3、电力系统的现状与未来：ICT的潜力与挑战

电力系统的现状与未来：ICT的潜力与挑战

1. 电力行业的基础与目标

电力行业的发展面临着诸多挑战与机遇，理解其当前的基础架构和目标对于探索未来的发展方向至关重要。
- 系统本质与工程原则 ：电力系统问题具有系统性，需理解当前大规模电网运行和规划范式的系统层面，包括其架构的基本特征。这有助于将问题视为具有明确性能目标的复杂工程系统，也能帮助识别系统可能出现故障的情况。
- 当前电力网络的物理架构
- 网络构成 ：电力系统是将电源（发电机）与用电点（负载）相互连接的大规模网络。其互联结构的演变受多种因素影响，如大型发电厂常远离负荷中心、各公用事业公司相对独立供电、为提高可靠性而相互连接等。
- 电压层次 ：电网具有多个电压等级，通过升压和降压变压器转换。形成了超高压（EHV）网状输电骨干网络和靠近用户的较低电压配电网，配电网通常呈辐射状结构。
- 区域与控制 ：大型区域互联电网在水平方向上由多个公用事业公司组成，每个公司有自己的供电目标。在垂直方向上，每个公司通常集成了发电、输电和配电网络的运营。
- 规划与运行性能目标
- 总体目标 ：传统电力系统的总体目标是在可靠性约束下最小化总成本。但由于系统动态性、用户需求难以预测、设备状态不确定以及电网所有权分散等因素，实现这一目标具有挑战性。
- 面临挑战 ：电力行业的设计和运营在很大程度上依赖于各