1、智能电网 四川大学 刘俊勇1 智能电网产生的背景：电网新概念、新视 角、新理论、新工具介绍2 国外智能电网的目标、方法及进程，其技 术新概念、新理论对我国的启示3 我国智能电网发展思路及目标4 国内其它省、市电力公司开展情况简介5 智能电网四川省重点实验室的研究方向及 项目建议6 可视化调度系统展示内 容今年达沃斯主题 “构建危机后的世界” “复杂性”讨论涉及四个方面：理解复杂系统 （对自然界系统的研究对我们理解组织，社会和市场什么启发）管制复杂系统 （从食品安全到金融衍生品，管制者和消费者在跟高度工业化的复杂性做斗争）复杂性的视觉性 （如何让复杂的数据变得容易理解，让决策更加全面）管理复杂性
2、 （不同的进程, 从复杂性到可能性）复 杂 系 统新概念电网 新特点电网 新算法电网 新视角电网 新装备电网 电 网 新 观 察: 复杂系统 特高压，远距离，大容量，交直流混合清洁能源 灵活输电系统节能调度 大用户直接交易 厂网分离自然灾害影响技术背景技术背景-电网电网发展发展技术背景技术背景-电网电网发展发展电力系统电力市场电力系统通信.自动化50年30年10年电路 电磁场计算机 控制论技术 经济 管理 互联网能量流数据流资金流技术背景技术背景-电网电网发展发展 技术背景-电网发展风险新概念电网特高压微网数字化智能化自愈式蚯吲动态客户完美 S - specific, significant,
3、 stretchingM - measurable, meaningful, motivationalA - agreed upon, attainable, achievable, acceptable, action-orientedR - realistic, relevant, reasonable, rewarding, results-orientedT - time-based, timely, tangible, trackable新概念电网smart grid新概念电网案例推理多分辨率检索知识提取统计方法知识提取进化计算专家系统 超平面法神经网络计算Baycsian 网络模糊
4、逻辑自顶向下自底向上智能自适应系统的方法新概念电网专家系统模糊集系统+不确定性处理+自然妥协+容易建立（小系统）-调整（复杂系统）-（双倍稳定性问题）语言方程+非常紧凑 +连接知识 +归纳 +自适应调整+更容易测试-结构约束基因算法+大的搜索空间 +全局/局域 优化 +设计-计算更加耗时-不能进行控制(离线)神经网络+“自动”建模 +黑箱建模 +精确-只能用于断面分析 -解释-安全 -精确(复杂系统)数据专家混沌理论 风险分析 经济因素规则类神经模糊神经网络结构基于知识的选择新概念电网混合系统- 认识- 结构- 调谐预测- 需求- 质量，- 运行条件控制设计- 性能评价- 振荡- 运行条件现象
5、模型- 物理，化学，- 数学数据驱动模型- 识别- 参数估计- 数据计算智能化- 专业技术和数据- 适应性 现代社会，人人都离不开网络。有数十亿个文档和许多交织的链接组成了我们今天一直使用的万维网(WorldWideWeb)。一批计算机科学家和一支不断壮大的计算机公司队伍，准备开发一个项目来进一步挖掘人类的智慧。他们的目的是要在原有的网络上，再增加一个意义层面，不是作为目录册而是作为一个指南，甚至提供这个体系基础，可以推论出人类时尚。人工智能的等级已经达到了让机器进行思考，而不是像以往那样执行简单的指令。在因特网上，对无缝连接软件(类似于地理制图)和服务项目(比如图片分享)的能力进行细致描述的
6、web2.0系统，在最近几个月中成为了硅谷中网络广告的热点。但对Web3.0的商业兴趣或者说“语意网”，到现在才凸现出来。 作为web2.0的升级版，如果说web2.0解决了一个个性解放的问题，那么web3.0就是解决信息社会机制的问题，也就是最优化自动整合的问题。3.0的模型应该是基于搜索+开放式TAG(关键词标签)+智能匹配的新门户。所谓智能，就是说这些不是通过人工编辑的，而是基于搜索技术和统计技术的。它是全面展现信息真实面貌的一个载体。 人工智能安全性特/超高压电网的分类和综合安全裕度脆弱性定位引起电网不正常运营的潜在因素充裕度保障电网安全运行的动态响应能力转移性不确定因素引起的连锁因果
