智能電網(wǎng)下可視化技術(shù)的展望

1、智能電網(wǎng)下可視化技術(shù)的展望劉俊勇1,2,沈曉東1,2,田立峰1,2,陳金海1,2,黃媛1,2,李成鑫1,2(1.四川大學(xué)電氣信息學(xué)院,四川成都610065;2.智能電網(wǎng)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都610065摘要:綜合分析智能電網(wǎng)和電網(wǎng)調(diào)度的發(fā)展?fàn)顩r,結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)的最新發(fā)展成果,論證調(diào)度員在新型的智能調(diào)度系統(tǒng)中承擔(dān)的重要工作角色,提出“以調(diào)度員思維模式為框架,以可視化界面為功能模塊,以互動(dòng)計(jì)算為系統(tǒng)核心”的智能調(diào)度構(gòu)架,其能適應(yīng)電網(wǎng)在多個(gè)維度上的特點(diǎn),進(jìn)行多方面協(xié)調(diào)。指出了建設(shè)智能調(diào)度,在人機(jī)一體化協(xié)同決策模型、數(shù)據(jù)融合、態(tài)勢(shì)可視化、快速仿真和建模、智能告警、智能調(diào)度及備調(diào)系統(tǒng),應(yīng)急指揮中心一

2、體化、調(diào)度員行為后評(píng)估等領(lǐng)域需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng);態(tài)勢(shì)感知;智能調(diào)度;可視化調(diào)度;互動(dòng)計(jì)算中圖分類(lèi)號(hào):TM 732;TM 734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-6047(201001-0007-07 收稿日期:2009-11-20;修回日期:2009-12-04電力自動(dòng)化設(shè)備Electric Power Automation Equipment第30卷第1期2010年1月0引言智能調(diào)度以電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)為對(duì)象,通過(guò)不斷研發(fā)、應(yīng)用新型的電網(wǎng)控制技術(shù)、信息技術(shù)和管理技術(shù),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度各環(huán)節(jié)信息的智能交流。智能調(diào)度是提高電網(wǎng)調(diào)度安全生產(chǎn)保障能力和決策能力,提高調(diào)度資源共享和優(yōu)化配置

3、能力,提高電網(wǎng)調(diào)度規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、精益化和智能化運(yùn)行和管理能力,為電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供支持和保障的技術(shù)體系。目前,國(guó)內(nèi)外都在向智能調(diào)度方向發(fā)展,以期解決電網(wǎng)規(guī)模和復(fù)雜性增加后電網(wǎng)調(diào)度的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問(wèn)題。如美國(guó)EPRI 成立了智能電網(wǎng)研究工作組,國(guó)內(nèi)高校和科研院所也都成立了相關(guān)的科研小組或機(jī)構(gòu),取得了一系列成果。西安交通大學(xué)利用多Agent 電網(wǎng)運(yùn)行決策支持系統(tǒng)1,通過(guò)Agent 將調(diào)度員與相關(guān)的專(zhuān)家聯(lián)系起來(lái),從而實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)理論方法、專(zhuān)家的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)之間的相互結(jié)合,參與的專(zhuān)家不但可以利用自己的方法做出決策,還可以指導(dǎo)系統(tǒng)中其他Agent 的運(yùn)行,既支持組織決策,也支持個(gè)體或群

4、體決策。文獻(xiàn)2將態(tài)勢(shì)感知(situation awareness 引入調(diào)度系統(tǒng),準(zhǔn)確有效地預(yù)測(cè)系統(tǒng)的安全態(tài)勢(shì),使得系統(tǒng)的安全管理從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)。調(diào)度員可以判斷系統(tǒng)安全所處狀態(tài)的趨勢(shì),更好地理解系統(tǒng)狀態(tài)及其所受擾動(dòng)的狀態(tài),能在電網(wǎng)遭受擾動(dòng)和故障之前,及時(shí)采取防御措施,加強(qiáng)電網(wǎng)安全設(shè)備的安全策略,更改電網(wǎng)安全監(jiān)管的安全規(guī)則,真正達(dá)到電網(wǎng)安全主動(dòng)防御的目的。文獻(xiàn)3基于空間、時(shí)間、控制目標(biāo)三維協(xié)調(diào)、發(fā)展的思想分析了電力系統(tǒng)中電力流、信息流、資金流的變化規(guī)律和相互之間的制約關(guān)系。通過(guò)對(duì)信息流的調(diào)控,改善電力流和資金流,實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)。以信息流為基礎(chǔ),從信息分層、上下層信息互動(dòng)、不同時(shí)間尺度信息之間的協(xié)調(diào)幾

5、個(gè)方面研究了智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)構(gòu)架。文獻(xiàn)4基于一體化的思路,通過(guò)一體化智能應(yīng)用支撐技術(shù)、一體化調(diào)度計(jì)劃運(yùn)作平臺(tái)、一體化調(diào)度管理等功能搭建了智能調(diào)度的關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)架,提出運(yùn)用大電網(wǎng)智能運(yùn)行控制技術(shù),將通過(guò)廣域、迅捷、同步、精確的量測(cè)感知,自適應(yīng)智能決策,建成智能電網(wǎng)安全防御系統(tǒng)。本文綜合分析智能電網(wǎng)5-8和電網(wǎng)調(diào)度的發(fā)展?fàn)顩r,結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)的最新發(fā)展成果,充分論證調(diào)度員在新型的智能調(diào)度系統(tǒng)中扮演的重要角色,提出“以調(diào)度員思維模式為框架,以可視化界面為功能模塊,以互動(dòng)計(jì)算為系統(tǒng)核心”,設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)預(yù)警型、計(jì)算機(jī)主動(dòng)、自動(dòng)運(yùn)行的智能調(diào)度系統(tǒng),能適應(yīng)電網(wǎng)在多個(gè)維度上的特點(diǎn)進(jìn)行多方面協(xié)調(diào)的綜合和智能輔

