信息物理融合电力系统网络化控制研究

单 政

（江苏省电力公司检修分公司，211102）

信息物理融合电力系统网络化控制研究

单 政

（江苏省电力公司检修分公司，211102）

传统电力系统研究与信息系统演技在理论与方式上面都存在较大差异，因此在电力系统现有结构上面难以对于信息系统深入性分析，进而提高电力系统分析与控制水平。信息物理融合电力系统网络化控制主要优势就是促进电网智能化建设，提高电力系统安全稳定性能。

智能电网；信息物理融合系统；电力信息物理融合系统

前言：近几年，节能减排及信息技术快速发展过程中，电力系统真正经历一次本质性改革。智能电网已经成为现在电力企业与研究人员主要关注的课题。智能电网建设主要优势就是充分利用可再生能源，优化电力系统调度，让用户都参与到电力系统中。同时，智能电网与传统电力系统相比较，安全性及可靠性等等功能有显著提升。

1　电力信息物理融合系统的建模理论

1.1智能电网环境下的信息系统影响

传统电力系统在系统分析及控制方面对于电力信息系统的影响并没有一个十分准确的标准，正常情况下都会直接默认电力信息系统内信息的准确及可靠。现在，电力系统控制对象主要由三种，分别是水火电机组、保护装置与无功补偿补偿，所需要控制设备数量并不多，同时控制一般通过本地信息就可以细线，电力通信网络所需要承受的信息传输任务较低。同时现在电力通信网络是排除在电力系统之外的专业网络，与外部接口数量较少，拥有良好的可靠性与安全性。

智能电网内包含大量的传感装置，并且数据传输任务较大，都已经远远超高电力系统在信息传输与处理上面的功能。这也就是表示智能电网对于通信网络与计算系统依赖较大。要是从成本角度分度，智能电网终端可能性的方式就是借助共同网络，但是通信延迟或者是信息系统安全性问题就难以保证，对于智能电网运行造成较大影响。想要提高智能电网安全性与可靠性，首先就需要提高设备网络化控制，让电力系统更加依赖信息系统。

1.2电力系统与电力信息系统的统一建模方法

正常情况下，电力信息系统主要分为三个部分，分别是计算、通信与传感，，分别承担着信息处理、传输及采集的功能。这三个部分决定了电力系统整体运行性能。

电力信息系统模型与电力系统大致相同，也分为稳态模型与动态模型两种，主要对于代数方程组与微分方程组进行描述。信息系统建模与传统电力系统建模之间的差异主要表现在，信息系统经常属于零散状态，因此需要在信息系统中融入有穷自动机。

2　电力信息系统的稳态分析

通信网络系统所具有的信息流量要远远小于其在交换机传输上面的最大限额，并且系统要是没有出现任何故障，信息系统运行十分稳定。对于通信网络线路特点分析之后发现，任何一个数据包内都包含较多的传输途径，因此正常情况下，信息系统内部存在多个稳态节点。对于电力信息系统稳态分析主要就是希望能够找到最佳稳态节点。

通信领域已经对于最优路由问题冲锋衣你就，并且将研究重点放在求解算法及不确定方面，，最常使用的优化方法有两种，分别是传统图论算法方法与数学规划方法。其中传统图论算法包含两种算法，分别是Dijkstra算法与Bellman-Ford算法；数学规划方法也包含两种规划方式，分别是线性规划与整数规划。这些方式都可以直接应用在电力信息物理融合系统分析上面。

3　电力信息物理融合系统的混合控制方法

智能电网在实际运行过程中，对于通信网络有着较高的依赖性，不同设备之间需要相传传输信号。因此，智能电网具有十分典型的网络化控制结构。从另一个方面，还需要充分考虑带通信网络自实际运行中可能出现的故障或者是问题，网络化控制在实际应用中能够降低电力系统运行稳定想。智能电网运行状态下，最佳的控制方式就是混合控制，也就是网络化控制与本地控制同时应用。

网络化控制系统主要指的是控制器、传感器等设备在网络上面的分布情况，并且相互之间沟通必须通过通信网络的控制系统。网络化控制系统是近几年对于控制研究上面十分热点的课题。笔者在对于大量控制领域研究文献研究之后发现，通信网络要是出现阻塞，就会造成信息传输延迟或者是丢失问题，对于控制系统运行具有严重影响，甚至还有可能直接造成控制系统瘫痪。

在解决通信网络存在的信息传输延迟及丢失问题，最长使用的方法有两种。第一种使用解析方法评估系统，判断出数据在传输过程中可能出现丢失或者是延迟的可能性，判断通信系统是否能够稳定运行。第二种为延迟及丢失补偿，延迟及丢失补偿核心观念就是在随意一个时间段上，控制系统不仅仅能够对于控制信号进行计算，还能够对于电力系统为了几个时间所出现的控制信号进行计算，并且将计算结果全部传输到执行器终端上。控制信号信息要是没有传输到执行器总段上，执行器就会立即发展执行指令。正常情况下，执行器总段运行状态都是同步，但是执行器终端要是没有接受到控制信号，就会立即转变为中断运行状态，发出针对性的执行命令，一直到接受到控制信号为止。

4　结论

到现在为止，电力系统与电力信息系统研究还是相对独立开展，现在电力系统研究所得出的分析控制方式并不适合应用在电力信息系统上面，这也是限制智能电网建设的重要因素。在这种背景之下，本文提出了电力信息物理融合系统，并且对于该系统基础理论及方法简单分析，探索电力信息物理融合系统在分析及控制等等方面的问题。电力信息物理融合系统主要目的就是提高信息系统与电力系统之间的结合，促进智能电网建设。

[1]郭庆来,辛蜀骏,孙宏斌,王剑辉.电力系统信息物理融合建模与综合安全评估:驱动力与研究构想[J].中国电机工程学报,2016,06:1481-1489.

[2]韩宇奇,郭嘉,郭创新,黄瀚.考虑软件失效的信息物理融合电力系统智能变电站安全风险评估[J].中国电机工程学报,2016,06:1500-1508.

[3]汤奕,王琦,倪明,梁云.电力信息物理融合系统中的网络攻击分析[J].电力系统自动化,2016,06:148-151.

[4]彭思成,刘涤尘,廖清芬,曾正,徐业琰,杨铮,田园园,唐飞.分布式新能源接入能源互联网的信息物理广域关联接口[J].中国电机工程学报,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