智能电网与配电管理信息系统

1、智能电网与配电管理信息系统 摘要：论述了配电管理系统作为电力配电系统智能环节在电力配电系统中的重要作用，分析了其主要架构与当前配电管理系统的不足，提出了智能电网理论在配电管理系统应用的实现框架。关键词：配电管理系统，智能电网，agent系统smart grid and the power distribution management system abstract: the importance of power distribution management system as smart component in power distribution system was discuss

2、ed，its main structure and its drawback was analysised, smart grid s realized structure in power distribution system was brought forth.key words: power distribution management system, smart grid, agent system0引言 电力系统由发电、输电、配电三大系统组成，近年来随着计算机技术与自动化技术的迅速发展，电力系统自动化的智能程度越来越高，发电系统与输电系统作为电力系统的上游单位，相对独立，处于主导

3、地位，因此对于电力系统自动化的研究主要集中在发电系统与输电系统，而处于配电用电环节的电力系统智能化则成果较少。事实上，作为电力系统末端的供配电系统，其运行可靠性、稳定性以及其供电效能直接影响着整个电力系统的电网品质和供电性能，而其电网品质和供电性能，则由其配电自动化系统的性能决定，该配电自动化系统在供配电系统中占据着非常重要的地位。配电自动化是指利用现代计算机与网络技术、通信技术、电子技术与电力设备相结合，将配电网的监测、保护、计量、控制以及管理等有机的结合在一起，改进供用电质量、满足用户需求。在企业供配电智能化方面，也有一些成果出现，如文献1把lonworks技术应用于配电自动化中的远方数据

4、采集与控制，文献2利用高级语言开发了变配电站监控软件，文献3则设计了由负荷预测、网架规划以及决策知识库组成的半结构化的配电网规划决策支持系统，文献4建立了多智能体的电网监控与指挥调度系统，实现了电网上大量运行设备的工作状态的实时监控，文献5给出了配电网电力生产管理信息系统的设计思路和mis+gis的应用，文献6在配电管理系统中引入了智能agent。这些研究从配电网的监控、保护、计量、控制以及管理等方面进行了积极的探索，总得趋势是智能因素的引入与管理控制一体化。从电网的整体性能出发，近些年来，智能电网的研究在国内外受到广泛的关注，如何在智能电网的框架内，实现企业配电智能化，是一个有益的课题，本文

5、就是从智能电网的核心思想出发，构建企业配电决策支持系统。1智能电网 智能电网是在近些年来信息技术、通信技术等发生了深刻变革，用户对电力供应的可靠性与运行效率等要求越来越高的背景下，由美国电力行业率先提出，以期建成一个高效低耗、低投资、安全灵活的电力系统。欧盟也迅速开始了对于智能电网的技术研究。1.1智能电网的定义智能电网是在2001年由美国电科院(epri)提出来的，其核心定义为：一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作：具有自愈功能；快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力

6、服务。欧洲在2005年成立了“智能电网欧洲技术论坛”，对欧洲智能电网发展战略进行了研讨，其对智能电网的定义为：一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全电能。其特性表现为以客户为中心、支持分布式和可再生能源的接入；通过面向服务的架构、高级自动化和分布式智能，实现更可靠、安全的电力供应、负荷和电源的本地交互与灵活的电网运用。1.2 智能电网的主要特征美国智能电网的主要特征根据美国电力科学院对于智能电网的定义描述为：（1） 自愈能力：智能电网监控系统能预测系统问题并进行即时应对，以避免或者减少断电和电压不稳定等供电质量问题。（2） 安全识别与自我保护能力：智能电

7、网对于人为或者外来因素的侵害能自动识别并进行自我保护。（3） 子系统即时并网能力：智能电网支持分散的各种类型的子系统以“即插即用”的方式接入。（4） 用电设备智能化管理：智能电网将使得用户通过能源管理系统更好的管理其用电设备或者装置。（5） 低成本高效能：最低成本发电，最高效能输电，最优结构配电一起构成一个低成本高效能的系统。 欧盟智能电网的主要特征则表现在三个方面：（1） 灵活性：满足用户多样化的电力需求；（2） 易接入性：保证所有用户都可接入电网，特别是可再生能源和高效、清洁的本地发电；（3） 可靠性：提高电力供应的可靠性与安全性；（4） 经济型：对能源管理进行智能调节，以提高电网品质。1

