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智能电网四川大学刘俊勇SmartGrid11智能智能电电网网产产生的背景：生的背景：电电网新概念、新网新概念、新视视角、新理角、新理论论、新工具介、新工具介绍绍22国外智能国外智能电电网的目网的目标标、方法及、方法及进进程，其技程，其技术术新概念、新理新概念、新理论对论对我国的启示我国的启示33我国智能我国智能电电网网发发展思路及目展思路及目标标44国内其它省、市国内其它省、市电电力公司开展情况力公司开展情况简简介介55智能智能电电网四川省重点网四川省重点实验实验室的研究方向及室的研究方向及项项目建目建议议66可可视视化化调调度系度系统统展示展示内容今年达沃斯主题今年达沃斯主题““构建危机后的世界构建危机后的世界””““复杂性复杂性””讨论涉及四个方面：讨论涉及四个方面：理解复杂系统理解复杂系统（对自然界系统的研究对我们理解组织，（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）社会和市场什么启发）管制复杂系统管制复杂系统（从食品安全到金融衍生品，管制者和消（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）费者在跟高度工业化的复杂性做斗争）复杂性的视觉性复杂性的视觉性（如何让复杂的数据变得容易理解，让决（如何让复杂的数据变得容易理解，让决策更加全面）策更加全面）管理复杂性管理复杂性（不同的进程（不同的进程,,从复杂性到可能性）从复杂性到可能性）复复杂杂系系统统新概念电网新概念电网新特点电网新特点电网新算法电网新算法电网新视角电网新视角电网新装备电网新装备电网电电网网新新观观察察::复杂系统复杂系统特高压，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--电网发展技术背景--电网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--电网发展巨型网络非线性特征混沌特征微网系统的现象:非线性发展规律系统的结构向两极发展规律技术背景技术背景----电网电网发展发展静态单点断面系统的规划运行和控制动态连续电磁暂态经济极端情况优化风险新概念电网新概念电网特高压特高压微网微网数字化数字化智能化智能化自愈式自愈式蚯吲蚯吲动态动态客户客户完美完美S-specific,significant,stretchingS-specific,significant,stretchingM-measurable,meaningful,M-measurable,meaningful,motivationalmotivationalA-agreedupon,attainable,achievable,A-agreedupon,attainable,achievable,acceptable,action-orientedacceptable,action-orientedR-realistic,relevant,reasonable,R-realistic,relevant,reasonable,rewarding,results-orientedrewarding,results-orientedT-time-based,timely,tangible,T-time-based,timely,tangible,trackabletrackable新概念电网新概念电网smartgridsmartgrid新概念电网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网络模糊逻辑自自顶顶向向下下自自底底向向上上智能自适应系统的方法智能自适应系统的方法新概念电网新概念电网专家系统+提炼后的专家知识-复杂性-不确定性处理-测试模糊集系统+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)数据数据专家专家混沌理论风险分析经济因素规则规则类神经模糊类神经模糊神经网络结构神经网络结构基于知识基于知识的选择的选择新概念电网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算法电网不确定，优化，预测，动态匹配不确定，优化，预测，动态匹配数据融合，能量，小世界数据融合，能量，小世界,,沙堆理论沙堆理论，蝴蝶效应，量子纠缠，蝴蝶效应，量子纠缠新视角电网大趋势，剖析动作，周遭环境，大趋势，剖析动作，周遭环境，数据解释，知识发现，数据解释，知识发现，增强现实，虚拟，三维增强现实，虚拟，三维,,GoogleEarthGoogleEarth新装备电网直流输电，直流输电，FACTSFACTS，储能装置，，储能装置，清洁能源，清洁能源，embeddedsystem,embeddedsystem,竞价及客户服务系统，竞价及客户服务系统，SecondlifeSecondlife雷电监视雷电监视水库水情监视水库水情监视气象数据气象数据结结论论电网面临理论，方法及实践电网面临理论，方法及实践上的重大挑战。