多证据融合下电力信息物理系统风险评估研究

电力与信息的深度融合是能源互联网的发展趋势,一旦电力网或信息网发生风险与故障,电网运行的稳定性将受到极大影响。针对电力信息物理融合系统风险等级评估准确性较低的问题,提出了基于证据理论的风险评估方法。首先,通过识别电力信息物理融合系统的关键风险因素,从电力空间、信息空间和网架结构3个方面构建了电力信息物理融合系统风险指标体系。其次,借助证据融合理论实现了电力信息物理融合系统风险等级计算模型,并利用该模型评估分析了5个不同的电力信息物理融合系统,得出了各个电力信息物理融合系统不同的风险等级,验证了所提模型对评估电力信息物理融合系统风险等级的适用性。     

智能电力物联网功能架构体系设计及创新模式探讨

电力物联网是实现电力系统和能源互联网的核心链接纽带,从而支撑能量流、信息流、业务流和价值流的有机融合。尤其在大数据、人工智能及能源革命发展大趋势下,为推动电力物联网科学合理智能化建设和技术发展,文章对智能电力物联网功能架构体系及创新模式进行了探讨。首先,从信息物理融合角度,提出了智能电力物联网的基本概念及建设目标,核心是智能一次物理系统与智能二次信息系统的深度融合。其次,详细阐述了智能电力物联网功能架构,主要包含物理层、感知层、网络层、平台层、应用层和交互层。进而,提出了智能电力物联网的技术体系,分别从一次物理设备智能化、二次信息系统智能化和业务应用智能化3个层面展开了关键技术阐述。最后,给出了智能电力物联网协同创新及生态圈建设模式。文章为智能电力物联网的标准化及规范化建设,提供了一定的参考和建议。     

电网信息物理系统分析与控制的研究进展与展望

作为未来电网发展的新形态,电网信息物理系统将深刻影响智能电网研究的视角和方向,在能源互联系统构建中不可或缺。该文总结了电网信息物理系统相关领域的研究进展,从4个关键方向进行评述:电网信息物理系统融合建模、结合形式化方法的模型验证、信息-物理交互机理分析及基于融合模型的电网控制。进一步指出电网信息物理系统可为发展更先进的智能电网形态提供理论基础,支持能源互联网、电力物联网等方向的应用研究,改进电网的运行与控制模式。     

能源互联网未来发展综述

融合了电力、互联网、信息等学科的能源互联网可依照Internet理念组网。阐述了能源互联网的概念、特点、框架等内容;简要介绍了其关键组成部分,包括分布式可再生能源、储能装置及能源路由器等;总结了国内外能源互联网的发展状况。在此基础上对分布式能源并网影响、高效储能技术、接口标准、信息互联系统建设、电力市场与服务完善等若干未来能源互联网发展中可能遇到的问题进行了说明和分析。     

特约主编寄语

正随着现代信息通信技术在能源领域的深入应用,各种形式的能源节点如电力、石油、天然气等实现了泛在连接与交互,从而构成了能源互联网。外部信息通过能源互联网可直接或间接地影响能源系统的控制决策,导致能源网络与信息网络的交互机理日益复杂。因此,现代能源系统已不再是传统意义上的能量流网络,而是通过信息采集-知识提取-决策支持等环节,发展成为信息系统与物理系统深度交互的信息-物理融合系统。信息系统与物理系统的深度融合和实时交互,呈现出动态过程演变复杂     

能源互联网电力信息深度融合风险传递:挑战与展望

电力与信息的深度融合是能源互联网发展研究趋势,文中主要针对电力信息融合趋势下的风险传递现象进行综述与展望。首先,对电力与信息融合的发展趋势分阶段进行了分析,研究了能源互联网阶段的电力与信息交互模式。在此基础上,从信息风险传递和电力与信息风险交互两个方面分析了电力与信息风险传递研究现状。最后,对能源互联网下的电力信息融合网络结构从拓扑和运行层面进行分析,提出了能源互联网下电力信息风险传递前瞻性课题研究思路,借鉴风险元理论建立了研究该问题的三维框架。     

