交通能源融合大数据平台架构与应用

交通系统的深度电气化和新型电力系统的快速发展加强了交通系统和能源系统的耦合,交通网与能源网呈现深度融合的趋势。两网的数据融合是实现两网高效交互及协同运行的关键技术。基于交通能源互联网的理念,提出交通能源融合大数据平台架构。对交通能源融合大数据平台在数据融合、分析、应用、安全方面所面临的挑战与难点进行分析,总结归纳大数据平台建设所需的关键技术。结合交通能源互联网在实际工程项目中的初步探索,给出交通能源融合大数据平台的典型应用方向。最后,对交通能源融合大数据平台的应用前景进行展望。     

面向城市能源互联网的电力物联网内涵、架构和关键技术

电力物联网是保障电力系统安全可靠、经济高效运行的重要基础,也是支撑城市能源互联网的基础平台。为此,文章对面向城市能源互联网的电力物联网内涵、架构和关键技术进行了深入探讨和分析。首先,梳理和分析了城市能源互联网和电力物联网的区别,并指出了面向城市能源互联网的电力物联网内涵;其次,分别提出了面向城市能源互联网的电力物联网的体系架构、物理架构和系统架构;最后,结合现有的“云大物移”、电力光纤入户、“四网融合”和“三表集抄”等技术,从信息化和通信化2个角度阐述了面向城市能源互联网的电力物联网关键技术内容及其现存的不足,以期为未来城市能源互联网的发展和研究提供一定的借鉴。     

面向新型城镇的能源互联网关键技术及应用

面向新型城镇的能源互联网具有多能协同、交易开放的特点,能源互联网技术可改变城镇用户的用能方式,将成为解决中国城镇化过程中未来城镇能源问题的有效途径之一。从多能耦合综合能源系统规划和优化运行、分布式多能“源荷”预测不确定性与市场化交易两个方面,分析了面向新型城镇的能源互联网面临的关键科学问题。在此基础之上,提出了面向新型城镇的能源互联网关键技术及应用的研究体系。从多能网络综合规划、面向多主体的优化调度、分布式能源交易与多能市场机制、全环节能源互联网客观综合评价、面向多能接入和协调运行的互动用能装备以及典型示范工程建设思路等5个方面,阐述了面向新型城镇的能源互联网关键技术具体细节及研究路线。     

大数据技术在能源互联网的应用

针对能源互联网的发展现状,指出了大数据在能源互联网中的重要性,从技术和管理手段两个方面提出了能源互联网中大数据应用的可实施性,通过大数据技术实现整个能源互联网多种能源系统的信息共享、交互。根据能源互联网的发展,提出了将大数据技术与能源互联网相融合,在可再生能源、储能系统、灾害预警、状态检修、能源服务等领域给出了应用的可能。     

能源互联网关键技术及市场机制的研究与实践

依托广东电网承担的国家能源局首批能源互联网示范项目,开展能源互联网关键技术及市场机制的研究,建成了城市—园区两级“互联网+”智慧能源示范区,提出了符合互联网建设技术特点的物理—信息—应用三层建设模式,分工明确,协同高效;研究建设以柔直为特征的新型配网技术形态,有效提高能源网架运行与调控灵活性;低压直流微电网在支持分布式能源接入与协调控制、减少损耗等方面具有明显优势。制定的“智慧能源”大数据云平台系统建设框架,可满足多种形式能源数据接入与集成、数据高安全性要求,支持互联网化业务及多市场主体互动。多项运营机制以及商业模式为实现多能源横向协同,“源—网—荷—储”纵向互动提供了机制模式支撑。     

基于区块链的园区能源互联网弱中心化电力交易机制

由于灵活性不足、安全性和隐私保障性不高、交易效率偏低等问题,我国传统电力交易机制已不能适应当前能源互联网快速发展、可再生能源大比例接入的新形势,以及市场化电力交易高效、安全、点对点的发展需求。为此,以园区能源互联网(park energy internet,PEI)为对象,明确电力交易主体及其角色,提出一种基于区块链技术的PEI弱中心化电力交易机制。设计包含弱中心化管理机构、区块链层、智能合约等模块的电力交易框架,分析交易主体资格准入条件,介绍交易协商、信息记录和交易执行等交易阶段的运作流程,以及针对交易过程的隐私保障措施。该交易机制可实现大量电力交易信息和数据的经济、高效、安全处理,有利于促进能源互联网的发展。     

