代表不同安全等級(jí)。指標(biāo)體系：當(dāng)前態(tài)、發(fā)展態(tài)、能力態(tài)、可控態(tài)、評(píng)估171.3“調(diào)度員思維模式”的可視化界面展示 “可視化”是指通過圖形的方法把電網(wǎng)數(shù)據(jù)展示給調(diào)度員。人相對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而言其優(yōu)勢(shì)在于無可比擬的邏輯對(duì)比分析能力．計(jì)算機(jī)處理安全事件的速度遠(yuǎn)比人快，但人們的直覺卻要強(qiáng)得多。通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力，再采用不同的算法把電網(wǎng)數(shù)據(jù)圖形化稱之為“電網(wǎng)可視化”。電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知本身是一個(gè)系統(tǒng)工程。原始數(shù)據(jù)經(jīng)過許多流程最終通過視覺在人腦中形成對(duì)全網(wǎng)安全狀態(tài)的宏觀認(rèn)識(shí)。作為信息融合的過程，電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知的可視化是一個(gè)從底層數(shù)據(jù)到抽象信息，到獲取高層知識(shí)的過程。電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知的可視化巧妙地把底層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)度員可以感知的信息。電網(wǎng)可視化最大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于多維度特性與透視特性：“多維度”指不同的數(shù)據(jù)平面可以在同一個(gè)空間中同時(shí)展示出來．調(diào)度員可以發(fā)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，“透視”特性則可以減少圖形的視覺沖突，因?yàn)檎{(diào)度員可以從上、下、前、后、左、有任意角度觀察圖形。1.3“調(diào)度員思維模式”的可視化界面展示 “可視化18為了展現(xiàn)電網(wǎng)態(tài)勢(shì)的結(jié)果．需要定義可視化的目標(biāo)：a．能夠展現(xiàn)各種設(shè)備屬性，包括發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、無功裝置、各種保護(hù)設(shè)備、安控裝置等的各項(xiàng)屬性。如基本參數(shù)、重要程度、地理位置和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；b．能夠展現(xiàn)各種態(tài)勢(shì)關(guān)系，態(tài)勢(shì)之間的依賴關(guān)系。功能對(duì)某項(xiàng)態(tài)勢(shì)的必要關(guān)系，功能與子功能的關(guān)系以及功能之間的時(shí)間聯(lián)系：c．能夠展現(xiàn)安全告警。告警的分類、告警的級(jí)別、告警的多少、告警所針對(duì)的態(tài)勢(shì)進(jìn)而關(guān)聯(lián)到告警所威脅的態(tài)勢(shì)：d．能夠展現(xiàn)系統(tǒng)故障．故障的分類、故障的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、故障所涉及的態(tài)勢(shì)進(jìn)而關(guān)聯(lián)到故障給電網(wǎng)運(yùn)行帶來的風(fēng)險(xiǎn)．為了展現(xiàn)電網(wǎng)態(tài)勢(shì)的結(jié)果．需要定義可視化的目標(biāo)：a．能夠展現(xiàn)各191.4“調(diào)度員思維模式”的互動(dòng)計(jì)算的設(shè)計(jì)路線 互動(dòng)是智能電網(wǎng)的目的和本質(zhì)要求?；谝陨系目傮w設(shè)計(jì)思路和原則．在設(shè)計(jì)路線上以調(diào)度員思維為核心，將電網(wǎng)運(yùn)行的順序、調(diào)度員的思維、電力系統(tǒng)分析的功能有機(jī)地結(jié)合起來?？梢暬缑嫣峁?shù)據(jù)展示、功能表達(dá)、互動(dòng)計(jì)算的平臺(tái)，有機(jī)地將調(diào)度員的作用加入到這樣一個(gè)閉環(huán)控制的系統(tǒng)中。這種互動(dòng)計(jì)算融入了調(diào)度員的感知、經(jīng)驗(yàn)，并能將他們的這些感知通過互動(dòng)計(jì)算窗口進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，做出相應(yīng)驗(yàn)證。1.4“調(diào)度員思維模式”的互動(dòng)計(jì)算的設(shè)計(jì)路線 互動(dòng)是智能202、關(guān)鍵技術(shù)2.1、人機(jī)一體化協(xié)同決策模型2.2、數(shù)據(jù)融合2.3、態(tài)勢(shì)可視化2.4、快速仿真和建模2.5、智能告警2.6、智能調(diào)度及備調(diào)系統(tǒng)及應(yīng)急指揮中心一體化2.7、調(diào)度員行為后評(píng)估2、關(guān)鍵技術(shù)2.1、人機(jī)一體化協(xié)同決策模型212.1、人機(jī)一體化協(xié)同決策模型

人機(jī)一體化協(xié)同決策方法是以人為主．人和機(jī)器共同合作決策．這時(shí)計(jì)算機(jī)智能輔助決策程序完全設(shè)計(jì)成開放式的．計(jì)算機(jī)和人都可以根據(jù)對(duì)方提供的信息對(duì)自己的決策作相應(yīng)修正．最終達(dá)成共識(shí)．得到?jīng)Q策結(jié)果。在人機(jī)共商決策過程中．重要的是人和機(jī)器兩者之間的決策既有分工又有協(xié)作．一方面通過人機(jī)決策任務(wù)分配．將適合于機(jī)器做決策的任務(wù)交給機(jī)器去做．將適合于人做決策的任務(wù)交給人去做．兩者在共同決策過程中相互取長補(bǔ)短，共同進(jìn)行協(xié)商決策．另一方面．人和機(jī)器對(duì)有些問題同時(shí)作出決策．最后通過綜合評(píng)價(jià)得到比較合理的結(jié)果．通過這樣的人機(jī)共同決策將人的智慧和機(jī)器的智能融合在一起．將能進(jìn)一步提高決策的可靠性。2.1、人機(jī)一體化協(xié)同決策模型 人機(jī)一體化協(xié)同決策方法是以22此類決策問題可以表示成以下模糊結(jié)構(gòu)形式：此類決策問題可以表示成以下模糊結(jié)構(gòu)形式：232.2、數(shù)據(jù)融合

