隨著更高電壓等級(jí)交流輸電線路的建設(shè)，我國電網(wǎng)互聯(lián)的程度不斷增強(qiáng)，目前已成為世界上最大的交流同步電網(wǎng)，其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行面臨著諸多前所未有的挑戰(zhàn)。

　　“大規(guī)模新型可再生能源發(fā)電基地的接入，電動(dòng)汽車等新型客戶與負(fù)荷性微電網(wǎng)大量涌現(xiàn)，以及電源性微電網(wǎng)和分布式電源等組成的新電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行，是我國智能電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行中面臨的主要問題。”中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授盧強(qiáng)說。

　　盧強(qiáng)認(rèn)為，與歐美智能電網(wǎng)建設(shè)偏重配電網(wǎng)不同，我國智能電網(wǎng)建設(shè)中的問題更集中反映在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行上?！皩⒄麄€(gè)電力大系統(tǒng)控制得如同一臺(tái)智能機(jī)器人，是一個(gè)異常宏偉的目標(biāo)”。

　　盧強(qiáng)和團(tuán)隊(duì)經(jīng)過研究指出，“具有多指標(biāo)自趨優(yōu)運(yùn)行能力”的電網(wǎng)是電網(wǎng)智能的最高形式，可稱為“智能廣域機(jī)器人”。日前，這項(xiàng)由國家自然科學(xué)基金資助的研究成果發(fā)表在最新一期《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》上。

　　過去的研究一直強(qiáng)調(diào)智能電網(wǎng)的“自愈”能力，而在盧強(qiáng)看來，“自愈是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的主要功能”這一說法，對配電網(wǎng)是適宜的，但對電源性微電網(wǎng)和分布式電源等組成的新電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度問題，則還顯得不夠。

　　盧強(qiáng)認(rèn)為，電網(wǎng)在運(yùn)行中必須具備多指標(biāo)自趨優(yōu)運(yùn)行的能力。衡量電網(wǎng)某時(shí)刻是否處于趨優(yōu)狀態(tài)，就是看電網(wǎng)在該時(shí)刻其運(yùn)行狀態(tài)是否滿足設(shè)定的電網(wǎng)運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)體系；且電網(wǎng)通過自身的自動(dòng)調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)從不令人滿意的狀態(tài)到令人滿意狀態(tài)的一個(gè)轉(zhuǎn)化過程。

　　“如果一個(gè)電網(wǎng)具有這項(xiàng)能力，則無論電網(wǎng)中出現(xiàn)何種異常情況，都可借助完善的調(diào)度自動(dòng)化設(shè)施，自動(dòng)對自身進(jìn)行綜合調(diào)控?！北R強(qiáng)表示。

　　“智能廣域機(jī)器人”（Smart Wide Area Robot，簡稱Smart-WAR）的理論基礎(chǔ)是電力混成控制論，其主導(dǎo)思想是：將一切不滿足要求和不滿意的狀態(tài)都分類地定義為事件，通過控制使得系統(tǒng)回歸至無事件運(yùn)行狀態(tài)，則系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)（電能質(zhì)量、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性）一定是足夠滿意的。

　　“這就是說，該方法可以在實(shí)踐上解決大電網(wǎng)的多重目標(biāo)趨優(yōu)控制問題。”盧強(qiáng)認(rèn)為，電力混成控制論使得“將整個(gè)電力大系統(tǒng)控制得如同一臺(tái)智能機(jī)器人”成為了可能。但要真正實(shí)現(xiàn)Smart-WAR，在一些關(guān)鍵技術(shù)上還需有較大突破。

　　第一，智能電網(wǎng)基礎(chǔ)量測設(shè)施與動(dòng)態(tài)SCADA系統(tǒng)建立。實(shí)際運(yùn)行中的電力系統(tǒng)是一個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)的狀態(tài)每時(shí)每刻都在發(fā)生變化。需要研發(fā)新型智能電網(wǎng)基礎(chǔ)量測設(shè)施，并在此基礎(chǔ)上建立動(dòng)態(tài)智能電網(wǎng)基礎(chǔ)量測設(shè)施與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）系統(tǒng)，以快速獲得系統(tǒng)可信的全狀態(tài)。

　　第二， 新型狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)的算法大多建立在殘差概念基礎(chǔ)上，但并不準(zhǔn)確。需要提出新型狀態(tài)估計(jì)理論，解決系統(tǒng)真值未知情況下狀態(tài)估計(jì)結(jié)果評(píng)價(jià)問題，這是以往研究中的空白點(diǎn)，也是進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)研究首先而且必須要解決的問題。

　　第三， 標(biāo)準(zhǔn)化建模與接口。智能調(diào)度中心的控制對象是現(xiàn)代電力系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)和組成非常復(fù)雜；同時(shí)電力設(shè)備來自于不同的廠商，在分布式發(fā)電和用戶參與的情況下就更為復(fù)雜。而Smart-WAR本身也是一個(gè)極為復(fù)雜的系統(tǒng)，其實(shí)施有賴于不同軟硬件廠商的有效合作。

　　因此，Smart-WAR建設(shè)必須采用標(biāo)準(zhǔn)化的模型和接口，這樣可盡量減少不同廠商與開發(fā)者之間的溝通成本，提高運(yùn)行效率，保證不同設(shè)備之間、調(diào)度中心和電力設(shè)備之間、不同應(yīng)用之間、電網(wǎng)和發(fā)電設(shè)備以及用戶之間的無縫連接。

　　第四，電力系統(tǒng)運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)體系。電力系統(tǒng)是一個(gè)統(tǒng)一的整體，對于其運(yùn)行和控制需要考慮到頻率、電壓等諸多方面，因此有必要建立起一整套能反映電力系統(tǒng)運(yùn)行總體及各個(gè)方面情況的運(yùn)行指標(biāo)體系。這一指標(biāo)體系應(yīng)是一個(gè)多維度、能夠反映系統(tǒng)實(shí)時(shí)及未來一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)行趨勢的綜合指標(biāo)體系，可用于對電力系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)估，辨識(shí)系統(tǒng)運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié)和區(qū)域，以達(dá)到預(yù)警的目的。

　　第五，機(jī)器智能與人的智能結(jié)合。首要之處在于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與調(diào)度運(yùn)行人員有相同的控制理念。Smart-WAR其所依賴的理論基礎(chǔ)是以事件驅(qū)動(dòng)為內(nèi)核的，這和調(diào)度運(yùn)行人員的日常調(diào)度行為（基于事件進(jìn)行調(diào)度）高度一致，兩者有著同樣的控制理念；Smart-WAR在已有的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)可視化基礎(chǔ)上，采用“焦點(diǎn)+背景”等信息可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)可視化、事件可視化、控制命令可視化、操作指令可視化以及指令執(zhí)行情況可視化。