6、助決策。1可視化調(diào)度的實(shí)踐我國(guó)在智能調(diào)度領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)展了很多有益的技術(shù)嘗試。近年來(lái),華北電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)三位一體安全防御及全過(guò)程發(fā)電控制系統(tǒng),華東電網(wǎng)公司開(kāi)展的以高級(jí)調(diào)度中心項(xiàng)目群為突破的智能電網(wǎng)探索,智能可視化技術(shù)9等方面開(kāi)展了大量的研究和實(shí)踐,為智能調(diào)度奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？梢暬{(diào)度系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)和智能調(diào)度發(fā)展的第一步,迅速引起廣大科研工作者的關(guān)注和研究,并用于實(shí)際的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中。可視化系統(tǒng)作為智能調(diào)度系統(tǒng)的雛形也受到了電力部門(mén)的高度重視?？梢暬夹g(shù)隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展需要不斷進(jìn)步,從最初的電網(wǎng)單線圖的數(shù)據(jù)原始表示及列表表示,逐步向二維/三維圖形化、動(dòng)畫(huà)發(fā)展,并吸收了信息學(xué)、美學(xué)、心理學(xué)

7、等學(xué)科技術(shù),形成了一系列與電力系統(tǒng)運(yùn)行相適應(yīng)的可視化表達(dá)方式。研究表明,人眼對(duì)圖形的敏感度大大高于對(duì)數(shù)據(jù)的敏感度,將 第30卷電力自動(dòng)化設(shè)備該理論實(shí)踐用于電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控,調(diào)度員很容易從可視化后的圖形中及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)存在的問(wèn)題和變化趨勢(shì),提高決策效率。在線可視化調(diào)度和預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,并以設(shè)備為單位,采用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì),借助于計(jì)算機(jī)圖形理論和技術(shù),形象生動(dòng)地顯示電網(wǎng)運(yùn)行信息,為調(diào)度人員提供電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分類(lèi)管理,并且挖掘出那些對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行有重要影響的數(shù)據(jù),對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行形象表達(dá),并融入優(yōu)化控制策略,是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的創(chuàng)新實(shí)踐。四川大學(xué)電氣信息學(xué)院開(kāi)發(fā)的可視化調(diào)度系統(tǒng)已經(jīng)具有將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

8、的二維、三維圖象展示功能和三維圖象的旋轉(zhuǎn)功能;能夠?qū)㈧`敏度、線路斷面任意組合用三維排序的方式顯示;歷史數(shù)據(jù)、關(guān)鍵線路低頻振蕩模式、電網(wǎng)的N-1掃描結(jié)果、云圖和分區(qū)信息能夠用可視化方式快速重演;實(shí)時(shí)態(tài)下電網(wǎng)運(yùn)行的指標(biāo)體系和電網(wǎng)靜態(tài)脆弱性指標(biāo)用虛擬儀表展示。同時(shí)融合管理信息和保護(hù)信息后能智能展示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、開(kāi)關(guān)SOE、開(kāi)關(guān)短路容量、變電站電壓/無(wú)功的控制能力范圍及其全過(guò)程動(dòng)態(tài)響應(yīng)、調(diào)度員預(yù)想方式順序流、電網(wǎng)優(yōu)化控制策略?；贕oogle E arth的可視化調(diào)度和基于虛擬現(xiàn)實(shí)的變電站可視化也成功實(shí)現(xiàn)。先后在四川電力公司、北京電力公司、中國(guó)南方電網(wǎng)區(qū)控中心、貴州都勻電網(wǎng)500kV 變電站集控中心、

9、廣東中山供電局調(diào)度中心等十多個(gè)實(shí)際網(wǎng)、省、地區(qū)、集控站中得到應(yīng)用。現(xiàn)有的可視化調(diào)度系統(tǒng)還需要通過(guò)智能調(diào)度建設(shè),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)較強(qiáng)的自學(xué)習(xí)、感知力、告警與預(yù)警和抗風(fēng)險(xiǎn)能力,較高的自動(dòng)化、流程化和精細(xì)化程度以及較好的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,增強(qiáng)電網(wǎng)抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力。2“調(diào)度員思維模式”的智能調(diào)度系統(tǒng)的構(gòu)架2.1基本思想和原理“調(diào)度員思維模式”就是采用以人為主,人與計(jì)算機(jī)共同組成一個(gè)調(diào)度系統(tǒng),各自執(zhí)行最擅長(zhǎng)的工作,從而突破傳統(tǒng)的“智能系統(tǒng)”的概念,形成達(dá)到甚至超過(guò)人的能力甚至智力的“超智能系統(tǒng)”。其核心內(nèi)容是強(qiáng)調(diào)人在調(diào)度系統(tǒng)中的重要性,以人為中心構(gòu)成新的調(diào)度系統(tǒng)。突破現(xiàn)有系統(tǒng)將人排除在外的舊格局,研究新型的調(diào)度模式,研

10、制新一代的調(diào)度系統(tǒng)智能調(diào)度系統(tǒng)。目前,國(guó)內(nèi)外普遍采用分層遞階控制思想來(lái)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的決策系統(tǒng),采用分層遞階的從頂向下的控制結(jié)構(gòu)。但是,在規(guī)模巨大、動(dòng)態(tài)性高的電網(wǎng)運(yùn)行中,這種分層遞階控制思想盡管邏輯上是比較清楚的,然而,結(jié)果卻不甚理想,存在一些不足,比如電網(wǎng)的可控性、能控性和智能性比較差。解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵在于充分發(fā)揮人的作用,利用人獨(dú)特的智能來(lái)構(gòu)建智能調(diào)度系統(tǒng)。關(guān)于人的智能目前存在多種理論10。人的智能可分為3個(gè)層次,即智慧、智力和技能。智慧與經(jīng)驗(yàn)積累和文化提升程度有關(guān),它對(duì)人生和重大決策具有指導(dǎo)意義。智力是智能的主體,它更直接地依賴(lài)于人的認(rèn)知活動(dòng),通過(guò)感知、記憶、思維等活動(dòng),對(duì)面臨的具體問(wèn)題