智能調(diào)度系統(tǒng)不僅要對(duì)省級(jí)電網(wǎng)一、二次設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行在線監(jiān)視預(yù)警，同時(shí)對(duì)非電網(wǎng)但影響到電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息也要進(jìn)行監(jiān)視和預(yù)警．包括氣象預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)氣象衛(wèi)星云圖信息、雷電監(jiān)測(cè)等功能．同時(shí)要對(duì)這些信息對(duì)電網(wǎng)的影響范圍和程度進(jìn)行評(píng)估。傳統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)部存在多個(gè)信息孤島，缺乏信息共享。雖然局部的自動(dòng)化程度在不斷提高．但由于信息的不完善和共享能力的薄弱．使得系統(tǒng)中多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)是割裂的、局部的孤立的。不能構(gòu)成一個(gè)實(shí)時(shí)的有機(jī)統(tǒng)一整體．所以整個(gè)電網(wǎng)的智能化程度較低。智能調(diào)度的發(fā)展迫切需要加強(qiáng)監(jiān)控和分析的統(tǒng)一性。在時(shí)間尺度上．需要靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)相結(jié)合；在空間尺度上．需要各級(jí)調(diào)度的統(tǒng)一協(xié)調(diào)：從對(duì)象維上講．既要考慮輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)相結(jié)合．又要考慮經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性(電力市場(chǎng)的影響)與物理穩(wěn)定性的交織作用。對(duì)來自電網(wǎng)中的具有相似或不同特征模式的多源信息進(jìn)行互補(bǔ)集成．從而獲得對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。同時(shí)，在數(shù)據(jù)融合過程中能對(duì)不精確和不確定性問題進(jìn)行建模、推理。2.2、數(shù)據(jù)融合智能調(diào)度系統(tǒng)不僅要對(duì)242.3、態(tài)勢(shì)可視化 態(tài)勢(shì)生成是依據(jù)大量數(shù)據(jù)的分析結(jié)果來顯示當(dāng)前狀態(tài)和未來趨勢(shì)．而通過傳統(tǒng)的文本形式．無法直觀地將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶?？梢暬夹g(shù)正是通過將大量的、抽象的數(shù)據(jù)以圖形的方式表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)并行的圖形信息搜索，提高可視化系統(tǒng)信息處理的速度和效率。 但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大．對(duì)可視化技術(shù)又提出了許多新的要求。如何將基于不同數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)顯示方法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合．確定態(tài)勢(shì)顯示的統(tǒng)一規(guī)范．提高顯示的實(shí)時(shí)性。增大系統(tǒng)可顯示的規(guī)模。增強(qiáng)人機(jī)交互的可操作性等都是可視化技術(shù)需要進(jìn)一步解決的問題。2.3、態(tài)勢(shì)可視化 態(tài)勢(shì)生成是依據(jù)大量數(shù)據(jù)的分析結(jié)果來顯示252.4、快速仿真和建模智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行需要新的理論支撐．需要突破傳統(tǒng)的理論框架和運(yùn)行工具。某些傳統(tǒng)電力系統(tǒng)理論研究及實(shí)現(xiàn)工具涉及到復(fù)雜的模型和計(jì)算．在速度上已不能適應(yīng)智能調(diào)度系統(tǒng)快速的數(shù)據(jù)傳遞要求。智能調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)有針對(duì)性地開發(fā)和應(yīng)用快速仿真模型，市場(chǎng)一體化、政策、風(fēng)險(xiǎn)分析等因素都應(yīng)被納入系統(tǒng)模型．并量化系統(tǒng)的安全性和可靠性．提供快于實(shí)時(shí)的超前仿真。該功能首先利用高性能量測(cè)和通信系統(tǒng)到得拓?fù)?、潮流、頻率、電壓、設(shè)備實(shí)時(shí)模型等信息；然后據(jù)此進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)和在線分析：最后確定當(dāng)前系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。快速仿真和建模被認(rèn)為是一個(gè)自愈系統(tǒng)的必備條件。該項(xiàng)研究開發(fā)一個(gè)開放式軟件平臺(tái)．為未來輸、配電系統(tǒng)運(yùn)行、規(guī)劃和管理提供一整套仿真和建模工具。2.4、快速仿真和建模智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行需要新的理論支撐．需26圖4、電網(wǎng)靜態(tài)安全的超實(shí)時(shí)計(jì)算圖4、電網(wǎng)靜態(tài)安全的超實(shí)時(shí)計(jì)算27圖5、超實(shí)時(shí)短路電流辨識(shí)圖5、超實(shí)時(shí)短路電流辨識(shí)282.5智能告警

圖6智能告警的多維分類2.5智能告警 圖6智能告警的多維分類29

在實(shí)際電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中．有異常或故障的情況下。大量監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集報(bào)警信息涌入調(diào)度控制中心。調(diào)度員被大量數(shù)據(jù)淹沒．很難決策，錯(cuò)失處理事故的良機(jī)。智能告警利用一次、二次、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)等的各種信息．按圖6所示流程對(duì)告警信息快速進(jìn)行分類、篩選和排序．使調(diào)度員對(duì)故障的類型、程度和等級(jí)一目了然．得到當(dāng)前最關(guān)心的關(guān)鍵告警信息．告警內(nèi)容“少”而“精”．這樣就使運(yùn)行監(jiān)控人員能夠快速地抓住事故重點(diǎn)，及時(shí)有效地采取處理方案，提高事故異常處理的準(zhǔn)確性和快速性，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。 在實(shí)際電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中．有異?；蚬收系那闆r下。大量監(jiān)30