城市能源互联网的技术架构及在厦门市的实践探索

城市能源互联网可以实现电力网络、天然气网络、电气化交通网络等多种网络的深度融合,是未来城市能源系统转型和发展的方向。首先给出了城市互联网的定义,并阐述了城市能源互联网的核心思想和基本特征。随后,从运行、规划和运营的角度归纳分析了能源互联网的发展现状与面临的挑战。然后根据城市能源互联网互联互通的技术特点,提出了传输层-信息层-价格层三位一体的城市能源互联网技术架构,并对技术架构中涉及的规划、运行、运营和信息等相关技术的未来发展方向进行了分析。最后根据福建省厦门市终端能源网络特点,对城市能源互联网进行了局部的规划和试点建设,为下一步城市能源互联网的全面推广建设提供了建设蓝图。     

综合能源并网CPS模型及信息化安全防护方案研究

大量分布式综合能源接入配电网,给配电网安全运行带来了新的问题与挑战,随之产生了对自动化数据接入及信息安全技术应用的新需求。综合能源并网系统是一个典型的信息物理系统。针对综合能源并网信息互联网化接入带来的信息安全问题,提出满足综合能源侧数据采集及电网主站侧应用的信息物理建模需求,并建立了其五元组信息物理模型,进而采用马尔可夫决策过程模型,设计了基于信息物理模型的安全防护方案,以满足面向综合能源的互联网信息接入和业务应用要求,算例分析结果证明了设计的综合能源并网信息物理模型和安全防护方法的有效性。     

面向能源互联网数字孪生的电力物联网关键技术及展望

随着“碳达峰、碳中和”目标与以新能源为主体的新型电力系统的提出,能源技术与数字技术进一步深度融合,电网加速向能源互联网演进。构建能源互联网及其数字孪生系统对电力物联网技术提出了更高要求,也极大拓展了电力物联网的内涵和外延。该文主要围绕如何构建面向能源互联网数字孪生系统的电力物联网,分析其面临的两大科学问题：物理数字融合建模与电网资源协同互动,提出电力物联网体系架构和安全防御机制,研究“端–边–管–云–智”等多层级的关键支撑技术,包括精准感知与高效通信、高并发接入与海量数据管理、融合建模与趋优进化等技术,最后从设备、电网与用户三方面展望电力物联网支撑下的电网业务智能化典型应用。     

能源互联网中大数据技术思考

能源互联网已成为当今学术界与产业界的研究热点,作为核心技术之一的大数据,将在其发展中起到举足轻重的作用。文中综述了国内外能源互联网大数据技术研究和实践成果,阐述了大数据基本概念与特征及其在能源互联网中的重要性,进一步分别从技术层面和管理层面总结了能源互联网中大数据应用所面临的挑战。在此基础上,梳理了能源互联网中大数据的重点应用领域,提出了能源互联网中大数据研究的框架和技术路线。最后,总结了能源互联网中大数据的研究现状,指出需多方通力合作,才能稳步推进。     

面向能源互联网的信息通信技术及可靠性探究

随着能源互联网概念的提出和发展,对支撑能源互联网安全稳定运行的信息通信技术提出了更高的要求。重点探讨了面向能源互联网的信息通信技术,针对信息通信的可靠性、安全性等展开了讨论。首先介绍了能源互联网发展现状、特征和技术架构,其次分析了能源互联网信息通信关键技术,最后对能源互联网面临的安全性、可靠性进行探讨,为未来能源互联网信息通信技术发展提供借鉴参考。     

清華大學能源互联网研究院能量管理与调控研究中心

正清华能源互联网研究院成立于2015年4月,致力于发挥清华大学在电气、材料、热能、核能、水利、信息、环境、建筑等多学科交叉的综合优势,建设能源互联网领域的人才培养中心、科技创新中心。清华能源互联网研究院下设的能量管理与调控研究中心面向能源互联网的安全可靠与高效运行,旨在开创和引领未来能源网络能量管理与运行控制的基础理论与应用技术研究,方向涵盖多能协同调度、可再生能源、信息物理融合系统、主动配电网与微网、需求侧响应等。     

自感知能源互联网研究展望

随着物联网与能源网的深度融合,能源互联网与社会(人)、环境、经济和交通能随时随地进行信息交互和共享。与此同时,物联网集成了边缘计算和云计算等计算架构模型、大数据技术以及人工智能等技术,使得数据建模和分析更加智能、高效和可靠。因此,在物联网的背景下,讨论具有自感知能力的能源生态系统的条件已相对成熟。文中依托物联网,构建了自感知能源互联网。首先,依据心理学中自感知的概念,探讨了自感知能源互联网的基本内涵。其次,阐述了物联网在构建自感知能源互联网中的重要作用。进一步,重点从数据驱动角度,构建了自感知能源互联网的信息交互模型和信息处理模型。最后,总结了自感知能源互联网的关键问题,从不同角度给出了自感知能源互联网的主要研究方向。     