11、進(jìn)行分析、判斷,提出解決辦法。技能是人智能的基礎(chǔ)層次,它是人與環(huán)境相互作用的手段,主要包括感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)、操作和語(yǔ)言。在智能調(diào)度系統(tǒng)中,這3個(gè)層次的智能成分都分別發(fā)揮重要作用。智慧主要在調(diào)度員自身素質(zhì)、意志、情緒控制及相互關(guān)系調(diào)整方面起作用,智力和技能則在調(diào)度員和人工智能的相互作用中發(fā)揮重要作用。除智慧外,人類(lèi)的綜合思維能力和語(yǔ)言能力在可預(yù)期的時(shí)間內(nèi),是人工智能所難以達(dá)到或超越的,這就是為什么調(diào)度員應(yīng)當(dāng)作為這個(gè)智能調(diào)度大系統(tǒng)的主導(dǎo)和核心的原因。調(diào)度員思維包括了形象思維和邏輯思維2部分,在復(fù)雜的電網(wǎng)運(yùn)行中形象思維常常占據(jù)了重要位置,比如當(dāng)調(diào)度員面對(duì)一大堆SCADA數(shù)據(jù)時(shí),常常感到難以梳理;但當(dāng)面對(duì)的

12、是形象的可視化圖形時(shí)他們會(huì)迅速?zèng)Q策,安全經(jīng)濟(jì)地控制電網(wǎng)。實(shí)際上,目前的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的決策系統(tǒng)更多的是強(qiáng)調(diào)邏輯思維,而對(duì)形象思維重視不夠。人的功能特點(diǎn)一方面是具有高智能,另一方面則是速度慢、易疲勞、易出錯(cuò)。而且,人的生理和心理系統(tǒng)雖然具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,但也有很大的脆弱性。所以,建設(shè)智能調(diào)度系統(tǒng)要充分發(fā)揮調(diào)度員的作用,利用調(diào)度員獨(dú)特的智能配合機(jī)器的高效執(zhí)行,兩者在調(diào)度過(guò)程中相互取長(zhǎng)補(bǔ)短。2.2“調(diào)度員思維模式”的綜合電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知體系模型態(tài)勢(shì)感知這一概念源于航天飛行的人因(human factors研究11,此后在軍事戰(zhàn)場(chǎng)、核反應(yīng)控制、空中交通監(jiān)管以及醫(yī)療應(yīng)急調(diào)度等領(lǐng)域被廣泛地研究。在動(dòng)態(tài)復(fù)雜的環(huán)境

13、中,決策者需要借助態(tài)勢(shì)感知工具顯示當(dāng)前環(huán)境的連續(xù)變化狀況,才能準(zhǔn)確地做出決策。以調(diào)度員思維模式為基礎(chǔ),提出了電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知模型,如圖1所示。所謂電網(wǎng)態(tài)勢(shì)是指由各種電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況以及用戶(hù)行為等因素所構(gòu)成的整個(gè)電網(wǎng)當(dāng)前狀態(tài)和變化趨勢(shì)。通過(guò)建立一套描述電網(wǎng)態(tài)勢(shì)的指標(biāo)體系,就可以對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)狀況有一個(gè)直觀全面的了解,從而為實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全防御打下良好的基礎(chǔ)。值得注意的是,態(tài)勢(shì)是一種狀態(tài)、一種趨勢(shì),是一個(gè)整體和全局的概念,任何單一的情況或狀態(tài)都不系統(tǒng)評(píng)估安全性重載分析發(fā)展態(tài)告警處理拓?fù)浞治隹梢暬缑婊?dòng)算法當(dāng)前態(tài)負(fù)荷預(yù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)變化脆弱性分析故障預(yù)想能力態(tài)運(yùn)行準(zhǔn)則保守運(yùn)行方式切機(jī)、切負(fù)荷充裕度可控態(tài)技術(shù)可控經(jīng)濟(jì)可

14、控黑啟動(dòng)評(píng)估態(tài)反演重構(gòu)圖1智能調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)成框架Fig.1Framework of intelligent dispatch system劉俊勇 ,等:智能電網(wǎng)下可視化技術(shù)的展望第1期能稱(chēng)之為態(tài)勢(shì)。電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知是指在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,對(duì)能夠引起電網(wǎng)態(tài)勢(shì)發(fā)生變化的安全要素進(jìn)行獲取、理解、顯示以及預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。態(tài)勢(shì)感知包括當(dāng)前態(tài)勢(shì)元素提取、態(tài)勢(shì)評(píng)估、電網(wǎng)的能力態(tài)、可控態(tài)、未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)幾個(gè)部分,主要涵蓋以下幾個(gè)方面:a.在一定的運(yùn)行方式下,提取進(jìn)行態(tài)勢(shì)估計(jì)要考慮的各要素,為態(tài)勢(shì)推理做好準(zhǔn)備;b.分析并確定事件發(fā)生的深層次原因,給出對(duì)所監(jiān)控電網(wǎng)當(dāng)前態(tài)勢(shì)的理解或綜合評(píng)價(jià);c.通過(guò)指標(biāo)分析電網(wǎng)的控

15、制能力;d.已知某時(shí)刻電網(wǎng)的狀態(tài),預(yù)測(cè)T+1,T+2, T+N時(shí)刻可能發(fā)生的事件,進(jìn)而確定電網(wǎng)態(tài)勢(shì)的發(fā)展趨勢(shì)。為了對(duì)宏觀電網(wǎng)的安全態(tài)勢(shì)進(jìn)行有效的分析、評(píng)估和預(yù)測(cè),結(jié)合電力系統(tǒng)自身的特征,提出了5套相互關(guān)聯(lián),且覆蓋了整個(gè)電網(wǎng)各個(gè)層面的指標(biāo)體系,包括當(dāng)前態(tài)、發(fā)展態(tài)、能力態(tài)、可控態(tài)、評(píng)估態(tài)5個(gè)方面,這5個(gè)指標(biāo)體系定量描述了電網(wǎng)各個(gè)部分的特征。當(dāng)前態(tài)主要完成數(shù)據(jù)篩選、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、拓?fù)浞治?、告警處理、重載分析和安全分析等功能。能力態(tài)采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)從時(shí)間、空間等多個(gè)方面進(jìn)行關(guān)聯(lián)和識(shí)別,制定運(yùn)行準(zhǔn)則和保守運(yùn)行方式,評(píng)估系統(tǒng)充裕度,在預(yù)警后制定切機(jī)、切負(fù)荷策略。評(píng)估態(tài)采用多層次多角度評(píng)估模型,給