圖7智能告警信息篩選 圖7智能告警信息篩選312.6智能調(diào)度及備調(diào)系統(tǒng)、應(yīng)急指揮中心一體化

目前電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的功能越來越多。不同的功能往往需要不同的數(shù)據(jù)庫、不同的操作界面，雖然對(duì)系統(tǒng)本身來講只是功能的擴(kuò)展，對(duì)維護(hù)使用者來說卻增加了大量的重復(fù)工作量。如何將數(shù)據(jù)庫、圖形、界面等資源進(jìn)行整合．達(dá)到功能之間的共享，實(shí)現(xiàn)功能一體化．也成為系統(tǒng)開發(fā)重點(diǎn)。在智能調(diào)度系統(tǒng)基礎(chǔ)上加入備調(diào)和應(yīng)急指揮的元素，通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的擴(kuò)展，將系統(tǒng)的功能延伸到備調(diào)和應(yīng)急指揮中心。調(diào)度、備調(diào)和應(yīng)急指揮一體化的優(yōu)勢(shì)在于電網(wǎng)信息的完全統(tǒng)一使用和維護(hù)。有利于調(diào)度、備調(diào)和應(yīng)急指揮運(yùn)行的集約化。更加適應(yīng)復(fù)雜化程度越來越高的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。調(diào)度、備調(diào)和應(yīng)急指揮一體化并非簡(jiǎn)單的數(shù)量上增加，而是電網(wǎng)監(jiān)控職能與管理體系元素的增加。2.6智能調(diào)度及備調(diào)系統(tǒng)、應(yīng)急指揮中心一體化

目前電力系322.7調(diào)度員行為后評(píng)估 所謂調(diào)度員行為后評(píng)估是指電力系統(tǒng)的調(diào)度部門在業(yè)務(wù)處理中積累了大量數(shù)據(jù)．可以利用評(píng)估技術(shù)將這些數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著的許多潛在的重要因素、事實(shí)和關(guān)聯(lián)等有價(jià)值的信息提煉出來構(gòu)成調(diào)度行為評(píng)價(jià)指標(biāo)體系．來評(píng)估不同調(diào)度行為的質(zhì)量。調(diào)度后評(píng)估時(shí)所涉及的因素多．有的指標(biāo)可以量化．但也有不少影響系統(tǒng)整體評(píng)估結(jié)果的因素量化困難．依據(jù)電力系統(tǒng)的本身特點(diǎn)礎(chǔ)提出一個(gè)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。2.7調(diào)度員行為后評(píng)估 所謂調(diào)度員行為后評(píng)估是指電力系統(tǒng)33

該指標(biāo)由調(diào)度操作、可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、電能質(zhì)量和交接班6項(xiàng)構(gòu)成，如圖8所示．每個(gè)指標(biāo)下面由若干子指標(biāo)構(gòu)成。圖8調(diào)度員評(píng)估指標(biāo)體系 該指標(biāo)由調(diào)度操作、可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、電能34 隨著我國智能電網(wǎng)的建設(shè)．電力市場(chǎng)化的深化．電力系統(tǒng)面臨著新的挑戰(zhàn)．因而對(duì)它的理論研究及實(shí)現(xiàn)工具的探討和實(shí)踐是目前必須要解決的問題．它需要新的理論支撐．需要突破傳統(tǒng)的理論框架和運(yùn)行工具．基于調(diào)度員思維模式的智能調(diào)度系統(tǒng)在這方面做了有益的嘗試和探索。將人(調(diào)度員)---機(jī)互動(dòng)計(jì)算的設(shè)計(jì)思想與可視化界面有機(jī)結(jié)合．利用人工智能技術(shù)從海量數(shù)據(jù)中挖掘出表征電網(wǎng)運(yùn)行特性的關(guān)鍵數(shù)據(jù)．建立了表達(dá)電網(wǎng)充裕度、安全性和脆弱性的指標(biāo)．并應(yīng)用三維旋轉(zhuǎn)視圖進(jìn)行形象直觀的表達(dá)．使調(diào)度人員實(shí)時(shí)掌握電網(wǎng)運(yùn)行的整體態(tài)勢(shì)。 隨著我國智能電網(wǎng)的建設(shè)．電力市場(chǎng)化的深化．電力系統(tǒng)面臨著35四、智能電網(wǎng)的組織架構(gòu)四、智能電網(wǎng)的組織架構(gòu)36 圖9智能電網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)圖---自律分散式自律分散式 圖9智能電網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)圖---自律分散式自律分37

圖10智能電網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)圖---分層式分層式 圖10智能電網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)圖---分層式分層式38五、建設(shè)智能電網(wǎng)需要解決的

技術(shù)難題五、建設(shè)智能電網(wǎng)需要解決的

391、先進(jìn)的智能化元件和測(cè)量裝置

智能化元件的使用是電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化的物理基礎(chǔ)，這些智能化元件必須能夠在各種干擾下，根據(jù)反映所控制的元件的屬性信息和控制中心發(fā)來的命令準(zhǔn)確快速地執(zhí)行有效地智能操作；先進(jìn)測(cè)量裝置要求能夠準(zhǔn)確靈敏地測(cè)量反映電網(wǎng)元件的屬性、狀態(tài)等物理量，然后，通過自身的接口裝置發(fā)送到通信網(wǎng)，最后由通信網(wǎng)傳輸給各級(jí)控制中心。 近年來，信息技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、現(xiàn)代傳感器技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展，以及現(xiàn)代制造工藝水平的提升，為先進(jìn)的智能化元件和測(cè)量裝置的規(guī)?；a(chǎn)奠定了技術(shù)和理論基礎(chǔ)。一般來說，先進(jìn)的儀表測(cè)暈裝置應(yīng)該包含四部分：儀表、網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)處理等裝置構(gòu)成。1、先進(jìn)的智能化元件和測(cè)量裝置 智能化元件的使用是電網(wǎng)402、選擇合理的通信方式