7、效应和关联关系可靠性判断电网正常运行的期望值和风险控制经济性电网每个环节的经济分析可控性将电网置于安全，经济运营中的能力后效性总结评估发生的运营演化过程新特点电网新特点电网 新算法电网新算法电网 不确定，优化，预测，动态匹配数据融合，能量，小世界,沙堆理论，蝴蝶效应，量子纠缠新视角电网新视角电网 大趋势，剖析动作，周遭环境，数据解释，知识发现，增强现实，虚拟，三维 ,Google Earth新装备电网新装备电网 直流输电，FACTS，储能装置，清洁能源，embedded system, 竞价及客户服务系统，Second life 雷电监视 水库水情监视 气象数据结 论 电网面临理论，方法及实践
8、上的重大挑战。观其态，避其害，顺其道，趋其利 我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路我国发展思路气候与环境条件复杂，影响因素的不确气候与环境条件复杂，影响因素的不确定性强，输配电网发展既面临机遇又面定性强，输配电网发展既面临机遇又面临严峻挑战。临严峻挑战。四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 态监测
9、系统；态监测系统；开展了数字化变电站的研究与实开展了数字化变电站的研究与实践工作；践工作；开展了电网可视化、开展了电网可视化、AVCAVC等研究与等研究与实践；实践；四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 等一系列防冰抗震措施，在等一系列防冰抗震措施，在20082008年年罕见冰灾和地震等中显示了其前瞻罕见冰灾和地震等中显示了其前瞻性和先进性；性和先进性；四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 温度变化、电源接入等外界因素，并采温度变化、电源接入等外界因素，并采取智能手段积极应对；电网面对冰雪、取智能手段积极应对；电网面对冰雪、地震等极端自然灾害，具有较高的抗攻地震等极
10、端自然灾害，具有较高的抗攻击能力；在系统发生停电后，能够快击能力；在系统发生停电后，能够快速反应，迅速、有序地恢复供电，最大速反应，迅速、有序地恢复供电，最大程度降低停电影响。程度降低停电影响。四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 网与特高压电网之间的相互补充和网与特高压电网之间的相互补充和支援。支援。四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 的投资效益，实现电网的科学发展；的投资效益，实现电网的科学发展；合理地安排设备的运行与检修，贯彻资合理地安排设备的运行与检修，贯彻资产全寿命管理理念，充分提高存量资产产全寿命管理理念，充分提高存量资产的利用效率，有效地降低运维成本
11、。的利用效率，有效地降低运维成本。四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 和电网公司之间形成网络互动和即时连和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现数据读取的实时、高速、双向接，实现数据读取的实时、高速、双向的总体效果，用户根据需要自主选择最的总体效果，用户根据需要自主选择最优的供电方案，电力企业并通过电价等优的供电方案，电力企业并通过电价等方式，鼓励用户参与电网调节；实现方式，鼓励用户参与电网调节；实现电力、电信、电视、远程家电控制和电电力、电信、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。池集成充电等的多用途开发。四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 101
