智能電網最高形式：智能廣域機器人

隨著更高電壓等級交流輸電線路的建設，我國電網互聯的程度不斷增強，目前已成為世界上最大的交流同步電網，其安全經濟運行面臨著諸多前所未有的挑戰。

　　“大規模新型可再生能源發電基地的接入，電動汽車等新型客戶與負荷性微電網大量涌現，以及電源性微電網和分布式電源等組成的新電網的調度運行，是我國智能電網安全可靠運行中面臨的主要問題。”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?！皩⒄麄€電力大系統控制得如同一臺智能機器人，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。

　　盧強認為，電網在運行中必須具備多指標自趨優運行的能力。衡量電網某時刻是否處于趨優狀態，就是看電網在該時刻其運行狀態是否滿足設定的電網運行評估指標體系；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?！北R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制論，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，通過控制使得系統回歸至無事件運行狀態，則系統的各項指標（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制問題。”盧強認為，電力混成控制論使得“將整個電力大系統控制得如同一臺智能機器人”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系統建立。實際運行中的電力系統是一個連續的動態系統，系統的狀態每時每刻都在發生變化。需要研發新型智能電網基礎量測設施，并在此基礎上建立動態智能電網基礎量測設施與動態數據采集與監控（SCADA）系統，以快速獲得系統可信的全狀態。

　　第二， 新型狀態估計系統。傳統的狀態估計系統的算法大多建立在殘差概念基礎上，但并不準確。需要提出新型狀態估計理論，解決系統真值未知情況下狀態估計結果評價問題，這是以往研究中的空白點，也是進行狀態估計研究首先而且必須要解決的問題。

　　第三， 標準化建模與接口。智能調度中心的控制對象是現代電力系統，其結構和組成非常復雜；同時電力設備來自于不同的廠商，在分布式發電和用戶參與的情況下就更為復雜。而Smart-WAR本身也是一個極為復雜的系統，其實施有賴于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，電力系統運行評估指標體系。電力系統是一個統一的整體，對于其運行和控制需要考慮到頻率、電壓等諸多方面，因此有必要建立起一整套能反映電力系統運行總體及各個方面情況的運行指標體系。這一指標體系應是一個多維度、能夠反映系統實時及未來一段時間內運行趨勢的綜合指標體系，可用于對電力系統運行情況進行評估，辨識系統運行的薄弱環節和區域，以達到預警的目的。

　　第五，機器智能與人的智能結合。首要之處在于調度自動化系統與調度運行人員有相同的控制理念。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（基于事件進行調度）高度一致，兩者有著同樣的控制理念；Smart-WAR在已有的系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，實現系統運行指標可視化、事件可視化、控制命令可視化、操作指令可視化以及指令執行情況可視化。