如前所述，網(wǎng)絡(luò)化是智能電網(wǎng)的突出特征之一，要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化必然涉及到通信方式的選擇。電能傳輸以光速傳播，電網(wǎng)事故往往在幾秒甚至幾個(gè)周波的時(shí)間內(nèi)就能波及到周圍區(qū)域甚至到整個(gè)電網(wǎng)，大電網(wǎng)互聯(lián)，一方面電網(wǎng)規(guī)模變大，另一方面，橫跨廣袤的區(qū)域，容易遭受自然和人為災(zāi)害。 聯(lián)系前面SG組織架構(gòu)的描述，智能電網(wǎng)為廣域網(wǎng)，其拓?fù)浞绞綉?yīng)該采用混合拓?fù)?主要包含網(wǎng)狀拓?fù)浜涂偩€拓?fù)?，通信協(xié)議宜采用分級(jí)形式，再考慮到智能電網(wǎng)運(yùn)行分析的實(shí)時(shí)性，這無疑對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸容量、傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和快速性有了更高要求，所以采用分散式自律體系架構(gòu)的通信方式更安全、更高效。2、選擇合理的通信方式 如前所述，網(wǎng)絡(luò)化是智能電網(wǎng)的突出特413、對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步提高 自從智能電網(wǎng)的概念提出以來，新技術(shù)新裝置的應(yīng)用成為熱點(diǎn)話題，實(shí)際上，智能電網(wǎng)并沒有改變電網(wǎng)的本質(zhì)規(guī)律，只是運(yùn)行方式的升級(jí)，各級(jí)控制中心是通過計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序來決定電網(wǎng)的運(yùn)行變化的，而應(yīng)用程序本質(zhì)上是對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律本質(zhì)認(rèn)識(shí)的數(shù)學(xué)描述，換言之，從某種程度上來說，對(duì)電網(wǎng)的研究就是以數(shù)學(xué)、控制學(xué)等學(xué)科為上具來反映、再現(xiàn)、量化電網(wǎng)在正常和故障條件卜．的運(yùn)行過程，比如：對(duì)電嘲的動(dòng)態(tài)失穩(wěn)機(jī)理的認(rèn)識(shí)，電網(wǎng)元件特別是新型元件的數(shù)學(xué)建模等等，目前尚沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，所以建設(shè)智能電網(wǎng)的核心任務(wù)是對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)確而全面的數(shù)學(xué)描述。

3、對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步提高 自從智能電網(wǎng)的概念提42以上只是列舉了智能電網(wǎng)面臨的主要技術(shù)難題，除此之外，還有其他一些技術(shù)問題有待解決。

比如：發(fā)展超導(dǎo)輸電技術(shù)、間歇性能源的分布式發(fā)電的接入和退出技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、電力光纖復(fù)合型電纜的使用技術(shù)等等。

以上只是列舉了智能電網(wǎng)面臨的主要技術(shù)難題，除43參考文獻(xiàn)第1,2章參考文獻(xiàn)：[1]胡晨,旺曾祥,君王陽.智能電網(wǎng)及其發(fā)展趨勢(shì).智

能電網(wǎng)技術(shù).2010(1)[2]李興源,魏巍,王渝紅,穆子龍,顧威.堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)

發(fā)展技術(shù)的研究.電力系統(tǒng)保護(hù)與控

制.2009,37(17)[3]DeepakD.SmartDistributedControlof

PowerSystems.2008[4]ChowdhurySP;ChowdhuryS;TenCF.

OperationandcontrolofDGbasedpower

islandinSmartGrid

environment.2009,8(11),1051

參考文獻(xiàn)第1,2章參考文獻(xiàn)：44[1]劉俊勇,沈曉東,田立峰,陳金海,黃媛,李成鑫.智能電網(wǎng)下可視化技術(shù)的展望.電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備.2010,1.30(1)[2]楊旭升，盛萬興，乇孫安．多Agent電網(wǎng)運(yùn)行決策支持系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J]．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2002，26(18)：4549．[3]邢金峰,常鮮戎,張潔．多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)在電網(wǎng)調(diào)度員培訓(xùn)評(píng)估中應(yīng)用[J]．電力自動(dòng)化設(shè)備，2005，25(10)：78．81．[4]PravinP.Varaiya.SmartOperationofSmartGrid:Risk-LimitingDispatch.IEEE.2011,1(99)第3章參考文獻(xiàn)：[1]劉俊勇,沈曉東,田立峰,陳金海,黃媛,李成鑫.智能電網(wǎng)45第4，5章參考文獻(xiàn)：[1]牛朋超，康積濤，李愛武，李林.智能電網(wǎng)開啟電網(wǎng)運(yùn)行新形式.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制.2010,38(19)[2]PipattanasompornM;FerozeH;RahmanSMulti-agentsystemsinadistributedsmartgrid:designandimplementation.PSCE.2009,10(1109).[3]MassoudAmin.Challengesinreliability,security,efficiency,andresilienceofenergyinfrastructure:towardsmartself-healingelectricpowergrid.IEEE.2008[4]GrobG.R．Fmuretransportationwithsmartgrids&sustainableenergy[C]．SSD’09．6thInternationalMulti—ConferenceonSystems，SignalsandDevices．2009．第4，5章參考文獻(xiàn)：46結(jié)束語

在此僅代表我們五人對(duì)在座各位同學(xué)和老師表達(dá)謝意，由于本組成員研究尚淺，歡迎各位同學(xué)及老師的批評(píng)指正。

謝謝結(jié)束語 在此僅代表我們五人對(duì)在座各位同學(xué)和老師表達(dá)謝意47

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化新技術(shù)智能電網(wǎng)新技術(shù)成員：任毅、孫晨辰、杜昕槐海、葉鑫PPT制作：任毅、孫晨辰

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化新技術(shù)智能電網(wǎng)新技術(shù)48

受全球氣候變化加劇、生態(tài)環(huán)境惡化以及化石能源快速消耗等問題的影響，當(dāng)今世界能源格局正在發(fā)生重大而深刻的變革。近年來，歐美發(fā)達(dá)國家提出了智能電網(wǎng)發(fā)展理念，賦予其承載保障能源安全、促進(jìn)能源高效清潔利用和提振經(jīng)濟(jì)發(fā)展等重要使命。智能電網(wǎng)已經(jīng)成為當(dāng)今世界電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)、新方向。 受全球氣候變化加劇、生態(tài)環(huán)境惡化以及化石能源快速消耗等49一、智能電網(wǎng)定義和特征

一、智能電網(wǎng)定義和特征

501、智能電網(wǎng)的定義美國能源部現(xiàn)代電網(wǎng)委員會(huì)的說法：“智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的傳感技術(shù)、控制理論、通信等先進(jìn)技術(shù)集成現(xiàn)行的電力系統(tǒng)的輸配電領(lǐng)域的一項(xiàng)綜合技術(shù)”。中國國家電網(wǎng)公司給出的智能電網(wǎng)的定義：“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、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能化電網(wǎng)”。實(shí)際上智能電網(wǎng)是把信息技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和原有的輸、配電基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型電網(wǎng)。1、智能電網(wǎng)的定義51中國特色堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵中國特色堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)具有堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動(dòng)五個(gè)基本內(nèi)涵，如圖1所示。中國特色堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵中國特色堅(jiān)強(qiáng)智能電522、智能電網(wǎng)的特征（1）自愈（2）安全（3）兼容（4）交互（5）協(xié)調(diào)（6）高效（7）優(yōu)質(zhì)（8）集成2、智能電網(wǎng)的特征（1）自愈（5）協(xié)調(diào)53二、智能電網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)二、智能電網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)54