16、出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當(dāng)前安全態(tài)勢(shì)的精確定量描述,以及對(duì)態(tài)勢(shì)的重演評(píng)估。未來(lái)態(tài)采用時(shí)間序列分析方法等,根據(jù)負(fù)荷預(yù)報(bào)、故障預(yù)想和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可能變化趨勢(shì),分析網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)變化規(guī)律,給出態(tài)勢(shì)變化曲線圖,預(yù)測(cè)將來(lái)某一時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì),并給出預(yù)測(cè)脆弱性分析?？煽貞B(tài)主要依據(jù)故障威脅程度評(píng)估給出相應(yīng)的響應(yīng)和防御措施的能力,包括經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的可控能力及重大災(zāi)害時(shí)的黑啟動(dòng)能力。態(tài)勢(shì)感知的結(jié)果是形成態(tài)勢(shì)分析報(bào)告和綜合電網(wǎng)態(tài)勢(shì)圖,以不同可視化圖形表示不同電網(wǎng)狀態(tài),使調(diào)度員能直觀了解電網(wǎng)安全狀況,提供輔助決策信息。電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知的結(jié)果,根據(jù)不同的閾值區(qū)間,對(duì)應(yīng)不同的安全等級(jí),可以利用可視化圖形中紅、橙、黃、藍(lán)、綠等不同色彩,代表不

17、同安全等級(jí)。2.3“調(diào)度員思維模式”的可視化界面展示“可視化”是指通過(guò)圖形的方法把電網(wǎng)數(shù)據(jù)展示給調(diào)度員。人相對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而言其優(yōu)勢(shì)在于無(wú)可比擬的邏輯對(duì)比分析能力,計(jì)算機(jī)處理十萬(wàn)條安全事件的速度遠(yuǎn)比人快上千倍萬(wàn)倍,但從一幅圖中發(fā)現(xiàn)其變化的趨勢(shì)以及深層次的原因,人們的直覺(jué)卻要強(qiáng)得多。通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力,再采用不同的算法把電網(wǎng)數(shù)據(jù)圖形化稱(chēng)之為“電網(wǎng)可視化”。電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知本身是一個(gè)系統(tǒng)工程,原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)許多流程最終通過(guò)視覺(jué)在人腦中形成對(duì)全網(wǎng)安全狀態(tài)的宏觀認(rèn)識(shí)。作為信息融合的過(guò)程,電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知的可視化是一個(gè)從底層數(shù)據(jù)到抽象信息,到獲取高層知識(shí)的過(guò)程。電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知的可視化巧妙地把底層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)度

18、員可以感知的信息。電網(wǎng)可視化最大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于多維度特性與透視特性:“多維度”指不同的數(shù)據(jù)平面可以在同一個(gè)空間中同時(shí)展示出來(lái),調(diào)度員可以發(fā)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián);“透視”特性則可以減少圖形的視覺(jué)沖突,因?yàn)檎{(diào)度員可以從上、下、前、后、左、右任意角度觀察圖形。為了展現(xiàn)電網(wǎng)態(tài)勢(shì)的結(jié)果,需要定義可視化的目標(biāo):a.能夠展現(xiàn)各種設(shè)備屬性,包括發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、無(wú)功裝置、各種保護(hù)設(shè)備、安控裝置等的各項(xiàng)屬性,如基本參數(shù)、重要程度、地理位置和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?b.能夠展現(xiàn)各種態(tài)勢(shì)關(guān)系,態(tài)勢(shì)之間的依賴(lài)關(guān)系,功能對(duì)某項(xiàng)態(tài)勢(shì)的必要關(guān)系,功能與子功能的關(guān)系以及功能之間的時(shí)間聯(lián)系;c.能夠展現(xiàn)安全告警,告警的分類(lèi)、告警的級(jí)別、

19、告警的多少、告警所針對(duì)的態(tài)勢(shì)進(jìn)而關(guān)聯(lián)到告警所威脅的態(tài)勢(shì);d.能夠展現(xiàn)系統(tǒng)故障,故障的分類(lèi)、故障的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、故障所涉及的態(tài)勢(shì)進(jìn)而關(guān)聯(lián)到故障給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)以上提出的可視化目標(biāo),進(jìn)一步的工作是可視化場(chǎng)景的設(shè)計(jì),即完成數(shù)據(jù)到場(chǎng)景的變換。例如:利用動(dòng)態(tài)三維圖像對(duì)有功、無(wú)功備用的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行形象表達(dá)。無(wú)功備用(通過(guò)俯視圖顯示無(wú)功的備用。每個(gè)無(wú)功設(shè)備用一個(gè)三維棒圖進(jìn)行表示,總高表示無(wú)功的最大安裝容量,下部高度表示系統(tǒng)當(dāng)前無(wú)功的投入情況。變壓器溫度監(jiān)控(每臺(tái)變壓器用一個(gè)三維棒圖進(jìn)行表示,總高表示變壓器溫度的最大限值,下部高度表示當(dāng)前變壓器的溫度。一旦變壓器溫度越過(guò)最大值一定時(shí)間,系統(tǒng)會(huì)以特殊顏色表

20、示越限情況,變壓器備用(通過(guò)俯視圖顯示變壓器的備用。每臺(tái)變壓器用一個(gè)三維棒圖進(jìn)行表示,總高表示變壓器的最大容量,中間高度表示系統(tǒng)當(dāng)前的功率三維旋轉(zhuǎn)功能(當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模比較龐大,數(shù)據(jù)較多時(shí),使用三維圖形顯示數(shù)據(jù)時(shí),前面的圖形可能遮蔽后面的圖形,引起判斷失誤。針對(duì)這一問(wèn)題開(kāi)發(fā)的旋轉(zhuǎn)功能,可以讓三維圖形在空間360°內(nèi)旋轉(zhuǎn),使用者可從不同的角度觀察圖形。2.4“調(diào)度員思維模式”的互動(dòng)計(jì)算的設(shè)計(jì)路線互動(dòng)是智能電網(wǎng)的目的和本質(zhì)要求。基于以上的總體設(shè)計(jì)思路和原則,在設(shè)計(jì)路線上以調(diào)度員思維為核心,將電網(wǎng)運(yùn)行的順序、調(diào)度員的思維、電力系統(tǒng)分析的功能有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。可視化界面提供數(shù)據(jù)展示、功能表達(dá)、互動(dòng)計(jì)