上的重大挑战。观其态，避其害，顺其道，趋其利观其态，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•四川电网特点：Ø水电丰富，低碳电力是主要电源特点；Ø川电外送，交直流混合大容量、远距离电力外送是电网特点；Ø不同地区负荷结构、水平差异大，与输电网的联络关系较复杂，配电网受超、特高压输电系统影响；Ø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临严峻挑战。四川省智能电网重点实验室•现有基础：Ø开展了大功率外送线路安装串补、SVC等FACTS技术，在控制策略研究、测试技术、数字物理实验等方面积累了经验；Ø500kV变电站和主要电厂安装了相量测量装置，在调度中心建立了动态监测系统；Ø开展了数字化变电站的研究与实践工作；Ø开展了电网可视化、AVC等研究与实践；四川省智能电网重点实验室•现有基础：Ø以二滩送出和川电东送为基础形成了较完善的安控系统，在冰灾、地震中发挥了巨大作用；Ø在川电外送线路上采用了宏微观观测、合理规划通道、科学划定冰区、差异化线路设计、长短脚铁塔等一系列防冰抗震措施，在2008年罕见冰灾和地震等中显示了其前瞻性和先进性；四川省智能电网重点实验室•主要从以下四方面加强智能电网建设：•1）电网层面•拥有强大自愈和抗外界干扰能力的电网是智能电网发展的基础。①对全网运行状态的实时监测，利用监测数据进行连续的自分析、自诊断，及时发现电网故障隐患，并用自动控制手段将故障消灭在萌芽状态；②电网能及时监测到温度变化、电源接入等外界因素，并采取智能手段积极应对；③电网面对冰雪、地震等极端自然灾害，具有较高的抗攻击能力；④在系统发生停电后，能够快速反应，迅速、有序地恢复供电，最大程度降低停电影响。四川省智能电网重点实验室•2）环保层面•清洁、环保的能源结构是智能电网发展的内在要求。电网能够兼容集中式发电和分布式发电模式，支持风能、太阳能等清洁能源发电以及电网储能设备的接入，并通过合理完备的体制进行管理，实现微电网与特高压电网之间的相互补充和支援。四川省智能电网重点实验室•3）管理层面•集团化、高效的管理是智能电网发展的保障。①通过统一的规范和平台实现电网信息的整合，电力生产和企业管理具备更加细致、高效的标准和流程，以及完善的考核评估体系，不断提高企业的管理和运营水平；②合理把握工程项目建设规模和建设时序，提高电网建设的投资效益，实现电网的科学发展；③合理地安排设备的运行与检修，贯彻资产全寿命管理理念，充分提高存量资产的利用效率，有效地降低运维成本。四川省智能电网重点实验室•4）市场层面•灵活、互动的电力市场是智能电网发展的最终体现。①为电力市场的实施提供开放的平台，支持电力交易的开展，提供优质的服务，实现资源的优化配置和合理利用，促进电力工业与社会、经济、环境的协调发展；②在开放的系统和建立共享的信息模式的基础上，用户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方式，鼓励用户参与电网调节；③实现电力、电信、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。四川省智能电网重点实验室•电网层面•1）广域测量系统及其高层应用；（★）•2）智能调度技术：大电网监控、安全预警和智能决策技术；（★）•3）数字化变电站及智能设备；（★）•4）构建就地、区域、广域综合测控保护体系；•5）大电网运行特种机理研究和智能分析；•6）安全控制系统研究和优化；（★）•7）FACTS技术及其协调控制研究；（★）•8）电网对外界因素变化的监测和应对；（★）•9）增强线路抗冰防震等抵御自然灾害能力设计和应用；（★）•10）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；•11）超实时仿真；•12）基于云计算的配网自动化系统；•13）实时参数辨识。四川省智能电网重点实验室•环保层面•1）分布式发电（特别是太阳能）技术及其接入系统的研究，包括分布式发电技术本身、接入后对系统的影响等方面；（★）•2）储能技术研究；（★）•3）电动汽车及其充电站研究；•4）分布式发电接入后的管理模式和交易体制研究（以小水电为范例）；（★）•5)节能环保优化调度理论研究及实践。四川省智能电网重点实验室•管理层面•1）坚强灵活的通信网络建设；•2）“SG-186”工程和“SG-ERP”系统推广；（★）•3）线路、变电站等设备的自诊断和状态检修；（★）•4）资产全寿命周期管理工作开展；•5）电网发展效益评价体系的研究与实践。四川省智能电网重点实验室•市场层面•1）智能电表及其规范体系；（★）•2）基于智能电表的高级计量管理体系；（★）•