面向专网的信息能源协同关键技术研究

随着双碳战略的落地,移动网络方案不仅要实现依据业务变化的特点进行网络方案的制定与优化,也需要结合能耗与业务需求多种目标,进行精准规划及优化,从而在提升网络建设投资精准度的同时实现绿色低碳网络,因此提出了一种基于NP-MAPPO算法的端网协同优化方案,通过同时降低组网环境中基站及终端的能耗实现绿色组网方案,根据得到的奖励值收敛曲线,所提算法相较于IPPO及MADDPG能探索到更高的奖励值,相较于MAPPO能更快地达到收敛。

通信信息能源技术在铁路行业应用研究

本文以国家双碳战略及产业融合思路为背景,结合铁路行业站点痛点及建设需求,分析多种问题模型,利用通信行业信息能源技术进行研究,提出适配于铁路行业的解决方案。以新型信息能源节能产品替代传统建设模式,并进行效益对比,促进产业技术升级,推动高新技术融合发展并应用到生产建设中。

信息能源系统的信-物融合稳定性分析

尽管信息物理系统的稳定性已经得到了广泛的研究,但大部分的学者皆关注于通信网络延时或攻击下的信息物理系统的稳定性问题,无网络通信的信息物理系统的信物融合稳定性分析策略亟待提出.其中,内嵌数字控制系统的并网逆变器系统是一种最简单、最典型的信息能源系统.同时,从效率的角度出发,逆变器的开关/采样频率总是选择尽可能低的频率,其势必产生系统固有延迟时间(控制理论中称为时间延迟).这种延迟时间往往容易引起系统的低频/次同步振荡,弱电网将加剧此现象.为此,提出一种信息能源系统的信-物融合稳定性分析技术.首先,基于柏德近似方法,建立了具有等效延迟时间的信息物理系统阻抗模型.该等效延迟时间由三部分组成,即信息/物理层的采样延迟时间、信息层的计算延迟时间和物理层的脉宽调制延迟时间,其有效地反映了信息-物理相互融合作用的影响.进而设计了稳定禁止区域判据,利用空间映射使开关/采样频率求解过程转化为Hurwitz矩阵辨识问题.在这些空间映射的基础上,最小开关/采样频率通过自适应步长搜索算法获得.最后,仿真和实验结果验证了该方法的有效性.

新一代信息能源系统:能源互联网

"互联网+"技术正逐渐渗透能源行业,并推动智能电网与能源网深度融合。从多耦合能量流的随机动态特性、广域互联网信息资源的整合能力、能量-信息流的互作用特性3个方面分析智能电网与能源网融合背景下,能源互联网所构建的新一代信息能源系统(CES)的形态特征;并以CES建模、系统分析方法、控制方法 3个核心技术为对象,概述CES在智能电网中的发展概况,进而提出相关核心技术在新一代CES中的发展挑战。

从“信息–能量”基本关系看信息能源深度融合

信息系统作为当前社会经济数字化转型的基础设施,其对物质世界的细粒度管控是以能耗为代价的。随着数字化转型发展的加速,信息系统的可持续性和供电系统效率已经面临巨大压力。该文从自然界"物质–信息–能量"的基础三元关系出发,初步探讨信息系统的可持续性、信息能量的基本互换关系、计算功耗构成及软件功耗模型,进而提出和论述信息系统是一种"数字电网"和信息负荷调度能力是一种"新型发电能力"的观点,通过广域信息负荷与电力负荷联合调度达到信息系统的可持续发展和大电网安全稳定运行,为未来高弹性电力系统的建设提供了一种新的思路。

比特驱动的瓦特变革-信息能源系统研究综述

采用科学知识图谱的方法系统梳理了信息能源系统研究的整体概况,以数据和知识混合驱动的方式展现了信息能源系统专业领域的热点领域和学术链条,并聚焦4个重点研究领域:优化调度、一致控制、用户驱动的优化管理、信息能源深度融合系统.在共被引分析基础上,依据文献重要性和贡献度人工筛选出高影响力文献,梳理了信息能源系统研究演化发展趋势.分析表明,当前信息技术作为有力的支撑驱动了能源系统的发展,但信息与能源之间的联系仍不够紧密,对能源数据价值的充分挖掘等问题亦需进一步研究.