21、算的平臺(tái),有機(jī)地將調(diào)度員的作用加入到這樣一個(gè)閉環(huán)控制的系統(tǒng)中。這種互動(dòng)計(jì)算融入了調(diào)度員的感知、經(jīng)驗(yàn),并能將他們的這些感知通過(guò)互動(dòng)計(jì)算窗口進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算,做出相應(yīng)驗(yàn)證。比如水庫(kù)智能調(diào)度的互動(dòng)計(jì)算。通過(guò)收集水電機(jī)組及相應(yīng)水庫(kù)的發(fā)電曲線、耗水曲線、最低水位限制等數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)計(jì)算水電機(jī)組按給定發(fā)電出力時(shí)的最大運(yùn)行時(shí)間,以及在給定的運(yùn)行時(shí)間內(nèi),水電機(jī)組可能到達(dá)的最大出力。這個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)是將人-機(jī)對(duì)話框放在一個(gè)可視化儀表中展現(xiàn)的,將時(shí)間、水電廠的出力、水位有機(jī)融為一體,在虛擬儀表中將互動(dòng)計(jì)算形成了一個(gè)聯(lián)動(dòng)的展示。為了使本圖形系統(tǒng)具有良好的人機(jī)接口,在設(shè)計(jì)中充分利用了GUI界面的優(yōu)點(diǎn),使操作人員只需使用一個(gè)鼠標(biāo)

22、即可完成幾乎所有的操作。3關(guān)鍵技術(shù)智能電網(wǎng)是一項(xiàng)復(fù)雜龐大的系統(tǒng)工程。它可以全面涵蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度的各個(gè)環(huán)節(jié),因而實(shí)施智能電網(wǎng)調(diào)度必須解決相應(yīng)的技術(shù)問(wèn)題。3.1人機(jī)一體化協(xié)同決策模型人機(jī)一體化協(xié)同決策方法是以人為主,人和機(jī)器共同合作決策,這時(shí)計(jì)算機(jī)智能輔助決策程序完全設(shè)計(jì)成開(kāi)放式的,計(jì)算機(jī)和人都可以根據(jù)對(duì)方提供的信息對(duì)自己的決策作相應(yīng)修正,最終達(dá)成共識(shí),得到?jīng)Q策結(jié)果。在人機(jī)共商決策過(guò)程中,重要的是人和機(jī)器兩者之間的決策既有分工又有協(xié)作,一方面通過(guò)人機(jī)決策任務(wù)分配,將適合于機(jī)器做決策的任務(wù)交給機(jī)器去做,將適合于人做決策的任務(wù)交給人去做,兩者在共同決策過(guò)程中相互取長(zhǎng)補(bǔ)短,共同進(jìn)行

23、協(xié)商決策,另一方面,人和機(jī)器對(duì)有些問(wèn)題同時(shí)作出決策,最后通過(guò)綜合評(píng)價(jià)得到比較合理的結(jié)果,因?yàn)槿撕蜋C(jī)器解決問(wèn)題的思路、方法、側(cè)重點(diǎn)各有不同。例如:機(jī)器決策依據(jù)的往往是知識(shí)庫(kù)中人類(lèi)以往的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),以及模型庫(kù)中的決策數(shù)學(xué)模型,而人的決策往往是憑自己的直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)以及目前的實(shí)際情況變化等。所以通過(guò)這樣的人機(jī)共同決策將人的智慧和機(jī)器的智能融合在一起,將能進(jìn)一步提高決策的可靠性。此類(lèi)決策問(wèn)題可以表示成以下模糊結(jié)構(gòu)形式13: min or max f(X艿G軒X R n當(dāng)i(X=b軌i,i=1,2,m,X0時(shí)在決策過(guò)程中,約束條件允許在一定程度上接近b i,這里用約束條件模糊隸屬度b軌i表示約束條件接近b i的

24、程度;而決策目標(biāo)滿(mǎn)意度用目標(biāo)滿(mǎn)意模糊隸屬度G軒(f(X表示,它表示目標(biāo)函數(shù)f(X的值與目標(biāo)值G之間的接近程度。3.2數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)融合技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代,真正得到發(fā)展則是在20世紀(jì)90年代。該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展之初就在軍事領(lǐng)域得到了廣泛的重視和應(yīng)用。智能調(diào)度系統(tǒng)不僅要對(duì)省級(jí)電網(wǎng)一、二次設(shè)備的運(yùn)行工況進(jìn) 行在線監(jiān)視和預(yù)警,同時(shí)對(duì)非電網(wǎng)但影響到電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息也要進(jìn)行監(jiān)視和預(yù)警,包括氣象預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)氣象衛(wèi)星云圖信息、雷電監(jiān)測(cè)等功能,同時(shí)要對(duì)這些信息對(duì)電網(wǎng)的影響范圍和程度進(jìn)行評(píng)估。傳統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)部存在多個(gè)信息孤島,缺乏信息共享。雖然局部的自動(dòng)化程度在不斷提高,但由于信息的不完善和共享能力的薄弱,使得系

25、統(tǒng)中多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)是割裂的、局部的、孤立的,不能構(gòu)成一個(gè)實(shí)時(shí)的有機(jī)統(tǒng)一整體,所以整個(gè)電網(wǎng)的智能化程度較低8。智能調(diào)度的發(fā)展迫切需要加強(qiáng)監(jiān)控和分析的統(tǒng)一性。在時(shí)間尺度上,需要靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)相結(jié)合;在空間尺度上,需要各級(jí)調(diào)度的統(tǒng)一協(xié)調(diào);從對(duì)象維上講,既要考慮輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)相結(jié)合,又要考慮經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性(電力市場(chǎng)的影響與物理穩(wěn)定性的交織作用。對(duì)來(lái)自電網(wǎng)中的具有相似或不同特征模式的多源信息進(jìn)行互補(bǔ)集成,從而獲得對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。同時(shí),在數(shù)據(jù)融合過(guò)程中能對(duì)不精確和不確定性問(wèn)題進(jìn)行建模、推理。3.3態(tài)勢(shì)可視化態(tài)勢(shì)生成是依據(jù)大量數(shù)據(jù)的分析結(jié)果來(lái)顯示當(dāng)前狀態(tài)和未來(lái)趨勢(shì),而通過(guò)傳統(tǒng)的文本形式,無(wú)法直觀地將

