基于数字孪生与元宇宙技术的能源互联网态势感知系统论方法研究(一):概念、挑战与研究框架

态势感知是能源互联网的核心任务,为运管调控各项决策提供重要辅助信息。能源互联网的复杂定性对其态势感知任务提出严峻挑战——受其所辖单元日益增长的规模、种类、主动性、耦合性以及外界环境等不确定因素的影响,能源互联网其复杂性与日俱增。系统复杂性所衍生的一些问题超出经典简化论的讨论范畴,亟需一种新的认知手段。该文通过关联数据、数据科学、物理系统与具体应用,提出能源互联网数字孪生系统;进一步,延伸出一种新型数据驱动的态势感知方法论,即数字孪生态势感知(digitaltwinsituation awareness,DT-SA)。其核心思想是将真实世界的固有难题转化到虚拟空间,继而借助复杂系统理论和大数据分析等工具予以解决,具体涉及孪生体建模、分析和认知等核心环节。此外,该文也讨论元宇宙技术对孪生体互联的增强作用,以及相关的科学问题。该系列研究有益于推进能源系统领域和数据科学领域的交叉融合,对于企业数字化转型、数字城市建设等具备参考价值。

基于数字孪生与元宇宙的能源互联网认知系统论(二):面向复杂系统涌现现象的虚拟仿真推演框架

复杂性是能源互联网的重要特征与演进趋势,复杂性及其所伴随的涌现现象往往使得基于机理模型(白箱子)的仿真、分析、推演方法不再适用于复杂系统。得益于数据科学、仿真技术、孪生技术的共同发展,虚拟孪生技术成为应对复杂系统的利器。面向复杂性,该文对虚拟孪生技术及其应用前景进行探究,并重点讨论虚拟孪生系统的基本特性、支撑理论、技术体系、建设流程及其案例分析等,进一步提出基于虚拟仿真推演技术的涌现现象认知框架。该工作一方面为在能源系统中开展虚拟孪生工作提供参考借鉴,另一方面也有益于虚拟孪生技术的推进。

“能源互联网信息通信技术”课程思政教学探索

能源互联网信息通信技术是交叉性强的领域,也是当前能源电力学科研究和应用的热点。结合研究生课程“能源互联网信息通信技术”的开设,探讨了课程思政教学在该领域的应用,阐述了课程思政设计思路,教学内容和目标,分析了思政要素和思政切入点,完成了课程思政教学设计,介绍了课程教学方法和教学效果。通过课上和课下教学活动实现了以润物无声的方式进行课程思政教学,为培养研究生的工程素养、创新能力,激发其家国情怀提供了实践方式。

考虑政府参与的区域能源互联网协同演化研究

区域能源互联网将为“双碳”目标的实现提供安全经济的保障,聚焦其市场建设中存在的市场体系不完善、运行机制不健全等问题,构建了能源产品交易者、第三方服务商和能源互联网平台的三方市场主体演化博弈模型,分情景分析了能源互联网市场建设不同阶段的主体均衡策略,初期存在市场失灵需要引入政府监管,待市场机制完善后,政府仅充当“守夜人”即可实现市场的稳定均衡。研究发现:第一,在REI市场建设初期,交易者和服务商容易存在损人利己的机会主义行为,需要政府通过REI平台发挥监管职能;进入成熟期后,主体间的良性合作无需政府监管便可实现系统稳定均衡,并产生社会正外部效应。第二,主体的初始意愿较低时往往需要平台起到示范作用刺激均衡实现;平台通过政府激励和处罚发挥监管职能,适当的政府激励和较强的处罚力度能够刺激均衡实现。第三,平台可以通过控制搭便车收益来抑制市场中的机会主义行为,促进博弈系统实现理想均衡。

“互联网+”背景下高职新能源汽车专业教学策略研究

随着人们环保意识的提升,新能源汽车成为汽车行业的重要发展趋势,并且新能源汽车企业对技术技能人才的需求不断增加。高职院校作为培养技能型人才的重要阵地,应加快推进新能源汽车专业教学改革,以满足市场对新能源汽车专业人才的需求。该文分析高职新能源汽车专业教学存在问题,探讨高职新能源汽车专业教学策略,从而更好地提升新能源汽车专业教学效果,促进新能源汽车行业的可持续发展。