分布式信息能源系统理论与应用专题序言

分布式信息能源系统(Distributed cyber energy system, DCES)是能源互联网(Energy internet, EI)顺应新时代、新机遇与新挑战的产物,是能源发展的新阶段与新形态.能源作为信息的载体催生出海量能源数据,而信息技术的发展又将反哺能源网络的改造和升级. DCES通过信息流与能量流的交互影响,实现能源互联网的计算、优化、控制与管理的深度融合,以安全、高效、可靠和实时的方式感知与管控能源系统,实现多能源系统之间的自治与协作.

含电动汽车集群调频的信息能源系统谱特征和稳定性评估

文中研究电动汽车(EV)集群参与调频的信息能源系统稳定性,提出了一种含EV集群调频的信息能源系统谱特征和稳定性评估方法。首先,考虑电力系统(物理)和通信(信息)环节,建立包含EV集群参与调频的信息能源系统分析模型;其次,利用无穷小算子变换技术,将含物理-信息环节的调频系统谱转换成无穷小算子的谱,消除难以处理的超越项。基于用户需求,综合考虑准确度与速度指标,选择切比雪夫离散化方案对无穷小算子进行离散化,进而生成有限维近似矩阵,通过近似矩阵特征值的求解和牛顿迭代校正,得到调频系统临界特征值及其特征向量,用于评估分析系统特定状态下的稳定性。在此基础上,进一步构建含EV集群调频的信息能源系统稳定域,用于多方位评估时滞对系统稳定性的影响。最后,通过实例验证了所述方法的有效性。

信息能源危机与经济增长的关系演化研究

信息能源危机阻碍了经济的发展。本文通过问卷调查方式收集国内互联网平台数据,设计信息能源危机题项,验证了信息能源危机与经济增长的关系,并构建两者的系统动力学关系模型,研究其演化情况。

信息能源系统自-互-群立体协同优化方法

可再生能源高速发展、信息智能技术深度融合以及终端用能的多样化需求使得能源生产、分配及消费形式都呈现出时空异步、信能融合、多能互补以及智物协同的新趋势,这使得终端信息能源系统的平衡、协同、管控必须与之相适应。根据终端、拓扑网络以及综合能源管理云平台的特性,该文首先设计了自适应嵌入式信息能源智能终端,提出基于有限智能需求的边缘智能策略,以及多智能终端之间互协作策略,最终基于云平台提出拓扑网络与云平台纵向联合能源调配方案。构建了端-网-云立体协同架构以及自-互-群的立体管控策略,实现了综合能源系统不同层级资源协同优化调度,保障大规模动态信息能源系统的安全高效运行。

分布式信息能源系统的耦合模型、网络架构与节点重要度评估

分布式信息能源系统是能源互联网发展的新阶段和应用的新形态,也是信息和能源深度耦合的分布式复杂信息物理系统。该文在研究电网与电力通信网的耦合网络模型的基础上,借鉴复杂网络理论,采用相关系数法和关联矩阵法建立以能源路由器为节点的分布式信息能源系统网络架构;结合信息流和能量流的不同业务特征,建立考虑双网耦合标度的网架节点重要度评价指标体系,提出一种可由客观因素修正主观赋权的多指标综合评价方法;仿真验证表明通过节点重要度计算可有效优化系统骨干网架的搜索过程,确保覆盖重要度高的节点及关键线路,进而验证节点重要度评估机制的可行性及合理性。

“分布式信息能源系统”专题特约主编寄语

分布式信息能源系统(distributed cyber energy system,DCES)是能源互联网(energy Internet,EI)顺应新时代、新机遇与新挑战的产物,是能源发展的新阶段与新形态。能源作为信息的载体催生出海量能源数据,而信息技术的发展又将反哺能源网络的改造和升级。DCES通过信息流与能量流的交互影响,加强能源互联网的计算、优化、控制与管理的深度融合,以安全、高效、可靠和实时的方式感知与管控能源系统,实现多能源系统之间的自治与协作。

压延车间能源信息采集关键技术研究与系统实现

结合铝箔压延车间的工艺流程以及能耗数据特点,提出了一套基于物联网的压延车间能源信息采集系统。针对采集过程中遇到的能耗数据缺失问题,设计了一套缺失数据处理流程,其中利用到了WOA-CNN-LSTM混合神经网络算法来插补缺失数据。系统的开发采用了MQTT协议、JAVA语言及SpringBoot框架等技术。实现了对生产流程的能源信息采集、统计与监管,改善了压延车间能源信息采集过程中的数据缺失问题,提高了数据准确度。

