王成山 等:新型配电网中的软件定义技术理念及特征

1、配电网软件定义技术理念

2、配电网软件定义的形态架构

（1）基础层：由配电网基础的物理资源构成，其中包括一次电气装备和二次感知装置、通信链路与数据资源，是配电网能量流与信息流的真实载体。

（2）抽象层：从基础层资源聚合抽象而来的节点和路径，反映基础层各聚合体灵活运行与能量信息交互能力，作为以统一形态描述的软件定义控制界面。

图1 新型配电网的软件定义技术形态架构

（1）在运行层面消除各种分散灵活资源的物理差异

（2）融合配电网中各种信息化与数字化技术价值

（3）发挥配电网电气和信息层面的灵活协同潜力

（4）促进配电网边缘控制基础平台和环境的通用化

1）能量流的软件定义特征：

（1）抽象节点(集群聚合体)静态运行状态的定义

（2）抽象节点(集群聚合体)动态响应特性的定义

（3）抽象节点(集群聚合体)间能流路径的定义

2）信息流的软件定义特征：

（1）抽象节点(集群聚合体)运行功能的定义

（2）抽象节点(集群聚合体)计算任务的定义

（3）抽象节点(集群聚合体)间数据路径的定义

3）业务流的软件定义特征：

（1）根据运行目标优化抽象层定义策略

（2）动态激活节点功能协调完成复杂任务

（3）灵活修改抽象层定义策略适应时变场景

1）挑战性问题：

（1）面向新型配电网多类型主体的软件定义形态架构还有待建立

（2）实现配电网物理层多元要素的有效聚合与抽象表征面临挑战

（3）信息环节的约束在抽象层节点和路径的表征中不可忽视

（4）基于软件定义架构的多类型业务应用实现方法仍需探索

2）关键支撑技术举例：

（1）配电网差异化要素的聚合与多维表征技术

以边缘计算节点为核心统筹分散资源，采用统一模型进行整体描述，以之反映抽象节点的多维属性，并形成面向业务应用的通用化控制界面。对此，需要研究配电网多元复杂物理约束的统一融合建模方法，信息与物理特征融合的全属性特征提取与量化方法，以及考虑时变性和不确定性的聚合能力概率化、动态化计算与预测方法等。

（2）面向功能与性能定义的边缘就地资源组织与控制技术

由边缘计算装置作为抽象节点的物理载体，按照上层给出的功能、性能定义，按需组织本地资源，并将定义优化分解为物理设备控制指令。对此，需要研究分散资源的集群优化组织方法、多维属性目标定义下的就地协调控制方法，计及信息与算力约束的就地优化决策方法，以及数据驱动的轻量化、智能化就地控制方法等。

（3）能量流和信息流协同的软件定义运行技术

以抽象层为统一界面，按需配置不同抽象节点功能、性能等属性特征，定义节点间连接路径拓扑和属性，以此支撑配电网运行控制目标优化实现。对此，相关研究包括面向不同控制目标的抽象节点功能-性能协调定义方法、信息物理融合的配电网运行控制方法、边缘分布式组网与优化决策方法等。

（4）基于软件定义的配电网多元业务应用与实用化技术。

协调利用配电网软件定义技术提供的能量流、信息流、业务流灵活定义能力，支撑配电网潮流优化、电压控制、新能源消纳等业务功能实现。对此，可开展的研究包括面向多元业务应用的多维度协同定义实现方法、复杂时变场景下多模式运行优化方法、事件驱动的自适应优化方法等。