26、結(jié)果呈現(xiàn)給用戶(hù)。可視化技術(shù)正是通過(guò)將大量的、抽象的數(shù)據(jù)以圖形的方式表現(xiàn),實(shí)現(xiàn)并行的圖形信息搜索,提高可視化系統(tǒng)信息處理的速度和效率。但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,對(duì)可視化技術(shù)又提出了許多新的要求。如何將基于不同數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)顯示方法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,確定態(tài)勢(shì)顯示的統(tǒng)一規(guī)范,提高顯示的實(shí)時(shí)性,增大系統(tǒng)可顯示的規(guī)模,增強(qiáng)人機(jī)交互的可操作性等都是可視化技術(shù)需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題。3.4快速仿真和建模智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行需要新的理論支撐,需要突破傳統(tǒng)的理論框架和運(yùn)行工具。某些傳統(tǒng)電力系統(tǒng)理論研究及實(shí)現(xiàn)工具涉及到復(fù)雜的模型和計(jì)算,在速度上已不能適應(yīng)智能調(diào)度系統(tǒng)快速的數(shù)據(jù)傳遞要求。智能調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)有針對(duì)性地開(kāi)發(fā)和應(yīng)用快速

27、仿真模型,市場(chǎng)一體化、政策、風(fēng)險(xiǎn)分析等因素都應(yīng)被納入系統(tǒng)模型,并量化系統(tǒng)的安全性和可靠性,提供快于實(shí)時(shí)的超前仿真。該功能首先利用高性能量測(cè)和通信系統(tǒng)到得拓?fù)洹⒊绷?、頻率、電壓、設(shè)備實(shí)時(shí)模型等信息;然后據(jù)此進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)和在線分析;最后確定當(dāng)前系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性?？焖俜抡婧徒１徽J(rèn)為是一個(gè)自愈系統(tǒng)的必備條件,該項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)一個(gè)開(kāi)放式軟件平臺(tái),為未來(lái)輸、配電系統(tǒng)運(yùn)行、規(guī)劃和管理提供一整套仿真和建模工具14。圖2和圖3分別實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)靜態(tài)安全的超實(shí)時(shí)計(jì)算和超實(shí)時(shí)短路電流辨識(shí)。3.5智能告警目前已實(shí)現(xiàn)的告警系統(tǒng)的告警方式都較為單一,告警系統(tǒng)的功能也很有限,絕大多數(shù)是基于系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定評(píng)

28、估,如:連續(xù)潮流穩(wěn)定計(jì)算,靈敏度計(jì)算,故障篩選與排序,失穩(wěn)故障識(shí)別,再將各種在線實(shí)時(shí)監(jiān)視信息和在線實(shí)時(shí)計(jì)算的穩(wěn)定指第30卷電力自動(dòng)化設(shè)備標(biāo)進(jìn)行綜合,統(tǒng)一給出預(yù)警。從整個(gè)告警系統(tǒng)的角度來(lái)看,極少有文獻(xiàn)是針對(duì)故障來(lái)分析的,比如不同故障該用什么不同的方式告警,故障之間不同的關(guān)聯(lián)關(guān)系也會(huì)使告警方式不同。告警方式的單一表現(xiàn)在多數(shù)是初始設(shè)定元件的上下限,一旦越限就直接告警,沒(méi)有在越限前預(yù)測(cè)到可能發(fā)生的故障告警,該故障和其他故障之間的相關(guān)性分析,以及某個(gè)越限發(fā)生后會(huì)造成其他越限的推理預(yù)測(cè)告警。告警針對(duì)的多是元件的告警,沒(méi)有從系統(tǒng)安全穩(wěn)定的高度來(lái)判斷并提出告警,讓調(diào)度人員對(duì)系統(tǒng)的安全有全局性的把握。同時(shí)告警的

29、方式都是基于潮流計(jì)算的靜態(tài)告警,比如N -1開(kāi)斷模擬,根據(jù)潮流結(jié)果來(lái)給出告警。對(duì)于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障并對(duì) 其告警的研究很少,比如在N -1的情況下通過(guò)暫態(tài)仿真怎樣得到下一個(gè)故障發(fā)生的時(shí)間、位置和類(lèi)型,即N -2的發(fā)生,從N -1到N -2,甚至N -m 的動(dòng)態(tài)變化告警少有研究。因?yàn)槎嗍轻槍?duì)元件的告警,所以從告警的區(qū)域范圍看,都是分散的、局部的、獨(dú)立的小區(qū)域的告警,沒(méi)有對(duì)全區(qū)的整體告警。告警信息的層次比較模糊,級(jí)別需要繼續(xù)細(xì)化,不能完全反映系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題以及預(yù)測(cè)潛在的問(wèn)題,最具價(jià)值的告警信息沒(méi)有在第一時(shí)間被挖掘出來(lái)以最直觀的方式呈現(xiàn)給調(diào)度人員?；谝陨系牟蛔?本文提出一種從元

30、件到系統(tǒng),從靜態(tài)到動(dòng)態(tài),從區(qū)域到全區(qū),逐漸推進(jìn)的智能告警方式如圖4所示。并且從多角度多層次多區(qū)域,從內(nèi)涵到告警集,再到告警的體系,對(duì)其進(jìn)行大量的分析,目的在于追蹤不同類(lèi)型的故障并對(duì)其定位,找到電網(wǎng)主要矛盾點(diǎn)、告警點(diǎn),使調(diào)度人員一目了然地知道電網(wǎng)和設(shè)備的狀態(tài),從總體上對(duì)電網(wǎng)安全做出評(píng)估,為調(diào)度人員采取快速準(zhǔn)確的控制措施提供理論依據(jù)和方法。在實(shí)際電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中,有異?；蚬收系那闆r下,大量監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集報(bào)警信息涌入調(diào)度控制中心,調(diào)度員被大量數(shù)據(jù)淹沒(méi),很難決策,錯(cuò)失處理事故的良機(jī)。智能告警利用一次、二次、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)等的各種信息,按圖5所示流程對(duì)告警信息快速進(jìn)行分類(lèi)、篩選和排序,使調(diào)度員對(duì)故障的類(lèi)型、程