能源互联网形势下的电力大数据发展趋势

提出了在能源互联网形势下,针对电力行业大数据应用的发展方向,提出了一种电力大数据技术框架和关键技术体系,并定义了其适用的场景和应用模式,助力电力大数据的发展研究,提出适用于能源互联网环境的能源公共数据服务平台,作为未来能源互联网的"分析应用中枢",为整个能源网的运行提供必要的基础数据支撑和决策支持。     

支撑能源互联网协同优化的隐私计算关键技术

传统电力系统与其他能源系统不断交叉融合，逐渐形成能源互联的新生态。在能源互联网中，数据使用权与数据所有权分离、信息资源与计算资源分离的特征使得多主体协同优化的隐私保护问题日益突出。文中从能源互联网协同优化的典型模式出发，总结了传统第三方代理计算模式及无第三方交互计算模式的隐私安全风险，提出了考虑隐私保护的能源互联网协同优化初步技术方案。首先，面向含第三方场景提出了基于信息伪装机制的安全代理计算方案，并研究了该方案的算法特性、算子构造方法以及基于云服务的用户侧、集群级、系统级应用场景。然后，面向无第三方场景提出了基于秘密分享原理的安全多方交互计算方案，并结合多中心化和全分布式两种应用架构，分析了该方案应用于海量主体或少量主体场景时的特性差异。最后，所述方案从数据隐私性和计算安全性层面，保障数据所有者的权益，遏制并降低能源互联网协同优化计算的数据泄露风险，实现可靠隐私保护。     

全球能源互联网技术创新重点领域及关键技术

推动全球能源互联网由战略构想转为现实行动,迫切需要加快能源电力技术创新。提出全球能源互联网技术创新的五大重点领域,涵盖大容量远距离输电技术、大电网安全运行和控制技术、新能源发电及并网调控技术、先进储能技术和互联网信息通信技术等,分析了各领域对全球能源互联网构建具有重要支撑作用的若干关键技术,研判了各类关键技术未来的研发重点、发展趋势和应用前景。     

特约主编寄语

正2019年7月,国家发改委等部门联合印发了《贯彻落实关于促进储能技术与产业发展的指导意见2019-2020年行动计划》的通知,旨在进一步推进我国储能技术与产业健康发展,支撑清洁低碳、安全高效能源体系建设和能源高质量发展。可以预见,储能技术的发展与应用将加速成为推动我国能源互联网建设的关键一环,面向能源互联网的储能系统集成、选型配置、状态感知、控制应用及运行规划等关键技术     

能源互联网接入设备关键技术探讨

作为能源系统与信息系统信息-物理深度融合的庞大网络,能源互联网"开放共享"的特征对用户侧能源的接入、控制和传输提出了挑战。针对能源互联网背景下用户侧综合能源管理问题,首先提出了能源互联网接入设备的概念,指明了其区别于能源路由器的特征,并从规划调度、运行管理和能源服务3个维度详细介绍了能源互联网接入设备的应用领域。然后,重点介绍了设备特征识别、需求响应、区块链、大数据、综合能源管理和电力市场等6项关键技术,并深入阐述了能源互联网接入设备与这些关键技术的紧密联系。最后,简要介绍了能源互联网接入设备的实施方案和未来挑战,以期为未来能源互联网下用户设备高效便捷入网提供一些借鉴和参考。     

基于统计机器学习的园区能源互联网随机规划技术探析

随着新能源发电和空调负荷广泛接入园区能源互联网,其源、荷侧的不确定性导致运行场景复杂多变,对园区节能运行的影响不可忽视.如何实现园区能源互联网高效经济规划是当下亟待研究的重点问题.因此,首先对现阶段随机规划理论进行了归纳总结,并分析国内外研究现状;其次,基于统计机器学习对以下3个关键问题进行技术探析:一是新能源出力和需求响应的不确定性导致的能源互联网复杂运行场景模拟技术;二是典型场景生成技术;三是安全稳定的人工智能规划求解技术.最后,提出发展展望,统计机器学习理论将是园区能源互联网随机规划未来发展的重要方向之一.     

城市能源互联网的商业模式探讨

城市能源互联网建设是智慧能源系统建设的核心,也是我国能源结构转型和能源消费方式转变的关键。文章在对城市能源互联网的运行特性进行详细分析的基础上,从7个方面对城市能源互联网的功能进行分析定位,总结归纳当前各种能源的商业模式和现有的"互联网+"商业模式,并从物理层、信息层和服务层3个方面分析城市能源互联网潜在的商业模式,结合城市能源互联网中灵活性资源的分类,分析物理层、信息层和服务层灵活性资源对城市能源互联网潜在商业模式的影响,其理论分析对城市能源互联网商业模式的发展具有一定的借鉴意义。