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.     

能源互联网信息技术研究综述

可再生能源将在一定程度上缓解能源供给的紧张局势,但实现与已有能源系统的有机融合存在诸多问题,使碍当前的能源体系面临着新一轮变革.借鉴信息领域的互联网理念、方法与技术等成果,能够保证从能源生产、传输到消费全过程的开放对等、便捷接入、智慧用能的能源互联网成为了重要发展方向.本文从基础架构角度讨论能源、信息基础设施发展的一般规律,阐述了能源互联网概念和基本特征;在总结能源互联网体系结构与技术框架、综述国内外相关信息技术研究成果的基础上,详细分析了发展能源互联网过程中信息技术所面临的关键问题和挑战.     

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.     

非线性离散系统的信息融合最优预见控制

将信息融合思想引入非线性离散系统的预见控制,提出了信息融合最优预见控制,将对控制系统的所有性能要求和系统动力学转化为可融合信息;然后从信息融合估计的角度,使原问题转化为求控制量的"融合估计"问题.推导了基于卡尔曼滤波器的最优预见控制算法,讨论了预见步数的选取问题,并通过对机械手的转移控制仿真研究说明了信息融合最优预见控制算法的有效性.     

基于熵理论的综合能源系统不可能三角研究综述

面向“碳达峰、碳中和”目标,能源系统呈现可再生能源高比例接入、电气冷热能源形式多样、源网荷储互动频繁、信息能源深度耦合等众多新特性,综合能源系统面临着“环保-安全-经济”3个目标无法同时满足的能源不可能三角问题.在信息深度耦合的综合能源系统中,不可能三角问题将从传统的纯能量特性研究转向信息与能量的双重特性研究.熵具有信息与能量的双重特性,鉴于此,对熵理论在综合能源系统中的研究展开综述.首先介绍熵的基础理论并将其作为一种量化工具引入不可能三角问题;然后基于能源不可能三角问题特性,分类介绍熵理论在环保性、安全性与经济性3个方向的应用,归纳并提炼综合能源系统运行中的新问题,分析现有研究成果下熵理论应对不可能三角研究的优势;最后对基于熵理论的综合能源系统不可能三角研究所面临的主要挑战及未来可能的研究方向进行总结和展望.     

电–气互联系统的气电解耦分布式多目标优化调度

本文基于能源互联网背景建立了一种计及供能成本、碳排放量和净负荷曲线平滑度的电–气互联系统多目标优化模型,并采用线性化方法将非线性优化模型转化为混合整数线性规划模型.同时,为了求解该模型,实现各能源的协同互补利用,提高能源的利用率,本文在保障各能源网络分散自治权的基础上提出一种基于气电解耦的分布式多目标优化算法,以气电解耦优化的方式实现电、气系统的分散自治.所提算法将原系统的多目标优化问题分解为电网和气网的子优化问题,并采用独立的优化器完成子问题的求解.电网和气网仅需交换少量边界变量以及虚拟目标因子分别进行全局调整即可获得多目标解.最后,本文根据修改的IEEE 39节点电力网络和比利时20节点天然气网络搭建模型并进行仿真分析,结果验证:所提算法能够完成电–气互联系统的气电解耦并实现多目标并行求解,从而提高系统信息私密性、实现各能源网络的分散自治.     

智慧能源标准化的产业价值

智慧能源旨在利用ICT技术提高能源使用效率,利用信息通信技术智慧地管理楼宇、工厂、家庭中的各种能耗设备,从而达到节能减排的效果。目前由我国自主提出的IEEEl888标准已经获准进入lSO／IEC转化立项,     

信息通信在能源互联网中的应用分析

随着世界能源形势的紧张化,各国加大的能源建设的投入,在不断加快智能电网建设的同时,也将目光聚焦到全球能源合作的层次上,通过全球能源互联来实现电力资源的统一调度.能源互联网的实现离不开信息通信技术的支持.本文首先介绍了能源互联网的基本概念,然后对信息通信技术在能源互联网中的应用进行了全面分析.希望本文的研究可以为能源互联网的建设提供有价值的思路.     

论信息转化为生产力的实践应用

本文在阐述信息在生产力转化过程中表现的特性的基础上,总结并分析了信息转化为生产力的现实基础,最后对信息转化为生产力的实践应用进行了探讨.     

时滞非线性离散动态系统最优控制的信息融合估计方法

对非线性时滞离散动态系统的最优控制,提出了一种信息融合估计(information fusion estimation,IFE)方法,把非线性控制问题的所有信息转化为关于控制量的"测量信息",从而使非线性控制问题转化为关于控制量的"非线性估计"问题.通过算例表明,IFE方法明显优于动态系统优化与参数估计的集成(dynamic integrated systemoptimization and parameter estimation,DISOPE)方法[3].