能源互联网中的数字孪生技术体系、应用与挑战

随着传统能源互联系统逐步向能源互联网升级转化,仅基于机理建模的方法难以描述其高维性、非线性以及多能耦合性等特征。数字孪生技术可将真实系统精准映射到虚拟空间,对实现能源互联网的特征描述、运行分析、监控优化以及智能决策具有重要意义。首先,从数字孪生技术的发展出发,对能源互联网中的数字孪生技术体系进行分析,提出了涵盖“多源数据采集-模型构建-平台支撑-智能交互”的分层技术体系框架,细化了数字孪生技术在能源互联网中的应用价值;其次,详细阐述了数字孪生技术在能源互联网中的典型应用以及需要突破的难点,并给出了其当前的发展瓶颈;最后,对数字孪生技术在能源互联网中的发展路线进行了总结与展望。

能源互联网下考虑业务可靠性的综合数据网边端协同机制

能源互联网下海量电力业务的可靠性需要得到保证,避免业务传输时受到通信质量不佳和中断等问题的影响。对此,该文分析现有能源互联网下电力业务传统传输机制和存在问题,设计终端点对点、终端到现场服务器点对点的交互模式,明确边端协同的交互过程。边端协同可保证电网业务在出现网络故障或者不确定性因素的影响时,通过边缘代理实现业务信息上传或者本地化处理,亦可通过终端和终端之间互联进行信息传输,文中分析边端协同下点对点交互模型以及边端覆盖模型,在相关模型的基础上模拟仿真业务运行的情况和可靠性优化效果。经仿真分析文中所提边端协同机制能提升业务的可靠性。

再论能源互联网:形态、使命与路径

近年来世界各国关于能源互联网的研究与实践不断深入,业界对能源互联网的认识与理解逐渐明晰,然而在能源互联网的规模化推广建设过程中也遇到了新的发展瓶颈。该文从能源互联网发展态势入手,阐述了能源互联网演进过程中不断丰富的内涵,分析了能源互联网“四流合一”的技术形态,以及不同规模的物理形态。在此基础之上,对能源互联网的使命进行了梳理。同时,针对当前能源互联网建设中存在的壁垒与挑战,提出“自治+协同”的多级能源互联网架构和建设模式,并介绍了山西和浙江的探索实践。期望所提出的能源互联网建设思路,能为规模化能源互联网建设提供借鉴参考,进一步助力能源互联网产学研蓬勃发展,系统地支撑我国能源革命和“双碳”目标安全可控达成。

互联网与农村家庭现代能源使用行为——来自CFPS的经验证据

农村能源转型是满足人民对美好生活向往的内在要求,对于促进乡村振兴、实现“双碳”目标具有重要意义。本文利用中国家庭追踪调查数据(CFPS),评估了互联网接入对农村家庭采纳现代能源使用行为的影响。研究结果表明,互联网接入显著促进了农村家庭对现代能源的采纳,这一发现在考虑了内生性问题并经过稳健性检验后仍然成立。进一步的传导机制分析揭示,互联网接入不仅显著影响了农村家庭的环境污染主观评价,还增加了他们获取正规信贷的机会,这些因素共同作用于农村家庭现代能源使用行为。异质性分析发现,互联网接入对于提高户主出生于“改革开放”前以及抚养比较低的农村家庭的现代能源使用行为尤为有效。据此,本文建议通过加强农村基础设施建设、提供信贷支持以及实施差异化能源补贴,以推动农村家庭广泛使用现代能源。