基于模糊聚类分析的能源产业信息自动挖掘建模研究

针对当前能源产业信息挖掘结果完整性差的问题,提出一种基于模糊聚类分析的能源产业信息自动挖掘建模方法。在模糊聚类分析算法中引入核学习算法,添加Gaussian核函数,搭建核模糊分析算法。确定核模糊分析算法的初始聚类中心,利用粒子群优化算法优化初始聚类中心,根据优化的初始聚类中心建立能源产业信息自动挖掘的目标函数,获取适应度值。根据适应度值与目标函数选择最佳个体,求解最佳个体的聚类有效性函数,解码输出聚类有效性函数最大时所对应的最优聚类数量与对应的聚类中心,以此搭建能源产业信息自动挖掘模型。实验结果表明,该模型可有效挖掘能源产业信息,在数据集规模不同的情况下该模型的调整兰德系数均较高,挖掘结果的完整性较高,自动挖掘效果佳。

大数据驱动的电力能源信息采集处理系统与应用实践

随着智能电网的迅速发展,电力系统中的用电数据量不断增加,导致电力能源信息的采集和数据分析变得越来越具有挑战性。为提高电力系统管理和控制的效率,文章采用分布式架构、大数据云平台和反向传播(Back Propagation,BP)神经网络算法等分析方法,高效处理用电数据。设计一个包括大数据云平台、中间库、生产库和物联网平台等组件的整体系统,以确保数据的安全传输,优化线损治理方案,解决负荷预测问题。本研究为电力系统的智能化发展提供了有效的指导,并为未来电力行业的发展奠定了坚实的基础。

能源互联网——信息与能源的基础设施一体化

能源是人类生存发展的重要物质基础,能源互联网作为未来可能的能源可持续发展解决方案正逐渐成为研究的热点和潮流。阐述了能源互联网的概念和特征,提出其基本架构,并从广域网,局域网和基础设施三个层面讨论信息与能源的基础设施一体化建设。综述了国内外能源互联网技术的发展现状,提出了能源路由器作为信息与能源的基础设施一体化的解决方案,并对基于能源路由器的能源互联网应用场景给出了详细描述。

基于云平台的综合能源信息服务框架设计

目前设计综合能源信息服务框架难以综合分析能源能量流动平衡问题,导致服务框架运行过程中能耗和运行成本过高,需求响应和运维状态难以满足运行要求。为了解决上述问题,基于云平台设计一种新的综合能源信息服务框架。在系统架构中设置一个上层代理和多个下层代理,同时运行下层代理中的中心代理、数据求解代理、综合能源区域控制代理和综合能源多区域管理代理实现协同优化。通过协议模块、采集模块、储存模块、服务模块和展示模块组成技术架构,利用边缘层和感应层组成云平台架构。计算电力能量、天然气能量、热力能量、其他综合能量的流动平衡,根据能量平衡计算结果实现服务数据控制。实验结果表明,基于云平台的综合能源信息服务框架能够很好地降低运行能耗,节约运行成本,对用户终端的需求响应低于0.01s,运维状态能够很好地满足运行要求。

碳排放“双控”背景下建筑合同能源管理模式信息系统架构设计

建筑碳排放强度控制和总量控制对传统的合同能源管理业务提出了更高的要求,能源和碳排放数字化在建筑能源管理系统的内容、应用维度上的功能性和业务完整性将逐渐变得丰富。文章详细阐述了碳排放“双控”下建筑合同能源管理模式的信息系统架构设计思想。

信息能源危机与经济增长关联性分析——基于系统动力学方法

信息能源的不充分、不可控、冗余、极限性带来信息能源的危机,信息能源不断地膨胀与使用效率的复杂关系也暗示了信息能源危机的存在。采用CNNIC(中国互联网信息中心)发布的2006至2010年数据,设计信息能源危机变量,进行回归,确定变量间关系的方程式,进一步构建了信息能源危机与经济增长演化的系统动力学模型。研究表明,未来信息能源危机的快速增长将抑制经济的快速增长,并预测在忽略其他经济刺激因素下,受信息能源危机影响,未来经济将保持缓慢增长,甚至达到临界点。

基于边缘计算的分布式能源信息接入技术研究

小微分布式能源接入电网日益广泛,为应对“十四五”期间海量市场主体业务需要,急需研究分布式能源信息接入调度云平台的技术。本文将从统一建模、信息交互、远程采集、即插即用等方面开展研究,提供技术方案,实现不同分布式能源边缘节点标准化地接入云端,解决分布式能源边缘节点数量众多、设备类型多、数据结构和通信规约不统一等特点带来的接入工作量大等问题,便于灵活扩展电网对边缘节点的业务功能。