基于信息网络综合传输的电力系统运行与控制

基于信息网络综合传输的电力系统运行与控制摘 要：网络为电力系统的运行与控制提供了崭新的空间，同时也带来了巨大的挑战。网络化是电力二次设备继数字化（微机化）以后的在一个较长时间内起主导作用的主题。文中针对基于网络的电力系统运行与控制系统（PNCS）的一些相关问题进行了讨论，包括进展展望、讨论工作现状和有待解决的问题等。关键字：网络化控制 电力系统运行与控制 信息传输 智能二次设备 二义性 1 引言 现代大型电网的安全控制是一个未能很好解决的复杂问题，2025 年的美加大停电便是例证，美国《技术评论》杂志已将其列为九个开拓性的新兴科技领域之一。电力系统中现有的各种控制系统（如继电保护、综合自动化、功角稳定控制、无功电压控制）之间相互独立，且大多数采纳点对点式的专线通信方式。如将基于网络的控制系统（Networked Control System，NCS）技术引入电力系统，可望为解决大系统的安全控制问题提供一条崭新的途径。 NCS 系指在控制系统的信息传输途径中含有网络成分，有些文献也称其为网络化控制，或网络环境下的控制。NCS 具有可靠性高、控制灵活、易于维护、扩展方便等众多优点，一经提出便已在众多领域中得到了广泛应用，如网络化家电、基于网络的智能制造等。 NCS 的巨大优越性使其必定也会在电力系统中得到更广泛的应用。但建设专用网络的投资巨大，不太可能为各种特定的功能建设各自独立的网络，各种控制信息及电力系统的其他运行信息运行于同一电力信息专用网络平台上的可能性比较大（也可能将公用网络纳入电力信息网络中，以实现某些特定信息的传输，或作为某些运行情况下传输某些信息的备用）。本文称这样的电力信息专用网络平台及其所联的各种电力二次设备，为基于网络的电力系统运行与控制系统（PNCS）。 PNCS 的实现可显著简化控制设备的连接方式，实现各种异构控制设备的网络集成和信息共享，使全局稳定控制和全局继电保护等一些崭新的控制功能成为可能，它的进一步进展可能会模糊现有电力系统控制设备之间的界限。但电力系统各种控制设备的信息差异很大，通过网络传输控制信息将存在时延不确定、路径不确定、数据包丢失、信息因果性丧失等问题，在实际应用 PNCS 前必须从理论上解决这些问题。目前还没有学者明确提出就该问题进行系统的讨论。解决上述共性问题、掌握基于网络的电力系统控制的标准和协议，将是我们在新一代电力系统控制设备竞争中面临的一大挑战。 在过去的一段时期内...