基于能源互联网的新能源微电网优化调度策略研究

针对能源互联微电网的能量协调管理与优化问题,文中提出了一种考虑源荷不确定性的微电网能量控制优化策略。通过构建基于能源互联网的风光柴储充微电网模型,从而优化新能源发电和负荷功率的分布。以维持微电网稳定为控制目标,考虑微电网的经济性以及分布式微源的在线率,建立了分布式微源与负荷平衡方程。同时依据微源运行约束方程构建了等耗量微增率函数,并基于分布式一致性算法优化微电网风光柴储充功率的分布。仿真结果表明,所提策略实现了能源互联微电网的功率平衡控制,当负荷为18 kW时采用该策略使得分布式可再生能源的发电量提升约12.2%,微电网发电成本则降低约2.44%。

“一带一路”“互联网+”智慧能源合作: 现状、效益与路径

“互联网+”智慧能源作为数字技术与能源深入融合的产物,将为能源的绿色低碳与高质量发展带来全新动力。在对“一带一路”“互联网+”智慧能源合作理论与合作现状梳理基础上,重点基于效益分析理论剖析沿线开展“互联网+”智慧能源合作的政治、经济、社会、环境效益及其影响机理,最后基于市场广阔、先有基础、政策支持、基础设施水平薄弱、关键技术缺乏、合作环境欠佳等国际与国内合作基础、机遇与挑战分析结果,提出深入沿线“互联网+”智慧能源合作的实施路径框架,即从“主体推动、内容丰富、制度支撑、结构优化,水平合理”五个方面推动“一带一路”能源合作向数字智慧化、绿色低碳化升级,共建区域能源命运共同体。

基于模型-数据混合驱动的区域能源互联网韧性在线评估

随着台风灾害的日益频发,能源系统的供能安全面临重大挑战,迅速、准确地根据实时更新的台风预测信息在线评估系统在未来短期内的应灾能力具有重要意义。该文将机理模型与数据驱动相结合,提出了一种模型-数据混合驱动的能源互联网韧性在线评估方法,克服了传统评估模型难以在线应用的缺点。首先,针对极端天气历史数据样本缺乏的问题,利用非序贯蒙特卡洛法离线模拟了系统在不同台风等级下的海量故障场景,以此生成了神经网络的训练样本集;其次,基于时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)构建了能源互联网的韧性在线评估模型,以多能负荷削减率为输出特征,通过离线训练提取台风信息、系统状态与负荷削减率的非线性映射关系,同时,利用深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)改进了TCN的残差模块,通过自主的滤波学习降低了训练过程中冗余特征对计算精度的影响;接着,基于构建的韧性在线评估模型,提出了基于扩展交叉熵的韧性指标在线计算方法,通过迭代优化的最优概率密度函数,有效降低了在线仿真场景数量,进一步提高了指标方差收敛速度。最后,对某能源互联网的韧性进行了仿真评估,验证了所提方法的快速性和有效性。

基于N-BEATS的能源互联网短期负荷预测

短期负荷预测在能源互联网的规划中既占重要组成部分,又是能源系统可靠高效运行的基础。在能源互联网中能源的短期负荷预测精度问题是人们重点关注问题。N-BEATS的深度神经结构未使用时序特别组成成分,仅使用一种基于后向和前向残差链路以及非常深的全连接层堆栈的深度神经架构。该结构具有可解释性、适用于广泛的目标域、并且训练速度快等优点。实验使用N-BEATS模型对历史负荷数据进行训练,然后对未来负荷进行短期负荷预测,取得了较高的预测精度。测得平均绝对百分比误差(eMAPE)为1.26%,平均绝对误差(eMAE)为84.238 kW,决定系数(R^(2))为0.9955,实验结果表明采用该方法的预测精度高于传统的预测方法,如在eMAPE方面相比TCN降低了0.61%。

基于能源互联网的能源通信网低时延传送技术

为保障能源通信网的安全、稳定运行,满足其低时延传送业务的需求,文章运用低时延OTN技术构建能源通信网,并结合该网络业务需求的特征,进一步提出了业务传送时延优化策略,旨在最大化降低业务传送时延。首先分析低时延能源通信网的业务需求,构建网络模型,然后提出多中心协同调度、业务传送时延优化、业务优化汇聚三种降低时延的策略,最后进行仿真分析,验证本文所提出低时延策略的优越性,旨在为低时延能源通信网的科学建设提供参考。

