盧強:發展電力帶動能源革命
因此未來的電網,我們不能主要依靠人來調度,必須要通過信息技術和計算機科學進行自動調控,實現全電力大系統的完全閉環。我國現在的調度是五級調度體系,上下聯系是靠打電話等傳統方式,一旦有大事故,可能來不及調控。
下面講一個多指標優化的問題,一件事情從“好”到“更好”到“好”,這在數學上屬于優化的范疇,智能電網的建立也屬于優化的范疇。優化分為兩種,一種是單指標優化,一種是多指標優化。電力系統的要求是安全、經濟、高電能質量等,所以電力系統的優化是多指標優化。電力大系統的多指標優化在數學上是一個巨形的變分問題,因為每臺發電機要用五至七階微分方程來描述,一萬臺發電機就是五萬至七萬階微分方程,再加上數萬個節點的上下限非線性代數方程組的約束條件,然后求一個極值的解析解,這在數學上是解決不了的問題。
當電力系統已經復雜到純數學無法解決的時候,我們要尋找一條新的思路。
我們提出了混成控制論,就是把人對電力系統的需求(安全、經濟、質量等)全部都集中起來,寫成多指標趨優化軟件放到控制系統中。
第三次工業革命提出的是信息科學與傳統科學相擁抱,因此我們要將電力系統的每一個發電廠、每一個重要節點的傳感器等獲悉的數據都集中到一個大數據庫里,各級調度機的SCADA單元從數據庫里取數據,取完后有一個去偽存真的過程,叫做狀態估計。然后用這些可靠數據與事先約定好的優狀態一一比對,如果差值大于預定值,就形成一件“事故”,這時候必須啟動控制。控制之前還需要測試一下,這個控制方案是否有效,如果效果好就可以控制發電廠、變電站、控制負荷、控制電動車的充放電、控制家用電器,控制后新的運行狀態產生了,新的數據如果符合優控制指標,就消除了事件。
所以變成一個簡單的理論:事件啟動控制,控制消除事件。整個這一切,人并沒有參加。
現在的通訊技術是能做到的,比如現在上海的調度,已經初步做到了。上海的調度員原來進行監控,現在變成了主要是監視。所以通訊和數學進入古典的電力系統,就產生了電力系統的第三次工業革命,產生了智能電力系統。
這個電力系統從本質上來講就是一部“機器人”。因為機器人的本質是人所創造的自動化機電系統,而且這個機電系統要服從人的原始意志。能做到多指標自趨優的就稱其為智能機器人。電力系統不是一般形態上的機器人,而是一個廣域機器人,所以我們要完成的任務是要把中國的電力系統建成一個智能廣域機器人,也就是我們的五級調度都要建立起智能調度系統。
記者:我們要建立的智能電網與國外有區別嗎?
盧強:奧巴馬先生提出的智能電網,主要是指相當于中國110千伏以下的電網,是配電網部分。而我們的大機組都是接到500千伏電網的,所以我們中國要建立的是智能電力系統和智能電網,并不僅僅是智能電網。現在上海大致實現了,原來上海的調度中心只有自動功率控制(AGC),沒有AVC,現在實現了智能,兩者協同控制,這就把上海電力系統發生事故的可能性,特別是電壓崩潰災難性事故發生的幾率顯著降低。受調度員歡迎的一個人機界面是動態地、實時地標注出運行點和穩定域邊界,如果有事故,調度機會自動給出和執行控制策略。調度員還有權進行手動調整。
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