31、度和等級(jí)一目了然,得到當(dāng)前最關(guān)心的關(guān)鍵告警信息,告警內(nèi)容“少”而“精”,這樣就使運(yùn)行監(jiān)控人員能夠快速地抓住事故重點(diǎn),及時(shí)有效地采取處理方案,提高事故異常處理的準(zhǔn)確性和快速性,保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。3.6智能調(diào)度及備調(diào)系統(tǒng),應(yīng)急指揮中心一體化目前電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的功能越來(lái)越多,不同的功能往往需要不同的數(shù)據(jù)庫(kù)、不同的操作界面,雖然對(duì)系統(tǒng)本身來(lái)講只是功能的擴(kuò)展,對(duì)維護(hù)使用者來(lái)說(shuō)卻增加了大量的重復(fù)工作量。如何將數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形、界面等資源進(jìn)行整合,達(dá)到功能之間的共享,實(shí)現(xiàn)功能一體化,也成為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。在智能調(diào)度系統(tǒng)基礎(chǔ)上加入備調(diào)和應(yīng)急指揮的元素,通過(guò)調(diào)度數(shù)并發(fā)串聯(lián)系統(tǒng)級(jí)元件級(jí)單一組合梯度突變累積動(dòng)態(tài)靜態(tài)圖4

32、智能告警的多維分類(lèi)Fig.4Multi -dimensional classificationof intelligent warning劉俊勇,等:智能電網(wǎng)下可視化技術(shù)的展望第1期典型運(yùn)行方式狀態(tài)數(shù)據(jù)潮流計(jì)算特征選擇靜態(tài)樣本庫(kù)動(dòng)態(tài)樣本庫(kù)靜態(tài)安全分析動(dòng)態(tài)樣本編輯初始樣本生成數(shù)據(jù)預(yù)處理分類(lèi)器的分類(lèi)與使用SCADA EMS 數(shù)據(jù)分類(lèi)器靜態(tài)安全分析對(duì)比訓(xùn)練分類(lèi)器樣本選擇/編輯圖2電網(wǎng)靜態(tài)安全的超實(shí)時(shí)計(jì)算Fig.2Super -real -time calculation ofpower system static security安全判定安全判定當(dāng)前負(fù)荷值各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)前7天相似日的歷史負(fù)

33、荷數(shù)據(jù)各節(jié)點(diǎn)超短期5min 負(fù)荷預(yù)測(cè)值所有發(fā)電機(jī)出力的變化量基于約束條件發(fā)電機(jī)組出力分配根據(jù)發(fā)電機(jī)容量確立運(yùn)行的最大、最小方式基于潮流的三相短路電流計(jì)算,建立輸出樣本合并輸入和輸出樣本形成訓(xùn)練樣本樣本訓(xùn)練GRNN 廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到基于GRNN 的短路容量智能在線辨識(shí)網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)超實(shí)時(shí)短路電流智能辨識(shí)基于均勻分布的有功出力的輸入建立樣本圖3超實(shí)時(shí)短路電流辨識(shí)Fig.3Super -real -time identification ofshort -circuit current圖5智能告警信息篩選Fig.5Information screening of intelligent warning

34、電 力 自 動(dòng) 化 設(shè) 備 據(jù)網(wǎng)的擴(kuò)展 ， 將系統(tǒng)的功能延伸到備調(diào)和應(yīng)急指揮 中心 。 調(diào)度 、備調(diào)和應(yīng)急指揮一體化的優(yōu)勢(shì)在于電網(wǎng) 信息的完全統(tǒng)一使用和維護(hù) ， 有利于調(diào)度 、 備調(diào)和應(yīng) 急指揮運(yùn)行的集約化 ， 更加適應(yīng)復(fù)雜化程度越來(lái)越 高的電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 。 調(diào)度 、備調(diào)和應(yīng)急指揮一體化并非簡(jiǎn) 單的數(shù)量上增加 ， 而是電網(wǎng)監(jiān)控職能與管理體系元 素的增加 。 例如 ， 調(diào)度員關(guān)心的是主網(wǎng)系統(tǒng)的情況 ； 而備調(diào) 、 應(yīng)急指揮中心關(guān)心的是針對(duì)可能發(fā)生的災(zāi) 難性事故并結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際提出電網(wǎng)快速恢復(fù)或保持 相對(duì)穩(wěn)定的手段及建議 。 要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo) ，就要很好 地 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 用 軟 件 的 支 撐 環(huán) 境 ，

35、應(yīng) 用 軟 件 對(duì) 實(shí) 時(shí) 、歷 史 、 未來(lái)和外部信息的多態(tài)支持 ， 以及各應(yīng)用軟件之 間的功能整合等問(wèn)題 。 3.7 調(diào)度員行為后評(píng)估 所謂調(diào)度員行為后評(píng)估是指電力系統(tǒng)的調(diào)度部 門(mén)在業(yè)務(wù)處理中積累了大量數(shù)據(jù) ， 可以利用評(píng)估技 術(shù)將這些數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著的許多潛在的重要因素 、 事 實(shí)和關(guān)聯(lián)等有價(jià)值的信息提煉出來(lái)構(gòu)成調(diào)度行為評(píng) 價(jià)指標(biāo)體系 ，來(lái)評(píng)估不同調(diào)度行為的質(zhì)量 。 調(diào)度后評(píng) 估時(shí)所涉及的因素多 ， 有的指標(biāo)可以量化 ， 但也有不 少影響系統(tǒng)整體評(píng)估結(jié)果的因素量化困難 ， 依據(jù)電 力系統(tǒng)的本身特點(diǎn) ， 以文獻(xiàn) 15 為基礎(chǔ)提出一個(gè)綜 合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 。 該指標(biāo)由調(diào)度操作 、 可靠性 、 安全

