安全评价电力系统安全性基础研究方向

安全评价电力系统安全性基础研究方向

开展广域电力系统的建模和综合能源及通信系统体系结构（IECSA）的研究，多年来，大规模电力系统动态行为分析一直受到广泛关注。但随着电网的互联、多馈入交直流混合输电方式的出现、大功率电力电子设备的应用，电力系统中出现的诸如超低频振荡等各种动态行为和特征严重影响大电网的安全运行，迫切需要进一步搞清机理，提出控制方法和措施。电力负荷模型的建立是这一研究领域中的关键问题，包括电力负荷模型的复杂性和不确定性的辨识理论和方法，电力负荷模型的宏观结构识别等。

随着信息技术的发展，电力系统与信息系统、通信系统已经融合成集成的混杂系统。传统的对电力系统的研究方法已经难以处理这样的复杂系统，需要在建模、分析、仿真、预测和控制等方面建立新的理论和方法体系，有效地解决复杂电力系统所面临的关键问题，以保证电力系统的安全评价运行。必须同时考虑和研究电力系统、信息系统、计算机系统、通信系统的交互和综合，在建模上要考虑多个网络的平行，多个物理过程的平行，以及多类元件的平行。要充分应用实时的量测信息，发展分布式的实时计算。美国电网发展的Grid2030研究计划提出建设“综合能源及通信系统体系结构”（Integrated Energy and Communication System Architecture，IECSA），并作为重大项目已经组织研究。

长期以来，电力系统安全性评估的研究主要集中于电力系统本身建模和故障的计算，没有考虑与之密切相关的信息系统和通信系统模型。这是因为信息系统和通信系统的模型尚未建立，对信息系统与电力系统之间的交互影响更是缺乏系统深入的研究，这迫切需要应用复杂交互系统与分布式人工智能的相关理论来应对电力系统的不断扩展所带来的复杂性，发展新的电力系统安全性评估理论。

多智能体系统（multi-agent systems）可望能为以上问题的解决提供新的途径[17,18]。对于电力系统，它主要是将网络中各个成员视为一个能独立完成某些任务的分布自治的智能体，然后通过多个智能体的交互与协作，达成各成员作用的相互协调，实现系统的整体控制目标。最典型的电力系统分级办法就是将系统分为：发电、输电、配电和用电等系统。在电力市场环境下的多智能体结构，可以是独立发电者、输电服务提供者、辅助服务提供者等。表面上看起来这种分级方法是传统分级控制技术的引申和扩展，但其间有明显的差别，如控制策略的优先权限和最终目标的界定。对于通信系统与信息系统， 也有专门的建模方法和工具。 

如通信系统对应于communication agent, 信息系统对应于Information agent。这种分级方法为多智能体分层结构中准确模拟各个层次间相互作用奠定了基础。 多智能体系统所具有的资源共享、易于扩张、可靠性强、灵活性强、实时性好的特点非常适用于解决大规模电力系统这类复杂系统的建模、控制和分析评估任务，有望为实现广域电力系统实时分析、全局协调控制提供新的途径。