圖2智能電網(wǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn) 圖2智能電網(wǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)55七個(gè)技術(shù)領(lǐng)域通信信息平臺(tái)調(diào)度環(huán)節(jié)用電環(huán)節(jié)配電環(huán)節(jié)變電環(huán)節(jié)輸電環(huán)節(jié)發(fā)電環(huán)節(jié)七個(gè)技術(shù)領(lǐng)域56三、智能電網(wǎng)調(diào)度環(huán)節(jié)三、智能電網(wǎng)調(diào)度環(huán)節(jié)57

智能調(diào)度以電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)為對(duì)象．通過不斷研發(fā)、應(yīng)用新型的電網(wǎng)控制技術(shù)、信息技術(shù)和管理技術(shù)。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度各環(huán)節(jié)信息的智能交流。智能調(diào)度是提高電網(wǎng)調(diào)度安全生產(chǎn)保障能力和決策能力，提高調(diào)度資源共享和優(yōu)化配置能力。提高電網(wǎng)調(diào)度規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、精益化和智能化運(yùn)行和管理能力。為電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供支持和保障的技術(shù)體系。智能調(diào)度以電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)為對(duì)象．通過不斷研發(fā)、應(yīng)581、“調(diào)度員思維模式”的智能調(diào)度系統(tǒng)的構(gòu)架1.1、基本思想和原理1.2、“調(diào)度員思維模式”的綜合電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知體系模型1.3、“調(diào)度員思維模式”的可視化界面展示1.4、“調(diào)度員思維模式”的互動(dòng)計(jì)算的設(shè)計(jì)路線1、“調(diào)度員思維模式”的智能調(diào)度系統(tǒng)的構(gòu)架1.1、基本思想和591.1、基本思想

“調(diào)度員思維模式”就是采用以人為主．人與計(jì)算機(jī)共同組成一個(gè)調(diào)度系統(tǒng)．各自執(zhí)行最擅長的工作．從而突破傳統(tǒng)的“智能系統(tǒng)”的概念．形成達(dá)到甚至超過人的能力甚至智力的“超智能系統(tǒng)”。其核心內(nèi)容是強(qiáng)調(diào)人在調(diào)度系統(tǒng)中的重要性．以人為中心構(gòu)成新的調(diào)度系統(tǒng)。突破現(xiàn)有系統(tǒng)將人排除在外的舊格局．研究新型的調(diào)度模式．研制新一代的調(diào)度系統(tǒng)——智能調(diào)度系統(tǒng)。1.1、基本思想 “調(diào)度員思維模式”就是采用以人為主．人60 目前的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的決策系統(tǒng)更多的是強(qiáng)調(diào)邏輯思維．而對(duì)形象思維重視不夠。人的功能特點(diǎn)一方面是具有高智能，另一方面則是速度慢、易疲勞、易出錯(cuò)。而且．人的生理和心理系統(tǒng)雖然具有很強(qiáng)的適應(yīng)性．但也有很大的脆弱性。所以。建設(shè)智能調(diào)度系統(tǒng)要充分發(fā)揮調(diào)度員的作用．利用調(diào)度員獨(dú)特的智能配合機(jī)器的高效執(zhí)行．兩者在調(diào)度過程中相互取長補(bǔ)短。 目前的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的決策系統(tǒng)更多的是強(qiáng)調(diào)邏輯思維．而對(duì)形61

圖3智能調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)成框架1.2“調(diào)度員思維模式”的綜合電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知體系模型 圖3智能調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)成框架1.2“調(diào)度員思維模式”的綜合62

態(tài)勢(shì)感知包括：當(dāng)前態(tài)勢(shì)元素提取、態(tài)勢(shì)評(píng)估、電網(wǎng)的能力態(tài)、可控態(tài)、未來發(fā)展態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)幾個(gè)部分。

主要涵蓋以下幾個(gè)方面：a．在一定的運(yùn)行方式下．提取進(jìn)行態(tài)勢(shì)估計(jì)要考慮的各要素，為態(tài)勢(shì)推理做好準(zhǔn)備；b．分析并確定事件發(fā)生的深層次原因．給出對(duì)所監(jiān)控電網(wǎng)當(dāng)前態(tài)勢(shì)的理解或綜合評(píng)價(jià)；c．通過指標(biāo)分析電網(wǎng)的控制能力；d．已知某時(shí)刻電網(wǎng)的狀態(tài)．預(yù)測(cè)T+1，T+2…T+N時(shí)刻可能發(fā)生的事件．進(jìn)而確定電網(wǎng)態(tài)勢(shì)的發(fā)展趨勢(shì)。態(tài)勢(shì)感知包括：當(dāng)前態(tài)勢(shì)元素提取、態(tài)勢(shì)評(píng)估、電63指標(biāo)體系：當(dāng)前態(tài)、發(fā)展態(tài)、能力態(tài)、可控態(tài)、評(píng)估態(tài)．