36、 性 、 經(jīng)濟(jì)性 、 電能質(zhì)量和交接班 6 個(gè)指標(biāo)構(gòu)成 ， 如圖 6 所示 ，每個(gè)指標(biāo)下面由若干子指標(biāo)構(gòu)成 。 調(diào)度操作 可以從流程是否規(guī)范 ， 操作設(shè)備次數(shù) ， 操作成本等方 面進(jìn)行評(píng)估 ； 可靠性可以從調(diào)度后系統(tǒng)各種裕度變 化和 切負(fù)荷大小評(píng)估 ； 安全性包括穩(wěn)定判斷和過(guò)負(fù) 荷情況 ； 經(jīng)濟(jì)性可以從系統(tǒng)網(wǎng)損率和全網(wǎng)購(gòu)電成本 評(píng)估 ； 電能質(zhì)量包括電壓偏差和頻率偏差 ； 交接班內(nèi) 容 包 括 當(dāng) 前 電 網(wǎng) 運(yùn) 行 方 式 、系 統(tǒng) 薄 弱 環(huán) 節(jié) 、負(fù) 荷 情 況 、缺 陷 處 理 等 情 況 ，使 下 一 個(gè) 值 班 對(duì) 本 次 值 班 情 況了然于胸 ， 有的放矢地組織處理未來(lái)遇到的情

37、況 。 利用多年積累下來(lái)的歷史數(shù)據(jù) ， 對(duì)各種不同類(lèi)型的 數(shù)據(jù)進(jìn)行更加細(xì)致的劃分 ， 同時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含 的一些非常規(guī)的調(diào)度模式 ， 并提供優(yōu)化的策略 ， 這將 為調(diào)度員對(duì)今后的指揮提供借鑒和參考 。 調(diào)度操作 ： 流程是否規(guī)范 、 操作設(shè)備次數(shù) 、 操作成本 。 可靠性 ： 各種裕度變化 、 切負(fù)荷大小 。 調(diào)度員 評(píng)估指 標(biāo)體系 安全性 ： 穩(wěn)定判斷 、 過(guò)負(fù)荷 。 經(jīng)濟(jì)性 ： 系統(tǒng)網(wǎng)損率 、 全網(wǎng)購(gòu)電成本 。 電能質(zhì)量 ： 電壓偏差 、 頻率偏差 。 交接班 ： 電網(wǎng)運(yùn)行方式 、 系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié) 、 負(fù)荷情況 、 缺陷處理 。 4 第 30 卷 析 。 因此必須采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù) ，從海量

38、數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn) 有用的 、 可理解的數(shù)據(jù)模式 ， 分析系統(tǒng)的態(tài)勢(shì)和自動(dòng) 構(gòu)建態(tài)勢(shì)模型 。 數(shù)據(jù)挖掘是指從大量的數(shù)據(jù)中挖掘 出有用的信息 ， 即從大量的 、 不完全的 、 有噪聲的 、 模 糊的 、 隨機(jī)的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱含的 、 規(guī)律的 、 人們事先未知的 ，但又有潛在用處的并且最終可理解 的信息和知識(shí)的非平凡過(guò)程 （nontrivial process ） 12。 目前數(shù)據(jù)挖掘在電網(wǎng)安全領(lǐng)域有著很好的發(fā)展 前景 ，但仍有一些問(wèn)題有待解決 。 如數(shù)據(jù)挖掘前期所 需要的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)之不易 ； 從大量數(shù)據(jù)中進(jìn)行挖掘 ， 很費(fèi)時(shí)間和資源 ，很難保證實(shí)時(shí)性等 。 如何將數(shù)據(jù)挖 掘與機(jī) 器 學(xué) 習(xí) 、模

39、式 識(shí) 別 、歸 納 推 理 、統(tǒng) 計(jì) 學(xué) 、數(shù) 據(jù) 庫(kù) 、 數(shù)據(jù)可視化和高性能計(jì)算等相關(guān)領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合 ， 達(dá)到挖掘有用信息的最佳效果 ， 還有待進(jìn)一步研究 。 4 結(jié)論 隨 著 我 國(guó) 特 超 高 壓 電 網(wǎng) 的 建 設(shè) ， 電力市場(chǎng)化 的深化 ， 電力系統(tǒng)面臨著新的挑戰(zhàn) ， 因而對(duì)它的理論 研究及實(shí)現(xiàn)工具的探討和實(shí)踐是目前必須要解決的 問(wèn)題 ， 它需要新的理論支撐 ， 需要突破傳統(tǒng)的理論框 架和運(yùn)行工具 ， 基于調(diào)度員思維模式的智能調(diào)度系 統(tǒng)在這方面做了有益的嘗試和探索 ， 將人 （ 調(diào)度員 ） 機(jī)互動(dòng)計(jì)算的設(shè)計(jì)思想與可視化界面有機(jī)結(jié)合 ， 利 用人工智能技術(shù)從海量數(shù)據(jù)中挖掘出表征電網(wǎng)運(yùn)行 特性的關(guān)鍵數(shù)據(jù) ， 建立了表達(dá)電網(wǎng)充裕度 、 安全性和 脆弱性的指標(biāo) ， 并應(yīng)用三維旋轉(zhuǎn)視圖進(jìn)行形象直觀 的表達(dá) ， 使調(diào)度人員實(shí)時(shí)掌握電網(wǎng)運(yùn)行的整體態(tài)勢(shì) 。 參考文獻(xiàn) ： 1 楊 旭 升 ， 盛 萬(wàn) 興 ， 王 孫 安 . 多 Agent 電 網(wǎng) 運(yùn) 行 決 策 支 持 系 統(tǒng) 體 系 結(jié)構(gòu)研究 J . 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 ，2002 ，26 （18 ）：45-49. 2 3 圖 6 調(diào)度員評(píng)估指標(biāo)體系 Fig.6 Dispatcher evaluation index systemscreening 5 調(diào)度員后評(píng)估涉及電網(wǎng)運(yùn)行的安全 、經(jīng)濟(jì)、靜 態(tài) 、動(dòng)態(tài) 、電