8、.3我国对于智能电网的研究 我国电力界对于智能电网的认识更倾向于美国国家电网的定义，认为智能电网是以包括发电、输电、配电和用电各环节的电力系统为对象，把新型的电网控制技术、信息技术和管理技术相结合，实现从发电到用电全系统信息的智能交流，系统地优化电力生产、输送和使用。其特征主要表现为：自愈、安全，经济，清洁，能适应未来经济社会发展需要。1.4智能电网关键技术智能电网的建设涉及到6个技术领域：（1） 灵活的网络拓扑结构；（2） 开放、标准、集成的通信系统；（3） 高级计量体系和需求侧管理；（4） 高级电力电子设备、超导和储能技术；（5） 先进的决策辅助系统。 在智能电网的关键技术中，决策辅助系统

9、定义了配电自动化与智能电网的关系，其内容包含智能调度技术、广域防护系统、应急指挥系统以及高级的配电自动化系统。2配电管理系统配电管理系统(power distribution management system(dms)是从变电、配电到用户用电的配电监视、控制和管理的综合自动化系统。dms一般来说，由配电scada系统、馈线自动化（fa）、设备管理（am/fm/gis）等功能子系统组成，根据数据在系统中运行的性质系统中的数据分为实时数据、非实时数据和空间数据，一个传统的dms结构图如图1所示图1 传统dms结构模型传统dms的各个子系统彼此独立，为了把这些子系统的数据进行相互集成，文献6提出了

10、多agent系统dms模型，在该系统中，dms的多agent系统模型分为实时agent模型与非实时agent模型，实时agent模型采用分布式结构，包括：采集agent、工况agent、控制agent；非实时agent模型涉及到的应用内容复杂，信息量大，因此采用智能agent，具体包括：工作管理agent、辅助决策agent、客户服务agent、故障管理agent、设备管理agent、地理信息agent。实时agent的数据来源于scada系统和部分馈线自动化系统；任务管理agent实现各agent之间的协调，并与外界进行交互。图2 多agent系统dms模型多agent系统dms模型中，由于

11、智能agent的引入，使得配电系统具有了智能的特点，但从智能电网的定义角度分析，多agent系统dms模型中仅仅实现了用电设备智能化管理，电网的自愈能力、安全识别与自我保护能力以及子系统即时并网能力并未实现。3基于智能电网的配电管理系统 未来智能配电管理系统应该是智能电网的重要组成部分，该系统可以通过自愈技术在系统故障情况下快速恢复对停电区域的供电，同时保证供电质量满足要求。这样的系统首先需要大量智能电表与快速可靠的继电保护、双向通信网络、故障隔离与供电恢复、安全稳定控制等系统的支持。智能电表不局限于终端用户，可以支持系统监测、故障响应等功能；双向通讯网络能把近于实时的电表信息与数据中心进行信

12、息交换、故障隔离与供电恢复系统也就是网络重构系统，它与安全稳定控制系统融合成为统一的自动化系统。基于以上硬件以及网络技术的支持，一个功能完善的智能配电信息系统在实现上就成为可能，其功能主要表现在：首先能满足由用户直接参与的智能需求侧管理方面的要求；其次能够满足用户与配电系统运营间双向营销的需求；再就是具有配电系统监测、预警、自愈等智能决策功能，具有知识库与推理机的多agent系统dms模型接口如图3所示。图3 多agent系统dms智能模型4结论 智能化是电力系统未来建网的必然趋势，采用多智能体agent技术，建立配电管理信息系统，实现对配电网的集中监控，在故障情况下迅速实现网络重构，是当前电网设计主要实现的功能，本文在传统dms系统的基础上，论述了配电管理系统的智能模型，该模型对于当前电网改造升级设计具有重要的意义。参考文献1周长勇，张晓冬.lonworks技术在配电自动化应用j.信息技术，2004，28(4).21-232王志平，刘红东，余松森，毛娟.delphi在变配电监控系统中的应用j.2004,1:47-493周新娟，吴捷.配电网规划决策支持系统的设计开发j.广东电力，2007,20(6):37-404 王勇，陈新，王瑛，崔洪刚.基于多智能体的电网监控与指挥调度集成系统j，2006,2