12、0）研究电源的运行和控制技术，提升电源的信息化、数）研究电源的运行和控制技术，提升电源的信息化、数字化、自动化和互动化水平；字化、自动化和互动化水平； 1111）超实时仿真；）超实时仿真； 1212）基于云计算的配网自动化系统；）基于云计算的配网自动化系统； 1313）实时参数辨识。）实时参数辨识。四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 易体制研究（以小水电为范例）；易体制研究（以小水电为范例）；（）（） 5) 5) 节能环保优化调度理论研究及实践。节能环保优化调度理论研究及实践。四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 4 4 5 5）电网发展效益评价体系的研究）电网发
13、展效益评价体系的研究与实践。与实践。四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 6 6）逐步开展基于智能电网等附加服务研究；）逐步开展基于智能电网等附加服务研究； 7 7）用户友好理论体系；（）用户友好理论体系；（） 8 8）智能营销高层软件。（）智能营销高层软件。（）四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 一体化电网特点：一体化电网特点：1.广域，交直流，跨区，全国，输配电一体化广域，交直流，跨区，全国，输配电一体化; ;2.能量，数据，资金能量，数据，资金“三流三流”合一；合一；3.电网与环境的自然相处之道。电网与环境
14、的自然相处之道。 内容：内容：1.深入系统研究一体化电网的安全理论和分析深入系统研究一体化电网的安全理论和分析方法，着重在实时系统中的应用方法，着重在实时系统中的应用; ;2.构建电网输电配电的智能调度平台构建电网输电配电的智能调度平台; ;3.构思电网一体化的虚拟运营平台。构思电网一体化的虚拟运营平台。四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 数字，虚拟及智能化变电站特点：数字，虚拟及智能化变电站特点：1.能量与数据的汇集之地，安全枢纽能量与数据的汇集之地，安全枢纽; ;2.资产密集型，设备多样化；资产密集型，设备多样化；3.无人化，可移动，封闭及集约化。无人化，可移动，封闭及集约
15、化。 内容：内容：1.数字化变电站的数字模型，通信模式，智数字化变电站的数字模型，通信模式，智能设备理论；能设备理论；2.构造虚拟的变电站平台；构造虚拟的变电站平台；3.自组织变电站的理论与技术。自组织变电站的理论与技术。四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 用户友好型电网特点：用户友好型电网特点：1 各种清洁能源的有效利用；各种清洁能源的有效利用；2.防灾，害灾；防灾，害灾；3.用户参与互动的用户参与互动的“人，器，网人，器，网”。 内容：内容：1.虚拟电交易平台，小水电，清洁能源，大用户直接虚拟电交易平台，小水电，清洁能源，大用户直接交易，碳交易；交易，碳交易；2.蚯蚓电网的
16、理论及其规划，调度及战略物资贮备调蚯蚓电网的理论及其规划，调度及战略物资贮备调配应用；配应用；3.用户参与互动的技术平台及对电网影响。用户参与互动的技术平台及对电网影响。四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 蚯蚓电网：地区电网防灾变的理论探索及其应用蚯蚓电网：地区电网防灾变的理论探索及其应用一。蚯蚓电网一。蚯蚓电网二。自愈，自动，容灾，互连，互动二。自愈，自动，容灾，互连，互动三。分区设计的建设方案三。分区设计的建设方案-可靠性，资源重构可靠性，资源重构四。战略物资的最优储备四。战略物资的最优储备五。调配一体化五。调配一体化六。用户互动的六。用户互动的AMI，动态电价动态电价七。
17、清洁能源的接入七。清洁能源的接入八。配电网资产评估（八。配电网资产评估（Asset Management） 基于云计算的电网管控基于云计算的电网管控故障定位和恢复供电分析故障定位和恢复供电分析最小配电区域及其分解最小配电区域及其分解配网反事故预案的图形化展示和反事故预案的自动生成配网反事故预案的图形化展示和反事故预案的自动生成四川省智能电网四川省智能电网 重点实验室重点实验室 故障时故障时故障后故障后100ms注意:这种方法要求电站之间要有持续的通信链接配电自动化配电自动化变电站自动化变电站自动化馈线自动化馈线自动化自动化解决方案结构图自动化解决方案结构图四川省智能电网四川省智能电网 重点实验