態(tài)勢(shì)感知的結(jié)果是形成態(tài)勢(shì)分析報(bào)告和綜合電網(wǎng)態(tài)勢(shì)圖。以不同可視化圖形表示不同電網(wǎng)態(tài)．使調(diào)度員能直觀了解電網(wǎng)安全狀況。提供輔助決策信息。根據(jù)不同的閾值區(qū)間，對(duì)應(yīng)不同的安全等級(jí)，可以利用可視化圖形中紅、橙、黃、藍(lán)、綠、等不同色彩，代表不同安全等級(jí)。指標(biāo)體系：當(dāng)前態(tài)、發(fā)展態(tài)、能力態(tài)、可控態(tài)、評(píng)估641.3“調(diào)度員思維模式”的可視化界面展示 “可視化”是指通過圖形的方法把電網(wǎng)數(shù)據(jù)展示給調(diào)度員。人相對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而言其優(yōu)勢(shì)在于無可比擬的邏輯對(duì)比分析能力．計(jì)算機(jī)處理安全事件的速度遠(yuǎn)比人快，但人們的直覺卻要強(qiáng)得多。通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力，再采用不同的算法把電網(wǎng)數(shù)據(jù)圖形化稱之為“電網(wǎng)可視化”。電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知本身是一個(gè)系統(tǒng)工程。原始數(shù)據(jù)經(jīng)過許多流程最終通過視覺在人腦中形成對(duì)全網(wǎng)安全狀態(tài)的宏觀認(rèn)識(shí)。作為信息融合的過程，電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知的可視化是一個(gè)從底層數(shù)據(jù)到抽象信息，到獲取高層知識(shí)的過程。電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知的可視化巧妙地把底層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)度員可以感知的信息。電網(wǎng)可視化最大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于多維度特性與透視特性：“多維度”指不同的數(shù)據(jù)平面可以在同一個(gè)空間中同時(shí)展示出來．調(diào)度員可以發(fā)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，“透視”特性則可以減少圖形的視覺沖突，因?yàn)檎{(diào)度員可以從上、下、前、后、左、有任意角度觀察圖形。1.3“調(diào)度員思維模式”的可視化界面展示 “可視化65為了展現(xiàn)電網(wǎng)態(tài)勢(shì)的結(jié)果．需要定義可視化的目標(biāo)：a．能夠展現(xiàn)各種設(shè)備屬性，包括發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、無功裝置、各種保護(hù)設(shè)備、安控裝置等的各項(xiàng)屬性。如基本參數(shù)、重要程度、地理位置和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；b．能夠展現(xiàn)各種態(tài)勢(shì)關(guān)系，態(tài)勢(shì)之間的依賴關(guān)系。功能對(duì)某項(xiàng)態(tài)勢(shì)的必要關(guān)系，功能與子功能的關(guān)系以及功能之間的時(shí)間聯(lián)系：c．能夠展現(xiàn)安全告警。告警的分類、告警的級(jí)別、告警的多少、告警所針對(duì)的態(tài)勢(shì)進(jìn)而關(guān)聯(lián)到告警所威脅的態(tài)勢(shì)：d．能夠展現(xiàn)系統(tǒng)故障．故障的分類、故障的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、故障所涉及的態(tài)勢(shì)進(jìn)而關(guān)聯(lián)到故障給電網(wǎng)運(yùn)行帶來的風(fēng)險(xiǎn)．為了展現(xiàn)電網(wǎng)態(tài)勢(shì)的結(jié)果．需要定義可視化的目標(biāo)：a．能夠展現(xiàn)各661.4“調(diào)度員思維模式”的互動(dòng)計(jì)算的設(shè)計(jì)路線 互動(dòng)是智能電網(wǎng)的目的和本質(zhì)要求?；谝陨系目傮w設(shè)計(jì)思路和原則．在設(shè)計(jì)路線上以調(diào)度員思維為核心，將電網(wǎng)運(yùn)行的順序、調(diào)度員的思維、電力系統(tǒng)分析的功能有機(jī)地結(jié)合起來。可視化界面提供數(shù)據(jù)展示、功能表達(dá)、互動(dòng)計(jì)算的平臺(tái)，有機(jī)地將調(diào)度員的作用加入到這樣一個(gè)閉環(huán)控制的系統(tǒng)中。這種互動(dòng)計(jì)算融入了調(diào)度員的感知、經(jīng)驗(yàn)，并能將他們的這些感知通過互動(dòng)計(jì)算窗口進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，做出相應(yīng)驗(yàn)證。1.4“調(diào)度員思維模式”的互動(dòng)計(jì)算的設(shè)計(jì)路線 互動(dòng)是智能672、關(guān)鍵技術(shù)2.1、人機(jī)一體化協(xié)同決策模型2.2、數(shù)據(jù)融合2.3、態(tài)勢(shì)可視化2.4、快速仿真和建模2.5、智能告警2.6、智能調(diào)度及備調(diào)系統(tǒng)及應(yīng)急指揮中心一體化2.7、調(diào)度員行為后評(píng)估2、關(guān)鍵技術(shù)2.1、人機(jī)一體化協(xié)同決策模型682.1、人機(jī)一體化協(xié)同決策模型

人機(jī)一體化協(xié)同決策方法是以人為主．人和機(jī)器共同合作決策．這時(shí)計(jì)算機(jī)智能輔助決策程序完全設(shè)計(jì)成開放式的．計(jì)算機(jī)和人都可以根據(jù)對(duì)方提供的信息對(duì)自己的決策作相應(yīng)修正．最終達(dá)成共識(shí)．得到?jīng)Q策結(jié)果。在人機(jī)共商決策過程中．重要的是人和機(jī)器兩者之間的決策既有分工又有協(xié)作．一方面通過人機(jī)決策任務(wù)分配．將適合于機(jī)器做決策的任務(wù)交給機(jī)器去做．將適合于人做決策的任務(wù)交給人去做．兩者在共同決策過程中相互取長補(bǔ)短，共同進(jìn)行協(xié)商決策．另一方面．人和機(jī)器對(duì)有些問題同時(shí)作出決策．最后通過綜合評(píng)價(jià)得到比較合理的結(jié)果．通過這樣的人機(jī)共同決策將人的智慧和機(jī)器的智能融合在一起．將能進(jìn)一步提高決策的可靠性。2.1、人機(jī)一體化協(xié)同決策模型 人機(jī)一體化協(xié)同決策方法是以69此類決策問題可以表示成以下模糊結(jié)構(gòu)形式：此類決策問題可以表示成以下模糊結(jié)構(gòu)形式：702.2、數(shù)據(jù)融合

