改进自愈软件决策系统

“自愈”系统的“2-3-6”框架是由密切联系的2环控制逻辑、3层控制结构、6个控制环节组成，是电网自愈控制实现分布自治性、广域协调性、工况适应性的基础组织架构。

1.2环控制逻辑

电网自愈控制尊重电网动态过程快速性的事实，承认局部控制保护快速性与电网全局控制方案慢速性的矛盾，实事求是地设计了慢速全局响应环和快速局部控制环的2环控制逻辑，如图3-4所示。

采用这种2环控制逻辑设计时，局部控制环具有毫秒／秒数量级的响应速度，对应于控制保护装置和发电厂／变电站自动化系统，采取全局控制方案与局部控制功能协调的方法，执行具体的控制保护行动。全局响应环具有分钟以上数量级的慢速方案形成过程，位于电网调度控制中心。

图3-42 环控制逻辑

2.3层控制结构

如图3-5所示，3层控制结构由相互衔接的局部的反应层、高端的决策层、中间的协调层组成。

1）反应层（毫秒／秒数量级）：位于局部控制环，具有分布自治性和行动及时性，实现采集测量和控制行动两个基本功能。

图3-5 三层控制结构

2）决策层（分钟／小时数量级）：位于全局响应环，具有很强的工况适应性，实现工况评价和控制决策两个基本功能。

3）协调层（秒数量级）：在反应层与决策层之间，位于全局响应环，具有广域协调性，衔接全局与局部，实现全局与局部的速度协调和功能协调。

采用这种3层控制结构设计，通过中间的协调层解决全局控制方案与局部控制保护之间速度之间的矛盾。

3.6个控制环节

如图3-6所示，沿信息流方向，在3层控制结构上有采集测量、监视协调、工况评价、控制方案、部署协调、控制行动6个控制环节。

图3-66 个控制环节(www.xing528.com)

1）采集测量环节：位于反应层，依托局部的测量装置或自动化系统，实现稳态测量（如RTU）、动态测量（如PMU）、关键装备状态测量、电网运行事件采集等采集测量功能。

2）监视协调环节：位于协调层，以采集测量环节为基础，实现反应层与决策层之间的信息流速协调功能、电网基本的监视功能。信息流速协调将毫秒／秒数量级的实时断面信息转变为大量断面信息组成的分钟数量级的过程信息，使决策层来得及响应，是监视协调环节的重要功能。

3）工况评价环节：位于决策层，以监视协调环节上传的电网实时信息为基础，采用面向过程的方式，对电网实时运行工况的脆弱性进行评价。

4）控制方案环节：位于决策层，以工况评价环节的脆弱性评价为基础，采用电网深度计算分析方法，制定适应性控制方案。

5）部署协调环节：位于协调层，以控制方案环节为基础，将电网控制方案解析为控制保护装备可以执行的行动指令或逻辑控制条件。

6）控制行动环节：位于反应层，其控制保护任务是：①根据部署协调环节下达的控制保护指令，执行全局控制保护任务；②执行局部控制保护功能。

在这种“2-3-6”控制框架设计下，电网自愈控制体系是分层分布控制体系，由相互嵌套和衔接的3部分组成：位于局部反应层的发电厂和变电站自动化系统；位于电网调度控制中心、处于协调层的电网监控系统（如SCADA／WAMS）；在电网监视系统之上，处于决策层的评价决策系统（如EMS及其完善发展）。3种系统自下而上构成基础，有机结合起来组成传统电网自愈控制系统，如图3-7所示。

随着电网通信网络的不断完善和IEEE1588精确对时协议在电网通信网络中的广泛应用，电网的全局控制同样可以做到快速控制。这与以往的网络通信延时相比，可谓是质的飞跃。从这个角度来讲，“2-3-6”框架把两个控制环锁定在全局（慢速）控制环和局部（快速）控制环有其不尽合理的地方。同样，电网自愈控制方案不仅仅包含基于全局量测量的控制方式，还包含基于局部量测量的控制方式。另外，“2-3-6”框架的6个控制环节中，监视协调（位于协调层）的说法也不尽合理，而部署协调也应该在高级应用层面，而不应该在协调层。况且，该6个环节中忽略了配电网实现自愈的几个最重要因素，如电网实时预测、快速仿真与模拟、电网优化等。再者，考虑到智能装置本身就具有部分决策能力，将决策层作为最高层也有其不完善之处。

图3-7 电网自愈控制系统

针对“2-3-6”自愈框架理论本身的不足，改进的电网自愈控制分层框架体系如图3-8所示，该框架体系把智能电网自愈控制分为系统层、过程层、高级应用层。

图3-8 改进的电网自愈控制的分层框架体系

1）系统层由电网智能装置组成，是配电网的物理层，其智能化程度越高，则支持配电网实现自愈的能力就越强。

2）过程层是中间层，由地方智能体组成，包括双向通信、预定义控制、局部监视、数据集中、条件优先控制等。其中，预定义控制能够被事件所快速触发，不经过高级应用层控制，具有较快的执行速度，包括局部保护、微网自动形成与控制、FACTS装置自动投入等；条件优先控制由用户设定，具有最高优先级，且不经过高级应用层控制，在满足一定的条件下，能够快速执行，保证电网和人员的安全和重要用户的可靠供电；局部监视用来监视区域配电网或重要装置的运行状态；数据集中收集系统层的各种数字量和模拟量，进行预处理，由过程层共享，并通过双向通信把高级应用层和系统层联系起来。

3）高级应用层由决策支持智能体和控制应用智能体组成。决策支持智能体通过利用来自过程层的数据，对电网存在的安全隐患和即将发生的事件进行实时预测，并进行持续工况评价。快速仿真是基于数据应用的高级软件平台，为配电网提供决策支持，并将结果进行可视化展现。控制智能体包括控制方案的形成、最佳控制方案的确定、进行局部和全局控制协调、进行电网优化和安全控制协调等。一般采取的控制手段可以采取以下形式或部分形式的组合，但并不局限于此：潮流控制或优化、变压器分接头调整、负荷需求侧管理、储能装置投入、分布式发电单元或可再生能源投入、保护动作、FACTS装置投入、电网拓扑重构、储能装置充放电控制、电动汽车充放电、为用户提供最佳用能建议等。

改进的电网自愈控制的分层框架体系包含但不限定于“2-3-6”框架的内容，能够很好地协调局部和全局控制、电网优化和安全控制（预防校正、紧急恢复、检修维护控制等），既能通过高级应用层实现集中控制，又能通过过程层实现局部控制，它是实现配电网自愈控制的分布自治、广域协调、工况适应、重视预防的基础组织架构。