基于CPSS的电力系统规划研究

能源互联网是能源领域的信息物理社会系统(cyber physical social system,CPSS),基于CPSS的电力系统规划应综合考虑目标网络的信息、物理、社会系统的深度融合,进行能源电力流、业务信息流、社会价值流相协调统一的规划研究。本文基于CPSS提出电力规划的新思路,CPSS的网络和网元替代变电站、发电厂、储能站、输电线路等来进行规划布局,综合考虑负荷预测、用电需求、业务流向、信息需求、综合能源服务、国土空间、社会发展等因素,进行基于多维度属性的统一规划,有效避免各个系统自成体系的无序规划,以期得到更全面、更客观和更具前瞻性的规划研究成果。     

能源互联网将以电力为主 电力互联网构建紧迫

正电能在能源传输与转换等方面都具有其他能源所无法比拟的综合优势。电力天然具有比较好的互联互通物理基础,建设智能电网的基础设施也最为完备,因此能源互联网将以电力互联网为主。一、能源互联网将以电力为主根据《关于推进"互联网+"智慧能源发展的指导意见》的内容,能源互联网显然不仅仅限于电力,也包括煤炭、石油、天然气等一次能源。但相比较而言,电能在能源传输与转换等方面都具有其他能源所无法比拟的综合优势。电力天然气具有比较好的互联互通物理基础,建设智能     

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。     

信息物理深度融合背景下综合能源系统可靠性分析评述

信息物理系统的深度融合使得综合能源系统在国内外得到迅速发展,以实现低碳高效的社会目标。考虑到不同能源系统之间、能源网络与信息网络之间的耦合关系以及多重不确定因素对综合能源系统的影响,首先概述了信息物理系统融合背景下开展综合能源系统可靠性评估的必要性。其次,指出综合能源系统中能源物理元件以及需求侧用能行为相应的等效多状态时变可靠性模型,并对综合能源物理系统、信息系统、信息物理融合系统的可靠性分析模型及方法进行广泛综述。此外,考虑信息系统与能源物理系统的相关关系,提出综合能源信息物理系统可靠性评估框架。最后,进一步指出新形势下综合能源系统可靠性研究的重点研究方向。     

“两网”融合规划体系架构与关键技术研究

近年来,随着分布式能源渗透率的不断提升和用户侧用能需求的不断改变,传统的能源系统由于缺乏能源互联的有效途径、能效比偏低、清洁能源占比较少等问题,已经越来越难以满足当前的供能需求。在这种形势下,国家电网公司提出了“三型两网”以及能源转型的企业发展目标,拟采用泛在电力物联网为坚强智能电网赋能,以推动两个网络的协同发展。本文介绍了“两网”融合的发展背景,对比了“两网”融合规划与传统电网规划的不同,提出了“两网”融合规划的思路目标与体系架构;然后,围绕广域需求预测、站点布局规划、电力网架与通信网络协同规划、规划价值成效评估等4个方面,详细阐述了“两网”融合规划的关键技术。研究成果可为能源互联网建设提供重要指导。     

能量与信息融合的电力物联网技术

电力物联网是建立以新能源为主体的新型电力系统的关键技术之一。电力线载波物联网(PLC-IoT)作为能量与信息融合的物联网技术的成功实例,不仅能够利用现有电力线资源进行数据传输,还能提高电网深度感知的能力,适合作为电力物联网网络层的通信方式之一,并促进电网与通信网的深度融合。首先介绍了电力物联网的发展概况,分析了能量与信息融合的物联网技术的可行性和关键问题,并结合PLC-IoT的关键技术和应用优势,探讨了PLC-IoT在电力行业的应用场景和发展方向。最后提出了建设更普遍的多能流多信道泛在能源物联网的愿景。     

基于车联网平台的分布式能源交易体系

智慧车联网平台是新时代电力、交通与互联网融合的产物,也是泛在电力物联网的重要组成部分,在能源互联网背景下展现出巨大的发展潜力。通过有效利用车联网平台资源促进分布式能源消纳,既可以为车联网平台提供可行的盈利模式,也可以促进我国能源体系转型。文章首先对车联网平台内分布式能源交易架构进行分析。在此基础上针对车联网平台点对点（peer-to-peer,P2P）交易进行研究,提出了一种基于区块链智能合约的分布式能源交易体系。最后,设计了分布式能源交易模式下车联网平台运营模式,主要包括产消者模式、综合能源服务模式和数字化连接模式,可为车联网平台建设分布式能源交易体系提供参考。     