智能調(diào)度系統(tǒng)不僅要對(duì)省級(jí)電網(wǎng)一、二次設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行在線監(jiān)視預(yù)警，同時(shí)對(duì)非電網(wǎng)但影響到電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息也要進(jìn)行監(jiān)視和預(yù)警．包括氣象預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)氣象衛(wèi)星云圖信息、雷電監(jiān)測(cè)等功能．同時(shí)要對(duì)這些信息對(duì)電網(wǎng)的影響范圍和程度進(jìn)行評(píng)估。傳統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)部存在多個(gè)信息孤島，缺乏信息共享。雖然局部的自動(dòng)化程度在不斷提高．但由于信息的不完善和共享能力的薄弱．使得系統(tǒng)中多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)是割裂的、局部的孤立的。不能構(gòu)成一個(gè)實(shí)時(shí)的有機(jī)統(tǒng)一整體．所以整個(gè)電網(wǎng)的智能化程度較低。智能調(diào)度的發(fā)展迫切需要加強(qiáng)監(jiān)控和分析的統(tǒng)一性。在時(shí)間尺度上．需要靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)相結(jié)合；在空間尺度上．需要各級(jí)調(diào)度的統(tǒng)一協(xié)調(diào)：從對(duì)象維上講．既要考慮輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)相結(jié)合．又要考慮經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性(電力市場(chǎng)的影響)與物理穩(wěn)定性的交織作用。對(duì)來自電網(wǎng)中的具有相似或不同特征模式的多源信息進(jìn)行互補(bǔ)集成．從而獲得對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。同時(shí)，在數(shù)據(jù)融合過程中能對(duì)不精確和不確定性問題進(jìn)行建模、推理。2.2、數(shù)據(jù)融合智能調(diào)度系統(tǒng)不僅要對(duì)712.3、態(tài)勢(shì)可視化 態(tài)勢(shì)生成是依據(jù)大量數(shù)據(jù)的分析結(jié)果來顯示當(dāng)前狀態(tài)和未來趨勢(shì)．而通過傳統(tǒng)的文本形式．無法直觀地將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶。可視化技術(shù)正是通過將大量的、抽象的數(shù)據(jù)以圖形的方式表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)并行的圖形信息搜索，提高可視化系統(tǒng)信息處理的速度和效率。 但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大．對(duì)可視化技術(shù)又提出了許多新的要求。如何將基于不同數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)顯示方法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合．確定態(tài)勢(shì)顯示的統(tǒng)一規(guī)范．提高顯示的實(shí)時(shí)性。增大系統(tǒng)可顯示的規(guī)模。增強(qiáng)人機(jī)交互的可操作性等都是可視化技術(shù)需要進(jìn)一步解決的問題。2.3、態(tài)勢(shì)可視化 態(tài)勢(shì)生成是依據(jù)大量數(shù)據(jù)的分析結(jié)果來顯示722.4、快速仿真和建模智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行需要新的理論支撐．需要突破傳統(tǒng)的理論框架和運(yùn)行工具。某些傳統(tǒng)電力系統(tǒng)理論研究及實(shí)現(xiàn)工具涉及到復(fù)雜的模型和計(jì)算．在速度上已不能適應(yīng)智能調(diào)度系統(tǒng)快速的數(shù)據(jù)傳遞要求。智能調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)有針對(duì)性地開發(fā)和應(yīng)用快速仿真模型，市場(chǎng)一體化、政策、風(fēng)險(xiǎn)分析等因素都應(yīng)被納入系統(tǒng)模型．并量化系統(tǒng)的安全性和可靠性．提供快于實(shí)時(shí)的超前仿真。該功能首先利用高性能量測(cè)和通信系統(tǒng)到得拓?fù)洹⒊绷?、頻率、電壓、設(shè)備實(shí)時(shí)模型等信息；然后據(jù)此進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)和在線分析：最后確定當(dāng)前系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性?？焖俜抡婧徒１徽J(rèn)為是一個(gè)自愈系統(tǒng)的必備條件。該項(xiàng)研究開發(fā)一個(gè)開放式軟件平臺(tái)．為未來輸、配電系統(tǒng)運(yùn)行、規(guī)劃和管理提供一整套仿真和建模工具。2.4、快速仿真和建模智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行需要新的理論支撐．需73圖4、電網(wǎng)靜態(tài)安全的超實(shí)時(shí)計(jì)算圖4、電網(wǎng)靜態(tài)安全的超實(shí)時(shí)計(jì)算74圖5、超實(shí)時(shí)短路電流辨識(shí)圖5、超實(shí)時(shí)短路電流辨識(shí)752.5智能告警

圖6智能告警的多維分類2.5智能告警 圖6智能告警的多維分類76

在實(shí)際電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中．有異?；蚬收系那闆r下。大量監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集報(bào)警信息涌入調(diào)度控制中心。調(diào)度員被大量數(shù)據(jù)淹沒．很難決策，錯(cuò)失處理事故的良機(jī)。智能告警利用一次、二次、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)等的各種信息．按圖6所示流程對(duì)告警信息快速進(jìn)行分類、篩選和排序．使調(diào)度員對(duì)故障的類型、程度和等級(jí)一目了然．得到當(dāng)前最關(guān)心的關(guān)鍵告警信息．告警內(nèi)容“少”而“精”．這樣就使運(yùn)行監(jiān)控人員能夠快速地抓住事故重點(diǎn)，及時(shí)有效地采取處理方案，提高事故異常處理的準(zhǔn)確性和快速性，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。 在實(shí)際電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中．有異?；蚬收系那闆r下。大量監(jiān)77

圖7智能告警信息篩選 圖7智能告警信息篩選782.6智能調(diào)度及備調(diào)系統(tǒng)、應(yīng)急指揮中心一體化

目前電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的功能越來越多。不同的功能往往需要不同的數(shù)據(jù)庫、不同的操作界面，雖然對(duì)系統(tǒng)本身來講只是功能的擴(kuò)展，對(duì)維護(hù)使用者來說卻增加了大量的重復(fù)工作量。如何將數(shù)據(jù)庫、圖形、界面等資源進(jìn)行整合．達(dá)到功能之間的共享，實(shí)現(xiàn)功能一體化．也成為系統(tǒng)開發(fā)重點(diǎn)。在智能調(diào)度系統(tǒng)基礎(chǔ)上加入備調(diào)和應(yīng)急指揮的元素，通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的擴(kuò)展，將系統(tǒng)的功能延伸到備調(diào)和應(yīng)急指揮中心。調(diào)度、備調(diào)和應(yīng)急指揮一體化的優(yōu)勢(shì)在于電網(wǎng)信息的完全統(tǒng)一使用和維護(hù)。有利于調(diào)度、備調(diào)和應(yīng)急指揮運(yùn)行的集約化。更加適應(yīng)復(fù)雜化程度越來越高的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。調(diào)度、備調(diào)和應(yīng)急指揮一體化并非簡(jiǎn)單的數(shù)量上增加，而是電網(wǎng)監(jiān)控職能與管理體系元素的增加。2.6智能調(diào)度及備調(diào)系統(tǒng)、應(yīng)急指揮中心一體化

