田广青

智能电网中的决策支持和人机接口技术

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1.半自治的代理
带有智能用户界面的协同代理的社会提供一种新的人机交互方式,那里的计算机成为一个智能的,主动的和有个性化的风格互补的合作者。界面代理是一种采用人工智能(AI)方法对某一用户的特定计算机应用提供主动帮助的计算机程序。基础软件具有从数据中学习,然后调整自己以更好地处理这些类型数据的特性。这项技术目前在麻省理工学院进行研发。

2.先进的模式识别和可视化方法
人工智能驱动的数据减少 – 现今电网运行中的改进受到所提供的数据极限的妨碍。通过改进遥感和测量,并集成通信,现代电网将基本上获得所有需要的数据。而新的挑战,将是减少这种数据量和格式,以使操作人员容易地理解这些数据。人工智能将被用来与先进控制方法结合使用,以尽量减少而不会失去操作人员所需要的信息数据量,并生成一个最有效的格式供操作人员/用户来理解。

彩色轮廓和动画 - 彩色轮廓和动画的使用,不仅可以提供运行人员的识别速度,而且可加快现时研发中的诊断速度。

快速刷新 - 在通信和处理器速度方面的进步,将能够快速更新和实时显示的状态,使运行人员能迅速了解快速移动的趋势。
语音识别 - 在这方面的进展将迅速增加识别速度和人机界面的有效性。
虚拟现实环境 - 虚拟现实技术将被应用到电网控制中心,它紧密地集成运行人员的“思想”和决策支持技术。

使用相量测量数据的区域稳定性存在(ROSE)技术, 可以为运行人员在线绘制一维或二维空间/图,并显示按电压约束条件、电压不稳定、热极限、流量闸门制动限制的安全运行区域。最佳缓解措施可用于在线扩展ROSE。ROSE技术将在1-2年内提供使用。

物理运行裕度(POM)执行超快速的电力潮流计算(40,000条母线的系统的计算机时间在0.5秒内),并提供“运行边界”的可视化工具。它还为运行人员生成列线图, 显示按电压约束条件、电压不稳定、热极限、流量闸门制动限制的安全运行区域。最佳缓解措施可用于在线扩展“运行边界”区域。POM技术现时可提供使用。


作为智能电网计划的一部分,美国电力科学研究院(EPRI)承担了输电系统快速仿真和建模(TFSM)项目,以制定一个基于实时数据建模特性的模拟和仿真系统的技术构想。TFSM将预感状态的改变,并在系统扰动期间及时提供响应,它包括预防、控制以及系统恢复的支持。在TFSM中包含的一个关键的概念,是结合需要控制的现代电网各个方面相关的不同时间帧的识别。 TFSM预计也处理现代电网的决策支持和人机界面的需求。在将来的决策支持的需求方面,TFSM项目将发挥关键作用。


3. 数字化天气预测
对在0-6小时时间的气象预报通常被称为“实况预报”。以“实况预报”定时的数据对所有变量来说是不相同的,特别是对那些候补的预报者。预测的范围是“今天”而不是“明天”。在此范围内,人类预报员仍具有通过计算机数字化天气预报(NWP)模型预报的优势。这项技术现时处于研究和开发阶段,预计将在3至5年内投入商用。

集合预报使用大量的预测来反映大气的初始状态的不确定性(由于观察数据的误差和不足的抽样)。预测中的不确定性然后通过所产生的各种不同的预测来评估。这项技术已显示在长期检测极端事件可能更好。这项技术处于研究和开发阶段,预计在3至5年内可提供商用。


4. 地理信息系统(GIS)
利用地理信息系统(GIS)作为一个显示“在什么位置”以支持决策支持的平台,已迅速成为一种有价值的工具。各种地理空间技术已经被集成到系统拓扑结构, 而其他企业范围内的流程和工艺, 用于诸如停电管理、输电阻塞等,让用户一看就理解的信息等的应用技术。地理空间技术目前已经上市。