前言

随着通信技术、测量技术、计算机科学与技术和控制理论与技术的发展，以及新的一次与二次设备(如FACTS设备、非线性优化镇定器NOPSS、分散的无功补偿器DSTATCOM、滤波器和PMUS等)在电力系统中的广泛使用，人们对当代和未来电力系统也有了更高要求和期望。国内外学者先后提出了数字电力系统［1］、智能电力系统［24］、智能调度控制中心、先进调度自动化系统(AEMS)和智能电网(smart grid)、微网(microgrid)等一系列概念来描述未来电力系统和电网的可能形态。

这些概念的提出已有时日，但对于数字电力系统与智能电力系统和智能电网之间的关系，它们的实质和定义，建设目的，以及怎样去实现等问题仍不十分清晰。本书提出智能电力系统是数字电力系统的初始阶段，是数字电力系统总概念中的一个子概念；并提出智能电力系统是具有多指标自趋优运行能力的电力系统。具有这种能力的电力系统自然是聪慧的(smart)、智能的(intelligent)。全书从概念、架构、理论基础、组成和工程实践等方面对智能电力系统以及其与奥巴马总统不止一次提出的智能电网(smart grid)的关系进行了较为系统的阐述。

第1章旨在阐明智能电力系统概念，阐述其主要结构及建设意义，同时对国内外相关研究工作做了简要介绍，希望就未来电力系统发展可能形态对读者有一个简要的交代。

第2章给出了实现上述目标所依托的基本理论，即电力混成控制论。针对如电力系统这一类超高维的非线性系统，现有的理论方法和技术皆难以支撑多指标趋优化控制的实现。本书作者的研究结果使这一长期苦苦在昏暗中探求的问题豁然开朗。智能电力系统需要采用基于事件驱动的多指标趋优化控制的理论和方法，以消除不满意状态为控制目的，让电力系统始终运行在足够满意状态下，从而实现系统的多指标自趋优运行。故可认为电力混成控制理论是使建设智能电力系统至少是智能调度目标得以实现的理论基础。

第3章及第4章介绍了智能电力系统基础设施和基础支撑平台。第3章主要介绍智能电力系统工程实现的基础设施，即数字化变电站、数字化发电厂和数字化线路等。它们一方面为全局共享提供数据来源，另一方面则为协同调控提供手段，是智能电力系统中不可或缺的“上行”和“下达”的构件。第4章介绍了基础通信平台和数据共享平台。基础通信平台是实现数据全局共享的物理传输平台，介绍了基础通信平台需求、实现所用架构及关键技术。数据共享平台是实现数据全局共享的逻辑传输平台，由通用数据访问接口、公用数据模型和数据交换单元构成。其中，通用数据访问接口实现了数据访问方式与应用之间的独立性；公用数据模型实现了数据表示与应用的独立性；数据交换平台实现了数据处理和数据存储位置的独立性，从而达成了数据结构的一致性，形成了数据共享机制，以实现业务的无缝连接。

[]前言智能电力系统与智能电网第5～7章介绍了实现智能电力系统所需关键技术。其中，第5章介绍了智能电力系统运行标准指标体系，所建立的这一标准指标体系用于评估电力系统是否处于多指标趋优运行状态。第6章介绍了事件分析与处理中的核心技术，即高可信度的状态估计技术和高收敛性的最优潮流技术。第7章介绍了智能电力系统可视化技术，这是机器智能与运行人员智能对接的窗口。

第8章向读者剖析了智能电力系统的工程实现亦即智能电力调度自动化系统(smarter EMS， SEMS)。其中，第8章介绍了SEMS的概念、组成、关键算法和实现方式。SEMS是世间最早诞生的一个智能电力系统的婴儿。为了不割断历史，这个婴儿还是沿用了他的“祖辈”称谓——EMS。他现在虽然还处于他的孩提时代，但他必将成长为受中国和世界所有电力系统欢迎和乐意接纳的宾客，并最终成为主人。SEMS基于电力混成控制理论，可实现系统的多目标自趋优化运行。

第9章介绍了目前学术界和工业界共同关注的一些智能电网相关的定义、内容和新技术，包括分布式能源技术、大储量长寿命储能技术、电网与用户互动新技术和配电网运行控制，特别是网络重构(自愈)新技术等。这些新技术的提出和发展丰富了配电网和用户侧的调控手段，提高了电力系统供电可靠性经济性和质量，增强了用户在电力供应中的交互能力，促进智能电力系统的发展。

总的来说，本书从理论与实战相结合的高度对电力系统的发展趋势尽可能科学地进行预估，提出了整体的解决思路、理论和方法，明示出电力系统调度自动化领域科技创新的方向，希望能为智能电力系统以及智能电网在我国的建设提供一条可行的途径。

本书是作者近年来在国家“973”项目、国家自然科学基金项目、国网公司和南网公司资助下从事智能电力系统及智能电网方面研究的阶段小结。

智能电力系统和智能电网是一门新兴的学科和工程实践领域，它的发展需要的是全国乃至世界有关学者和工程技术专家们的共同努力、创新和不懈的实践。

作者

2012年12月于清华园