能源互联网发展路径探究

过度依赖化石能源的发展模式正在发生变革,加快构建以清洁能源输送为主导的能源互联网已成为能源发展的必然趋势。分析了能源互联网的基本内涵和特征,阐述了能源互联网框架体系构建和顶层设计的基本理念,以电力发展为核心提出了能源互联网发展中的任务和挑战,并对能源互联网的发展路径进行了展望。     

泛在电力物联网释义与研究展望

能源互联网是以电力能源为中心,多种能源协同,消费协同,集中式、分布式协同,大众广泛参与的新型生态化能源系统,主要表现为坚强智能电网与泛在电力物联网深度融合。其中,泛在电力物联网还处于起步阶段,是能源互联网建设的关键一步。泛在电力物联网的建设对提升用户体验、提升电网运营水平、促进新能源消纳和培育新兴业务有明显的积极意义。从物联网概述、泛在电力物联网特征、支撑泛在电力物联网的关键技术以及典型应用场景几个层面对泛在电力物联网进行释义,最后对泛在电力物联网的发展进行了分析和展望。     

能源互联网环境下分布式能源站的信息安全防护

能源互联网中分布式能源站的建设引入网络信息技术和标准数据传输通信协议，也将导致其面临信息安全威胁和风险。信息安全是保证能源互联网环境下分布式能源站发展的重要基石，建设安全的分布式能源站是能源互联网发展的必然趋势。从能源电力系统面临的信息安全威胁角度出发，设计了能源互联网环境下分布式能源站的体系架构，分析了分布式能源站信息安全防护对策，并通过构建的分布式能源站平台进行信息安全防护配置和应用实施分析，为分布式能源站的信息安全提供保障。     

面向电力物联网的含可再生能源配电网运行展望

目前,电网缺乏对分布式能源及其所接入低压配电系统的有效量测,难以分析可再生能源大规模接入给配电网运行带来的显著不确定性。电力物联网技术可突破传统量测方式的瓶颈,应用于含可再生能源配电网的多级协调运行及可再生能源广域消纳。面向电力物联网的建设,阐述了可再生能源的状态感知、数据采集与处理过程。然后,利用物联网感知信息,从用户侧能量管理、分布式能源集群控制、配电网多时间尺度优化运行、综合能源系统运行等方面,构建了基于电力物联网平台的含可再生能源配电网运行方式框架。最后,对电力物联网在可再生能源系统中的预期应用效益进行了分析。     

基于层次分析法的“十四五”终端通信接入网通信技术规划

“十三五”终端通信接入网建设主要由各专业业务部门主导,自行建设、运行及管理,存在通信技术选型缺乏科学指导依据、接入网建设缺乏统筹规划、通信网络重复建设等问题。面向“十四五”能源互联网终端融合、业务融合、网络融合的特点,基于层次分析法建立面向多业务融合典型场景下的接入网通信技术规划模型,计算并提出不同供电区域终端通信接入网远程通信技术选型原则,为“十四五”终端通信接入网规划与建设提供参考。     

Real-time cyber physical system testbed for power system security and control

The existing electric power grid is upgraded into a smart grid through an intelligent communication infrastructures, layers of information, extensive computing and sensing technologies. These cyber and physical components of grid together constitute a complex cyber-physical system (CPS), and this integration increases the risk from cyber attacks and introduces new vulnerabilities to the power system. Researchers need a power system testbed which can provide a platform for realistic experiments. This paper presents the development of a real-time cyber-physical system testbed for cyber security and stability control. We use SEL 351S protection system with OPAL-RT including control functions and communications to build a cyber-physical environment. In this testbed, we conducted power grid security experiment by knocking down two transmission lines in a row and analyzed the impact of failures. Meanwhile, we provided two mitigation strategies for this failure using optimal power flow. In addition, we conducted load fluctuations for multimachine power system, and provide timely adaptive control strategies.