现代交直流混合电网安全稳定智能协调控制系统框架探讨

在现代电网智能协调控制系统框架中，各不同层级控制系统在保持下一层级控制系统相对独立的前提下，通过引入协调(约束)变量来实现各层级之间的协调控制。对于区域级控制系统，如果实现起来比较简单，也可以只通过引入同一层级间的协调(约束)变量，而不经过上一级控制系统来实现区域层级之间的协调控制。各层级控制系统常用的协调(约束)变量如表1所示。

表1 现代电网智能协调控制系统框架中各层级控制系统的常用协调(约束)变量

Table 1 The coordination/constraint variables of each layer system in the framework of smart coordinated control system in modern grid

本文提出方法和原则，应当在系统安全稳定控制的框架设计和实际案例中予以注意和反思，并结合具体案例具体分析，以指导工程实际应用。

5 结论

本文应用系统科学中协同论等观点，对目前电力系统中已有的各种控制系统的功能目标、发展历史和协调特性进行梳理，在总结和反思的基础上，提出电网安全稳定智能协调控制系统的顶层设计理念、框架和若干原则，主要结论如下：

(1)电力系统现有多种控制系统的简单叠加并不能构成真正意义上的现代电网智能控制系统。

(2)电力系统现有的各种设备的“二次”控制系统大都是为了实现设备的自身功能，通过接入交流电网来实现各设备之间的被动协调，缺乏来自系统全局角度的主动协调和趋优控制。

(3)应从系统论、控制论、协同论等方法入手，以整个电网为控制对象，从系统全局角度出发，构建多层级、分散—集中型、主动相互协调的智能控制系统，以取得更大的增值效益。

(4)在现代电网智能协调控制系统中，构建上层控制系统时，应注意保持各层子系统的智能化和相对独立性，不应将其简单退化为执行单元。

(5)分散—集中型的智能控制系统比高度集中的智能控制系统具备更强的鲁棒性。

参考文献

[1] 周孝信，鲁宗相，刘应梅，等.中国未来电网的发展模式和关键技术 [J].中国电机工程学报，2014，34(29)：4999-5006.Zhou Xiaoxin, Lu Zongxiang, Liu Yingmei, et al. Development Models and Key Technologies of Future Grid in China[J].Proceedings of the CSEE, 2014, 34(29): 4999-5006(in Chinese).

[2] 刘振亚. 中国电力与能源[M]. 北京：中国电力出版社，2012：177-180.

[3] 舒印彪，张文亮，周孝信，等. 特高压同步电网安全性评估[J]. 中国电机工程学报，2007，27(34)：1-6.Shu Yinbiao, Zhang Wenliang, Zhou Xiaoxin, et al. Security Evaluation of UHV Synonized Power Grid[J]. Proceedings of the CSEE, 2007, 27(34): 1-6(in Chinese).

[4] 张运洲. 对我国特高压输电规划中几个问题的探讨[J]. 电网技术，2005，29(19)：11-14.Zhang Yunzhou. The Discussion on Some Problems of Planning of China UHV Grid[J]. Power System Technology,2005, 29(19): 11-14(in Chinese).

[5] 印永华，郭强，张运洲，等. 特高压同步电网构建方案论证及安全性分析[J]. 电力建设，2007，28(2)：1-4.Yin Yonghua, Guo Qiang, Zhang Yunzhou, et al. Scheme Study and Safety Analysis of UHV Synonous Power Grid Composition [J]. Electric Power Construction, 2007, 28(2):1-4(in Chinese).

[6] 赵畹君. 高压直流输电工程技术[M]. 北京：中国电力出版社，2004：106-112.

[7] 浙江大学直流输电科研组. 直流输电[M]. 北京：水利水电出版社，1985：258-259.

[8] 徐政. 交直流电力系统动态行为分析[M]. 北京：机械工业出版社，2004：61-66.

[9] 李兴源. 高压直流输电系统的运行和控制[M]. 北京：科学出版社，1998：153-155.

[10] 胡学浩. 智能电网—未来电网的发展态势[J]. 电网技术，2009，33 (14)：1-5.Hu Xuehao. Smart Grid—A Development Trend of Future Powergrid[J]. Power System Technology, 2009, 33(14):1-5(in Chinese).

[11] 张文亮，刘壮志，王明俊，等. 智能电网的研究进展及发展趋势[J]. 电网技术，2009，33(13)：1-11.Zhang Wenliang, Liu Zhuangzhi, Wang Mingjun, et al.Research Status and Development Trend of Smart Grid[J].Power System Technology, 2009, 33(13): 1-11(in Chinese).

[12] 刘振亚，秦晓辉，赵良，等. 特高压直流分层接入方式在多馈入直流电网中的应用[J]. 中国电机工程学报，2014，33(10)：1-7.Liu Zhenya, Qin Xiaohui, Zhao Liang, et al. Study on the Application of UHVDC Hierarchical Connection Mode to Multi-infeed HVDC System[J]. Proceedings of the CSEE,2014, 33(10): 1-7(in Chinese).

[13] 卢强，戚晓耀，何光宇. 智能电网与智能广域机器人[J]. 中国电机工程学报，2011，31(10)：1-5.Lu Qiang, Qi Xiaoyao, He Guangyu. Smart Grid and Smart Wide Area Robot[J]. Proceedings of the CSEE, 2011, 31(10):1-6(in Chinese).

[14] 薛禹胜. 时空协调的大停电防御框架 (一)从孤立防线到综合防御[J]. 电力系统自动化，2006，30(1)：8-16.Xue Yusheng. Space-time Cooperative Framework for Defending Blackouts Part I-from Isolated Defense Lines to Coordinated Defending[J]. Automation of Electric Power Systems, 2006, 30(1):8-16(in Chinese).

[15] 张智刚，夏清. 智能电网调度发电计划体系架构及关键技术[J]. 电网技术，2009，33(20)：1-8.Zhang Zhigang, Xia Qing. Architecture and Key Technologies for Generation Scheduling of Smart Grid[J]. Power System Technology, 2009, 33(20): 1-8(in Chinese).

[16] 孙华东，王琦，卜广全，等. 中国智能输电系统发展现状分析及建议[J]. 电网技术，2010，34(2)：1-6.Sun Huadong, Wang Qi, Bu Guangquan, et al.Analyses and Suggestions on Current Development Status of Smart Power Transmission Systems in China[J]. Power System Technology,2010, 34(2): 1-6(in Chinese).

[17] 哈肯. 协同学[M]. 凌复华，译. 上海：上海译文出版社，2013：1-13.

[18] 高本锋，赵成勇，肖湘宁，等. 高压直流输电系统附加次同步振荡阻尼控制器的设计与实现[J]. 高电压技术，2010，36(2)：501-506.Gao Benfeng, Zhao Chengyong, Xiao Xiangning, et al. Design and Implementation of SSDC for HVDC [J]. High Voltage Engineering, 2010, 36(2): 501-506(in Chinese).

作者简介：

李柏青(1963)，男，中国电科院副总工程师，系统所所长，教授级高级工程师，长期从事电力系统分析与控制研究工作。

秦晓辉(1979)，男，博士，教授级高级工程师，主要从事电力系统分析与控制研究工作，E-mail: qinxh@ epri.sgcc.com.cn。