目前電力系792.7調(diào)度員行為后評(píng)估 所謂調(diào)度員行為后評(píng)估是指電力系統(tǒng)的調(diào)度部門在業(yè)務(wù)處理中積累了大量數(shù)據(jù)．可以利用評(píng)估技術(shù)將這些數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著的許多潛在的重要因素、事實(shí)和關(guān)聯(lián)等有價(jià)值的信息提煉出來構(gòu)成調(diào)度行為評(píng)價(jià)指標(biāo)體系．來評(píng)估不同調(diào)度行為的質(zhì)量。調(diào)度后評(píng)估時(shí)所涉及的因素多．有的指標(biāo)可以量化．但也有不少影響系統(tǒng)整體評(píng)估結(jié)果的因素量化困難．依據(jù)電力系統(tǒng)的本身特點(diǎn)礎(chǔ)提出一個(gè)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。2.7調(diào)度員行為后評(píng)估 所謂調(diào)度員行為后評(píng)估是指電力系統(tǒng)80

該指標(biāo)由調(diào)度操作、可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、電能質(zhì)量和交接班6項(xiàng)構(gòu)成，如圖8所示．每個(gè)指標(biāo)下面由若干子指標(biāo)構(gòu)成。圖8調(diào)度員評(píng)估指標(biāo)體系 該指標(biāo)由調(diào)度操作、可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、電能81 隨著我國智能電網(wǎng)的建設(shè)．電力市場(chǎng)化的深化．電力系統(tǒng)面臨著新的挑戰(zhàn)．因而對(duì)它的理論研究及實(shí)現(xiàn)工具的探討和實(shí)踐是目前必須要解決的問題．它需要新的理論支撐．需要突破傳統(tǒng)的理論框架和運(yùn)行工具．基于調(diào)度員思維模式的智能調(diào)度系統(tǒng)在這方面做了有益的嘗試和探索。將人(調(diào)度員)---機(jī)互動(dòng)計(jì)算的設(shè)計(jì)思想與可視化界面有機(jī)結(jié)合．利用人工智能技術(shù)從海量數(shù)據(jù)中挖掘出表征電網(wǎng)運(yùn)行特性的關(guān)鍵數(shù)據(jù)．建立了表達(dá)電網(wǎng)充裕度、安全性和脆弱性的指標(biāo)．并應(yīng)用三維旋轉(zhuǎn)視圖進(jìn)行形象直觀的表達(dá)．使調(diào)度人員實(shí)時(shí)掌握電網(wǎng)運(yùn)行的整體態(tài)勢(shì)。 隨著我國智能電網(wǎng)的建設(shè)．電力市場(chǎng)化的深化．電力系統(tǒng)面臨著82四、智能電網(wǎng)的組織架構(gòu)四、智能電網(wǎng)的組織架構(gòu)83 圖9智能電網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)圖---自律分散式自律分散式 圖9智能電網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)圖---自律分散式自律分84

圖10智能電網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)圖---分層式分層式 圖10智能電網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)圖---分層式分層式85五、建設(shè)智能電網(wǎng)需要解決的

技術(shù)難題五、建設(shè)智能電網(wǎng)需要解決的

861、先進(jìn)的智能化元件和測(cè)量裝置

智能化元件的使用是電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化的物理基礎(chǔ)，這些智能化元件必須能夠在各種干擾下，根據(jù)反映所控制的元件的屬性信息和控制中心發(fā)來的命令準(zhǔn)確快速地執(zhí)行有效地智能操作；先進(jìn)測(cè)量裝置要求能夠準(zhǔn)確靈敏地測(cè)量反映電網(wǎng)元件的屬性、狀態(tài)等物理量，然后，通過自身的接口裝置發(fā)送到通信網(wǎng)，最后由通信網(wǎng)傳輸給各級(jí)控制中心。 近年來，信息技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、現(xiàn)代傳感器技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展，以及現(xiàn)代制造工藝水平的提升，為先進(jìn)的智能化元件和測(cè)量裝置的規(guī)?；a(chǎn)奠定了技術(shù)和理論基礎(chǔ)。一般來說，先進(jìn)的儀表測(cè)暈裝置應(yīng)該包含四部分：儀表、網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)處理等裝置構(gòu)成。1、先進(jìn)的智能化元件和測(cè)量裝置 智能化元件的使用是電網(wǎng)872、選擇合理的通信方式

如前所述，網(wǎng)絡(luò)化是智能電網(wǎng)的突出特征之一，要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化必然涉及到通信方式的選擇。電能傳輸以光速傳播，電網(wǎng)事故往往在幾秒甚至幾個(gè)周波的時(shí)間內(nèi)就能波及到周圍區(qū)域甚至到整個(gè)電網(wǎng)，大電網(wǎng)互聯(lián)，一方面電網(wǎng)規(guī)模變大，另一方面，橫跨廣袤的區(qū)域，容易遭受自然和人為災(zāi)害。 聯(lián)系前面SG組織架構(gòu)的描述，智能電網(wǎng)為廣域網(wǎng)，其拓?fù)浞绞綉?yīng)該采用混合拓?fù)?主要包含網(wǎng)狀拓?fù)浜涂偩€拓?fù)?，通信協(xié)議宜采用分級(jí)形式，再考慮到智能電網(wǎng)運(yùn)行分析的實(shí)時(shí)性，這無疑對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸容量、傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和快速性有了更高要求，所以采用分散式自律體系架構(gòu)的通信方式更安全、更高效。2、選擇合理的通信方式 如前所述，網(wǎng)絡(luò)化是智能電網(wǎng)的突出特883、對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步提高 自從智能電網(wǎng)的概念提出以來，新技術(shù)新裝置的應(yīng)用成為熱點(diǎn)話題，實(shí)際上，智能電網(wǎng)并沒有改變電網(wǎng)的本質(zhì)規(guī)律，只是運(yùn)