区块链技术在能源互联网中的应用研究进展

随着国家的可持续发展战略,能源互联网成为继智能电网之后能源领域的一个重要发展方向。区块链技术因其去中心化、匿名、可追溯等特性受到人们的广泛关注,为能源互联网的发展提供了新方案。因此,区块链技术在构建能源互联网中发挥着重要作用。全面介绍了区块链技术在电网分散存储与控制、智能电网中的点对点(peer-to-peer, P2P)交易、电动汽车、碳排放交易4个方面的应用与部署。与此同时,还阐述了区块链技术在能源互联网应用过程中所面临的挑战并对未来的发展趋势进行了展望。

大数据技术在能源互联网中的应用

阐述大数据技术在能源互联网中的应用。探讨大数据技术在能源互联网应用中的挑战与解决对策,包括完善数据获取机制、提升数据存储能力、优化数据处理流程、强化数据分析与应用方面。分析大数据技术的具体应用与优势。

互联网环境下新能源汽车营销策略探析——以传祺汽车为例

随着互联网信息技术快速发展,各行各业都在利用信息技术来扩大市场影响力。新能源汽车企业也充分利用数字化和在线渠道的优势来丰富市场营销策略,从而提高品牌知名度和消费者参与度,但受制于整体消费环境影响还需进一步优化。以传祺汽车为例,通过对其营销现状进行分析,找出新能源汽车营销策略中存在的问题,进而从产品策略、定价策略、渠道策略、促销策略等方面提出对策建议,希望能给新能源汽车企业的营销策略提供一些参考建议,助推新能源车企业健康、持续发展。

“互联网+”背景下的技工院校新能源汽车专业教学探索

在倡导绿色发展理念的社会背景下,投入与使用新能源汽车符合时代发展的潮流。近年来,人们对新能源汽车的关注度与日俱增,新能源汽车得到了良好的社会反响。基于此,技工院校应重视开展新能源汽车教学工作,然而,当前技工院校在新能源汽车专业教学方面还要做一些改变和调整,本文围绕“互联网+”背景下的技工院校新能源汽车专业教学展开探究,着重分析了“互联网+”在教学中的应用意义、新能源汽车行业的人才需求以及新能源汽车专业教学路径,以供参考。

基于能源互联网技术的电网分布式电源布置分析

分布式电源作为一种清洁能源具有十分广阔的发展前景,能源互联网的提出也使分布式电源大量接入成为可能。但同时受到分布式电源小模块化、分散化特点的影响,电源布置面临一定的约束条件,导致电网运行存在不确定性。为解决上述问题,文章对分布式电源高效布置与优化调度展开研究,探讨了能源互联网技术对分布式电源的促进作用,结合分布式电源运行现状及约束条件,提出分布式光伏电源与分布式风电的出力特性,建立电源布置目标函数从安装位置、发电成本等方面加以优化,并通过实验测试选出最佳优化方案。

我国能源互联网产业发展形态与路径分析研究

能源互联网是实施能源革命战略、推动能源转型的重要工作之一,已实现从技术到系统再到产业的跨层面、多维度发展;然而涉及技术、政策、商业等领域且覆盖面较宽,加大了理论探讨产业内部复杂协调关系的难度。本文辨识了能源互联网的技术、系统、产业三重指代含义,提出了能源互联网产业的技术–机制–模式分析模型以及合理简化的“吊钟”模型,归纳出模式探索型、政策引导型、技术研发型、模式成熟型、政策缺位型、技术优势型等能源互联网产业发展形态以及相应的产业实践案例。在此基础上,应用“吊钟”模型分析了我国能源互联网产业发展的可行路径,重点讨论了可再生能源产业、电动汽车产业、氢能产业的发展案例,提出了技术补强、机制补强、模式补强等具体发展路径建议。相关研究结果有助于深入理解我国能源互联网产业发展逻辑,可为深化能源互联网应用探索、壮大能源互联网发展规模提供有益参考。