http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 12:55:50 來源:科學時報
經過研究指出,“具有多指標自趨優運行能力”的電網是電網智能的最高形式,可稱為“智能廣域機器人”。
隨sui著zhe更geng高gao電dian壓ya等deng級ji交jiao流liu輸shu電dian線xian路lu的de建jian設she,我wo國guo電dian網wang互hu聯lian的de程cheng度du不bu斷duan增zeng強qiang,目mu前qian已yi成cheng為wei世shi界jie上shang最zui大da的de交jiao流liu同tong步bu電dian網wang,其qi安an全quan經jing濟ji運yun行xing麵mian臨lin著zhe諸zhu多duo前qian所suo未wei有you的de挑tiao戰zhan。
“大(da)規(gui)模(mo)新(xin)型(xing)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)基(ji)地(di)的(de)接(jie)入(ru),電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)等(deng)新(xin)型(xing)客(ke)戶(hu)與(yu)負(fu)荷(he)性(xing)微(wei)電(dian)網(wang)大(da)量(liang)湧(yong)現(xian),以(yi)及(ji)電(dian)源(yuan)性(xing)微(wei)電(dian)網(wang)和(he)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)等(deng)組(zu)成(cheng)的(de)新(xin)電(dian)網(wang)的(de)調(tiao)度(du)運(yun)行(xing),是(shi)我(wo)國(guo)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)中(zhong)麵(mian)臨(lin)的(de)主(zhu)要(yao)問(wen)題(ti)。”中國科學院院士、清華大學教授盧強說。
盧強認為,與歐美智能電網建設偏重配電網不同,我國智能電網建設中的問題更集中反映在電網調度運行上。“將整個電力大係統控製得如同一台智能機器人,是一個異常宏偉的目標”。
盧強和團隊經過研究指出,“具有多指標自趨優運行能力”的電網是電網智能的最高形式,可稱為“智能廣域機器人”。日前,這項由國家自然科學基金資助的研究成果發表在最新一期《中國電機工程學報》上。
過去的研究一直強調智能電網的“自愈”能力,而在盧強看來,“自愈是實現電網安全可靠運行的主要功能”這一說法,對配電網是適宜的,但對電源性微電網和分布式電源等組成的新電網的運行調度問題,則還顯得不夠。
盧(lu)強(qiang)認(ren)為(wei),電(dian)網(wang)在(zai)運(yun)行(xing)中(zhong)必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)多(duo)指(zhi)標(biao)自(zi)趨(qu)優(you)運(yun)行(xing)的(de)能(neng)力(li)。衡(heng)量(liang)電(dian)網(wang)某(mou)時(shi)刻(ke)是(shi)否(fou)處(chu)於(yu)趨(qu)優(you)狀(zhuang)態(tai),就(jiu)是(shi)看(kan)電(dian)網(wang)在(zai)該(gai)時(shi)刻(ke)其(qi)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)是(shi)否(fou)滿(man)足(zu)設(she)定(ding)的(de)電(dian)網(wang)運(yun)行(xing)評(ping)估(gu)指(zhi)標(biao)體(ti)係(xi);且電網通過自身的自動調控,可實現從不令人滿意的狀態到令人滿意狀態的一個轉化過程。
“如果一個電網具有這項能力,則無論電網中出現何種異常情況,都可借助完善的調度自動化設施,自動對自身進行綜合調控。”盧強表示。
“智能廣域機器人”(Smart Wide Area Robot,簡稱Smart-WAR)的理論基礎是電力混成控製論,其主導思想是:將一切不滿足要求和不滿意的狀態都分類地定義為事件,通過控製使得係統回歸至無事件運行狀態,則係統的各項指標(電能質量、穩定性和經濟性)一定是足夠滿意的。
“這就是說,該方法可以在實踐上解決大電網的多重目標趨優控製問題。”盧強認為,電力混成控製論使得“將整個電力大係統控製得如同一台智能機器人”成為了可能。但要真正實現Smart-WAR,在一些關鍵技術上還需有較大突破。
第一,智能電網基礎量測設施與動態SCADA係xi統tong建jian立li。實shi際ji運yun行xing中zhong的de電dian力li係xi統tong是shi一yi個ge連lian續xu的de動dong態tai係xi統tong,係xi統tong的de狀zhuang態tai每mei時shi每mei刻ke都dou在zai發fa生sheng變bian化hua。需xu要yao研yan發fa新xin型xing智zhi能neng電dian網wang基ji礎chu量liang測ce設she施shi,並bing在zai此ci基ji礎chu上shang建jian立li動dong態tai智zhi能neng電dian網wang基ji礎chu量liang測ce設she施shi與yu動dong態tai數shu據ju采cai集ji與yu監jian控kong(SCADA)係統,以快速獲得係統可信的全狀態。
第二, 新xin型xing狀zhuang態tai估gu計ji係xi統tong。傳chuan統tong的de狀zhuang態tai估gu計ji係xi統tong的de算suan法fa大da多duo建jian立li在zai殘can差cha概gai念nian基ji礎chu上shang,但dan並bing不bu準zhun確que。需xu要yao提ti出chu新xin型xing狀zhuang態tai估gu計ji理li論lun,解jie決jue係xi統tong真zhen值zhi未wei知zhi情qing況kuang下xia狀zhuang態tai估gu計ji結jie果guo評ping價jia問wen題ti,這zhe是shi以yi往wang研yan究jiu中zhong的de空kong白bai點dian,也ye是shi進jin行xing狀zhuang態tai估gu計ji研yan究jiu首shou先xian而er且qie必bi須xu要yao解jie決jue的de問wen題ti。
第三, 標準化建模與接口。智能調度中心的控製對象是現代電力係統,其結構和組成非常複雜;同時電力設備來自於不同的廠商,在分布式發電和用戶參與的情況下就更為複雜。而Smart-WAR本身也是一個極為複雜的係統,其實施有賴於不同軟硬件廠商的有效合作。
因此,Smart-WAR建設必須采用標準化的模型和接口,這樣可盡量減少不同廠商與開發者之間的溝通成本,提高運行效率,保證不同設備之間、調度中心和電力設備之間、不同應用之間、電網和發電設備以及用戶之間的無縫連接。
第四,電力係統運行評估指標體係。電力係統是一個統一的整體,對於其運行和控製需要考慮到頻率、電壓等諸多方麵,因此有必要建立起一整套能反映電力係統運行總體及各個方麵情況的運行指標體係。這一指標體係應是一個多維度、能neng夠gou反fan映ying係xi統tong實shi時shi及ji未wei來lai一yi段duan時shi間jian內nei運yun行xing趨qu勢shi的de綜zong合he指zhi標biao體ti係xi,可ke用yong於yu對dui電dian力li係xi統tong運yun行xing情qing況kuang進jin行xing評ping估gu,辨bian識shi係xi統tong運yun行xing的de薄bo弱ruo環huan節jie和he區qu域yu,以yi達da到dao預yu警jing的de目mu的de。
第五,機器智能與人的智能結合。首要之處在於調度自動化係統與調度運行人員有相同的控製理念。Smart-WAR其所依賴的理論基礎是以事件驅動為內核的,這和調度運行人員的日常調度行為(基於事件進行調度)高度一致,兩者有著同樣的控製理念;Smart-WAR在已有的係統運行狀態可視化基礎上,采用“焦點+背景”等信息可視化技術,實現係統運行指標可視化、事件可視化、控製命令可視化、操作指令可視化以及指令執行情況可視化。