信息物理融合電力系統網絡化控制研究

單 政

（江蘇省電力公司檢修分公司，211102）

信息物理融合電力系統網絡化控制研究

單 政

（江蘇省電力公司檢修分公司，211102）

傳統電力系統研究與信息系統演技在理論與方式上面都存在較大差異，因此在電力系統現有結構上面難以對于信息系統深入性分析，進而提高電力系統分析與控制水平。信息物理融合電力系統網絡化控制主要優勢就是促進電網智能化建設，提高電力系統安全穩定性能。

智能電網；信息物理融合系統；電力信息物理融合系統

前言：近幾年，節能減排及信息技術快速發展過程中，電力系統真正經歷一次本質性改革。智能電網已經成為現在電力企業與研究人員主要關注的課題。智能電網建設主要優勢就是充分利用可再生能源，優化電力系統調度，讓用戶都參與到電力系統中。同時，智能電網與傳統電力系統相比較，安全性及可靠性等等功能有顯著提升。

1　電力信息物理融合系統的建模理論

1.1智能電網環境下的信息系統影響

傳統電力系統在系統分析及控制方面對于電力信息系統的影響并沒有一個十分準確的標準，正常情況下都會直接默認電力信息系統內信息的準確及可靠。現在，電力系統控制對象主要由三種，分別是水火電機組、保護裝置與無功補償補償，所需要控制設備數量并不多，同時控制一般通過本地信息就可以細線，電力通信網絡所需要承受的信息傳輸任務較低。同時現在電力通信網絡是排除在電力系統之外的專業網絡，與外部接口數量較少，擁有良好的可靠性與安全性。

智能電網內包含大量的傳感裝置，并且數據傳輸任務較大，都已經遠遠超高電力系統在信息傳輸與處理上面的功能。這也就是表示智能電網對于通信網絡與計算系統依賴較大。要是從成本角度分度，智能電網終端可能性的方式就是借助共同網絡，但是通信延遲或者是信息系統安全性問題就難以保證，對于智能電網運行造成較大影響。想要提高智能電網安全性與可靠性，首先就需要提高設備網絡化控制，讓電力系統更加依賴信息系統。

1.2電力系統與電力信息系統的統一建模方法

正常情況下，電力信息系統主要分為三個部分，分別是計算、通信與傳感，，分別承擔著信息處理、傳輸及采集的功能。這三個部分決定了電力系統整體運行性能。

電力信息系統模型與電力系統大致相同，也分為穩態模型與動態模型兩種，主要對于代數方程組與微分方程組進行描述。信息系統建模與傳統電力系統建模之間的差異主要表現在，信息系統經常屬于零散狀態，因此需要在信息系統中融入有窮自動機。

2　電力信息系統的穩態分析

通信網絡系統所具有的信息流量要遠遠小于其在交換機傳輸上面的最大限額，并且系統要是沒有出現任何故障，信息系統運行十分穩定。對于通信網絡線路特點分析之后發現，任何一個數據包內都包含較多的傳輸途徑，因此正常情況下，信息系統內部存在多個穩態節點。對于電力信息系統穩態分析主要就是希望能夠找到最佳穩態節點。

通信領域已經對于最優路由問題沖鋒衣你就，并且將研究重點放在求解算法及不確定方面，，最常使用的優化方法有兩種，分別是傳統圖論算法方法與數學規劃方法。其中傳統圖論算法包含兩種算法，分別是Dijkstra算法與Bellman-Ford算法；數學規劃方法也包含兩種規劃方式，分別是線性規劃與整數規劃。這些方式都可以直接應用在電力信息物理融合系統分析上面。

3　電力信息物理融合系統的混合控制方法

智能電網在實際運行過程中，對于通信網絡有著較高的依賴性，不同設備之間需要相傳傳輸信號。因此，智能電網具有十分典型的網絡化控制結構。從另一個方面，還需要充分考慮帶通信網絡自實際運行中可能出現的故障或者是問題，網絡化控制在實際應用中能夠降低電力系統運行穩定想。智能電網運行狀態下，最佳的控制方式就是混合控制，也就是網絡化控制與本地控制同時應用。

網絡化控制系統主要指的是控制器、傳感器等設備在網絡上面的分布情況，并且相互之間溝通必須通過通信網絡的控制系統。網絡化控制系統是近幾年對于控制研究上面十分熱點的課題。筆者在對于大量控制領域研究文獻研究之后發現，通信網絡要是出現阻塞，就會造成信息傳輸延遲或者是丟失問題，對于控制系統運行具有嚴重影響，甚至還有可能直接造成控制系統癱瘓。

在解決通信網絡存在的信息傳輸延遲及丟失問題，最長使用的方法有兩種。第一種使用解析方法評估系統，判斷出數據在傳輸過程中可能出現丟失或者是延遲的可能性，判斷通信系統是否能夠穩定運行。第二種為延遲及丟失補償，延遲及丟失補償核心觀念就是在隨意一個時間段上，控制系統不僅僅能夠對于控制信號進行計算，還能夠對于電力系統為了幾個時間所出現的控制信號進行計算，并且將計算結果全部傳輸到執行器終端上。控制信號信息要是沒有傳輸到執行器總段上，執行器就會立即發展執行指令。正常情況下，執行器總段運行狀態都是同步，但是執行器終端要是沒有接受到控制信號，就會立即轉變為中斷運行狀態，發出針對性的執行命令，一直到接受到控制信號為止。

4　結論

到現在為止，電力系統與電力信息系統研究還是相對獨立開展，現在電力系統研究所得出的分析控制方式并不適合應用在電力信息系統上面，這也是限制智能電網建設的重要因素。在這種背景之下，本文提出了電力信息物理融合系統，并且對于該系統基礎理論及方法簡單分析，探索電力信息物理融合系統在分析及控制等等方面的問題。電力信息物理融合系統主要目的就是提高信息系統與電力系統之間的結合，促進智能電網建設。

[1]郭慶來,辛蜀駿,孫宏斌,王劍輝.電力系統信息物理融合建模與綜合安全評估:驅動力與研究構想[J].中國電機工程學報,2016,06:1481-1489.

[2]韓宇奇,郭嘉,郭創新,黃瀚.考慮軟件失效的信息物理融合電力系統智能變電站安全風險評估[J].中國電機工程學報,2016,06:1500-1508.

[3]湯奕,王琦,倪明,梁云.電力信息物理融合系統中的網絡攻擊分析[J].電力系統自動化,2016,06:148-151.

[4]彭思成,劉滌塵,廖清芬,曾正,徐業琰,楊錚,田園園,唐飛.分布式新能源接入能源互聯網的信息物理廣域關聯接口[J].中國電機工程學報,2016,08:2131-2141.

Research on Networked Control of power system based on information fusion

Shan Zheng
（Jiangsu electric power company maintenance branch，211102）

The traditional power system research and information system performance there is a big difference in the above theory and method,so the current structure of power system for in-depth analysis to above information system,and improve the level of power system analysis and control.Information physical integration of power system network control is the main advantage of the promotion of intelligent power grid construction, improve the security and stability of power systems.

smart grid;information fusion system;power information fusion system