楊鴻賓

（國網(wǎng)能源研究院企業(yè)戰(zhàn)略與管理咨詢研究所，北京 100052）

引言

氣候變化的挑戰(zhàn)和不斷增長的電力需求將對世界的電網(wǎng)基礎設施產(chǎn)生越來越大的壓力?，F(xiàn)有電網(wǎng)的主流設計理念是以前遺留下來的，當時能源成本相對低廉、資源豐富，能源行業(yè)主要的驅(qū)動因素就是滿足不斷增長的能源需求。而現(xiàn)在世界正處于向新時代過渡的階段，未來清潔能源是昂貴的，電網(wǎng)需要能夠靈活地與低碳技術結(jié)合，客戶需要更好地了解并控制自身的消費。智能電網(wǎng)技術將為實現(xiàn)更加安全、有效和靈活的能源系統(tǒng)，帶來先進的IT和通信技術，包括嵌入式感應、計算和無處不在的通信。智能電網(wǎng)將成為骨干基礎設施，創(chuàng)造新的商業(yè)模式，包括新的能源管理服務和新的能源價格體系。

1 智能電網(wǎng)體系架構研究

智能電網(wǎng)是一個完整的信息架構和基礎設施體系，其目標是實現(xiàn)對電力客戶、電力資產(chǎn)、電力運營的持續(xù)監(jiān)視，利用"隨需應變"的信息提高電網(wǎng)公司的管理水平、工作效率、電網(wǎng)可靠性和服務水平。與傳統(tǒng)的電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)將進一步擴展對電網(wǎng)的監(jiān)視范圍和監(jiān)視的詳細程度，整合各種管理信息和實時信息，為電網(wǎng)運行和管理人員提供更全面、完整和細致的電網(wǎng)狀態(tài)視圖，并加強對電力業(yè)務的分析和優(yōu)化，改變過去基于有限的、時間滯后的信息進行電網(wǎng)管理的傳統(tǒng)方式，幫助電網(wǎng)企業(yè)實現(xiàn)更精細化和智能化的運行和管理。

根據(jù)智能的主要特點:1)可觀測一一量測、傳感技術;2)可控制一一對觀測狀態(tài)進行控制;3)嵌入式自主處理技術;4)實時分析一一從數(shù)據(jù)到信息的提升;5)自適應;6)自愈。因此，中國堅強智能電網(wǎng)的基本構架是立足于系統(tǒng)化、體系化、全方位的設計理念，其核心目標要素是既"堅強"又"智能"。其體系主要由發(fā)展基礎體系、技術支撐體系、智能應用體系、標準規(guī)范體系等四大體系構成。中國堅強智能電網(wǎng)有別于國外堅強智能電網(wǎng)建設的顯著差異在于，基于特高壓骨干電網(wǎng)和協(xié)調(diào)發(fā)展的各級電網(wǎng)、依托集團化運營管理機制、立足政企協(xié)同的社會及經(jīng)濟利益目標，全面涵蓋發(fā)電、電網(wǎng)、用戶三大環(huán)節(jié)，貫穿了規(guī)劃、設計、建設、生產(chǎn)、運行的全過程，涉及生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的全領域。

中國特色“堅強智能電網(wǎng)”的基本架構可描述為如圖1。

發(fā)展基礎體系：指電網(wǎng)系統(tǒng)的物理載體，是實現(xiàn)“堅強”的重要基礎。發(fā)展基礎體系主要由三大部分組成，一是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的實體電力網(wǎng)絡，是整個堅強智能電網(wǎng)的物理載體，是實現(xiàn)堅強智能電網(wǎng)的基礎；二是電網(wǎng)支撐站點（包括變電站/換流站、電網(wǎng)儲能點、電網(wǎng)補償點、配網(wǎng)控制點等），是實現(xiàn)堅強智能電網(wǎng)各項應用功能的基礎，也是支撐實體堅強智能電網(wǎng)的關鍵。三是電網(wǎng)設備和滿足電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行、靈活可靠的各種堅強智能電網(wǎng)裝備。上述三者將構成堅強智能電網(wǎng)的物理基礎。

