从工业4.0到能源5.0:智能能源系统的概念、内涵及体系框架

分析推动工业进程和能源进程交互发展的因素和趋势,结合能源互联网的发展要求,提出了建立能源5.0的迫切性和必要性.着重讨论了在网络化之后,能源系统呈现的社会性问题,认为在传统方式之外,必须引入人类社会学、管理学等软科学进行分析建模;指出了虚拟人工系统根本不同于传统仿真系统等理念,只有利用虚拟人工模型,采用平行系统,才能建立能源5.0.阐述了能源5.0的理论、框架和技术,明确了能源5.0、基于社会物理信息系统(Cyber-physical-social system,CPSS)的平行能源是等价的概念.指出能源5.0核心是构建与实际能源系统同构的虚拟人工能源系统,通过虚拟人工能源系统的计算实验,确定优化控制策略,引导实际能源系统运行,并使虚拟人工系统和实际系统平行执行、共同演化,形成智能能源系统.最后以华电集团已经完成的分布式能源5.0示范项目和正在实施的火力发电5.0项目及智能家居能源系统,探讨了能源5.0的研究内容、技术途径及应用前景.

能源5.0:迈入虚实互动的平行化时代

随着新一轮能源革命的兴起,可再生能源快速发展,能源系统的复杂程度急剧上升,如何实现能源系统与人类社会的高度互联,并获得非网多能源在智能化协同发展中的最优化策略,已成为热点问题。在此背景下,"能源5.0"概念应运而生。梳理了"能源5.0"的提出背景、内涵及核心理论技术,结合平行电网及泛在电力物联网,分析其核心技术在电网中的应用。"能源5.0"致力于进一步加深信息和物理系统的融合,并使工业与人类社会充分融合,形成社会物理信息系统。其核心是构建与实际能源系统同构的虚拟人工能源系统,借助平行系统理论实现虚实系统平行执行、共同演化,解决能源智能化所产生的智能网联的可靠、协同及优化运行问题,引领工业进入平行化时代。