18、室重点实验室 最基本的智能代理能够收发信号(通过要选择的媒介)并且实现嵌入的功能整个分布式口袋的智能代理配电运配电运行中心行中心传输中传输中控室控室智能调度智能调度:技术及理论难点技术及理论难点 多源数据的组织多源数据的组织 -调度员想要知道什么？调度员想要知道什么？可视化可视化 -调度员想看什么？调度员想看什么？ 直觉直觉 -调度员在想什么？调度员在想什么？ 预案及他人的思维预案及他人的思维-调度员想要什么帮助？调度员想要什么帮助？智能调度智能调度:技术及理论难点技术及理论难点外部世界的影响外部世界的影响 电网经济性电网经济性 安控与保护对电网实时系统的影响安控与保护对电网实时系统的影响 数
19、据冗余，海量与数据缺乏并存数据冗余，海量与数据缺乏并存智能调度智能调度:缺少工具缺少工具可视化工具可视化工具 搜索及检索系统搜索及检索系统 推理诊断系统推理诊断系统 海量数据挖掘，信息抽取，知识发现工具海量数据挖掘，信息抽取，知识发现工具SCADA/EMS智能调度智能调度VisualPS调度现状调度现状智能调度智能调度自动化系统自动化系统SCADA孤岛自动化孤岛自动化WAMS，SCADA，二次，三次二次，三次信息维数信息维数外网和外部信息少外网和外部信息少足够的外部外网信息足够的外部外网信息分析方法分析方法静态分析静态分析动态，静态，混成动态，静态，混成建模方式建模方式建模建模建模和数据挖掘建
20、模和数据挖掘决策方式决策方式预案预案智能，虚拟营运技术智能，虚拟营运技术人机界面人机界面二维单线图二维单线图时空多维虚拟可视化时空多维虚拟可视化评估机制评估机制事故追忆事故追忆后评估指标体系后评估指标体系信息组织方式信息组织方式预警和计算结果预警和计算结果专家系统及智能搜索专家系统及智能搜索调度流程调度流程四个状态转换四个状态转换调度员思维模式调度员思维模式智能电网：智能调度智能电网：智能调度安全正常状态安全正常状态待恢复状态待恢复状态预防预防控控 制制校正校正控控 制制扰动扰动扰动扰动扰动扰动正常运行控制正常运行控制紧急控制紧急控制恢复控制恢复控制不安全正常状态不安全正常状态紧急状态紧急状态
21、电力系统的四种运行状态电力系统的四种运行状态调度流程：状态调度流程：状态转换转换 直觉和逻辑及态势迁移统一直觉和逻辑及态势迁移统一 分析方法：分析方法：状态估计，符状态估计，符合预测，合预测， 调度员潮流，调度员潮流，静态安全分析静态安全分析 智能调度分析方法：智能调度分析方法：融合动态，融合动态，静态及交易新方法静态及交易新方法 安全性，脆弱性，安全性，脆弱性，充裕度，转换性充裕度，转换性 可靠性，经济性，可靠性，经济性，可控性，后效性可控性，后效性分分析析方方法法 决策方式：决策方式： 辅助决策方式，灵敏度，优辅助决策方式，灵敏度，优化计算，预案化计算，预案 智能决策：智能决策： 调度员思
22、维，搜索优化排序调度员思维，搜索优化排序及及 调度决策判断调度决策判断决决策策方方式式人人机机界界面面人机界面：二维单一，声光提示：所见即所得人机界面：二维单一，声光提示：所见即所得智能调度：示我所想看：智能调度：示我所想看：数据多维，时空展示，虚拟现实，自由搜索，数据多维，时空展示，虚拟现实，自由搜索，海量数据展示，海量数据展示，Googleearth计算搜索显示数据计算搜索显示数据与空间（位置层）有关与空间（位置层）有关与历史，未来（虚拟现实）有关与历史，未来（虚拟现实）有关与搜索，键连有关与搜索，键连有关与智能，直觉反应有关与智能，直觉反应有关对比对比电压等高线电压等高线线路线路等高线等
23、高线发电机备用发电机备用动态安全监视动态安全监视安全脆弱性指标安全脆弱性指标态势分析评估态势分析评估WEB虚拟现实(Virtual Reality)虚拟现实(Virtual Reality)Google earth 海海量量数数据据Europe, September 28. 2003 57 mill. Italians without power for several hours结结论论智能电网是一个崭新的课智能电网是一个崭新的课题，题，中国电网，四川中国电网，四川电网电网的的数字化数字化, ,智能化之路怎么走？智能化之路怎么走？博观而约取 LESS IS MORE 谢谢谢谢各位专家的大力支各位专家的大力支持！持！