技術支撐體系：堅強智能電網(wǎng)實現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務流高度一體化的支撐前提在于信息的無損采集、流暢傳輸、有序應用。各個層級的通信支撐體系是堅強智能電網(wǎng)信息運轉(zhuǎn)的有效載體，是堅強智能電網(wǎng)堅實的信息傳輸基礎。通過充分利用堅強智能電網(wǎng)多元、海量信息的潛在價值，挖掘其背后所蘊含的知識，服務于堅強智能電網(wǎng)生產(chǎn)流程的精細化管理和標準化建設，提高電網(wǎng)調(diào)度的智能化和科學決策水平，提升電力系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性。

智能應用體系：堅強智能電網(wǎng)的建設成就，歸根結(jié)底是要落實在業(yè)務應用上。智能應用體系應涵蓋發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)的相關業(yè)務，推動技術創(chuàng)新與進步，促進清潔環(huán)保能源發(fā)展，提高能源投資及利用效益，增進電網(wǎng)與環(huán)境、社會和用戶之間的和諧發(fā)展。

2 相應的技術研究

通過最大限度利用現(xiàn)代信息技術，結(jié)合系統(tǒng)化、層次化的架構，統(tǒng)一規(guī)劃、運作、控制、管理，建立先進、開放、安全、可靠、靈活并貫穿生產(chǎn)、運行、經(jīng)營全價值鏈的信息高度融合、模型高度統(tǒng)一的統(tǒng)一信息支撐平臺。從時間、物理、管理等多維度及多層次，為各智能應用提供標準化、多元化、完整、一致的堅強智能電網(wǎng)信息。避免信息失真、信息冗余、信息阻塞、信息互斥等問題。實現(xiàn)電源測、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)信息的集成、交互和共享，支持堅強智能電網(wǎng)新型業(yè)務應用。建設時應考慮或可借鑒的幾種技術:

2.1 SOA

新一代的智能電網(wǎng)應滿足架構的可擴展性。SOA架構保證系統(tǒng)具有良好的可擴展性.目前面向服務體系結(jié)構 (service-orientedarchitecture，SOA)的系統(tǒng)應用日益廣泛，SOA是新一代的企業(yè)應用架構，它通過業(yè)務、技術與管理這3個維度的架構模型，解決了業(yè)務、技術和管理的應用問題，從而帶來了業(yè)務上的靈活性、技術上的高效率和管理上的可治理?；赟OA的系統(tǒng)具有松耦合、便于復用、架構靈活、節(jié)約投資及增強業(yè)務敏捷性等優(yōu)點，但是在系統(tǒng)的智能性、實時性方面還難以滿足控制系統(tǒng)的要求。

2.2 基于Agent的系統(tǒng)

智能電網(wǎng)還應滿足系統(tǒng)模塊化.基于A－gent的系統(tǒng)具有很多的優(yōu)點。系統(tǒng)的每一個功能或者任務(比如每一個IED的管理)，可以封裝為一個獨立的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(本地或遠程)；同時，由于采用目錄服務機制，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。對于那些本來就具有分布式結(jié)構的控制與自動化系統(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。較之傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，這種基于A－gent的系統(tǒng)可以使系統(tǒng)的每一個成員具有更大的自治性。

當前計算機科學發(fā)展的一個顯著趨勢就是計算范型從以算法為中心轉(zhuǎn)移到以交互為中心。Agent是一類粒度大、智能度高、具有一定自主的理性行為的實體，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系統(tǒng)。智能Agent是一種技術，但更重要的是一種方法論，它為大規(guī)模、分布式和具有適應性的復雜系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一種全新的途徑，比如電力系統(tǒng)、智能機器人、電子商務、分布式信息獲取、過程控制、智能人機交互、個人助理等等。MAS系統(tǒng)具有很強的伸縮性，而且允許遺留系統(tǒng)之間實現(xiàn)互聯(lián)和互操作，從而可以最大限度地保護用戶資源。

3 結(jié)束語

以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎，利用先進的通信、信息和控制等技術，構建以信息化、自動化、數(shù)字化、互動化為特征的國際領先、自主創(chuàng)新、中國特色的堅強智能電網(wǎng)。實現(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)的服務能力，帶動電力行業(yè)及其它產(chǎn)業(yè)的技術升級，滿足我國經(jīng)濟社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展要求。

[1]張文亮，劉壯志，王明俊，楊旭升.智能電網(wǎng)的研究進展及發(fā)展趨勢.電網(wǎng)技術,2009,33(13):1-11.

[2]鄧慧瓊,李爭,孫麗華,候桂祥.智能電網(wǎng)初探.科技創(chuàng)新導報,2009,34:54-55.