城市能源变革下智慧能源系统建设研究

城市的能源消费中心地位决定了城市能源变革在能源生产和消费革命中的核心位置。城市智慧能源系统是城市升级与能源转型的融合点,未来发展空间巨大。伴随其中的是能源在城市建设发展中的角色变化、消费模式升级、新技术广泛应用、产业业态创新和体制机制变革。本文着眼于城市能源变革的挑战,试图从发展前景、设计思路、建设要点等方面展望未来的城市综合能源系统,为城市智慧能源系统建设提供参考。     

智慧型综合能源系统架构研究

智慧型综合能源系统作为能源互联网的核心组成部分,是实现能源系统降低碳排放、消纳更多波动性可再生能源、提高综合能源供给效率与质量的重要手段之一。从综合能源系统的定义与基本概念入手,通过探讨智慧型综合能源系统的主要特征及其与其他类别系统之间的差异性,研究分析综合智慧能源的物理系统架构、信息系统架构、能量管理系统(EMS)架构以及系统的构成模式等。最后,通过对已有实际案例的系统构成与运行结果进行比较分析,进一步明确综合能源系统架构,以期为我国未来的智慧型综合能源系统发展提供有力支撑。     

基于价值分析的能源互联网功能架构研究

在研究能源电力变革趋势特征的基础上,为了进一步丰富和发展能源互联网的理论体系,建立了包含价值层、业务层、信息层、能源层的能源互联网功能架构,从运行环节、功能作用两个维度分析了各层级的组成要素,形成了能源互联网的基础功能架构。然后从价值角度对能源互联网的功能架构进行了情景分析,以价值域-业务域-信息域-能源域四维坐标为框架,以价值来源、价值形态、价值载体、价值实现为主线,具化了能源互联网在跨洲、国家、城市、局域四种情景下的功能架构。     

基于能源互联和“互联网+”理念的智慧园区2.0的研究

在当前能源互联网兴起、"互联网+"日益深化应用的背景下,基于对智慧园区内涵的基本理解,文章针对综合业务园区提出智慧园区2.0的概念,综合能源互联和"互联网+"理念,以"集成要素、整合资源、完善功能、搭建平台"为主要的发展思路,创造绿色、低碳、和谐的花园式园区环境,实现技术先进、产业高端、环境美好、服务领先的园区目标,并进一步提出了智慧园区2.0建设的基本思路、方法和途径。园区内部能源互联网的成功应用必将促进智慧城市能源互联、区域能源互联甚至全球能源互联的进一步战略部署。     

能源互联网技术架构与实例分析

随着能源互联网产业的蓬勃发展,能源互联网定义的内涵不断丰富,其技术架构得到逐步完善。国家首批能源互联网示范项目数量多且各具特点,分析这些项目需要适用的工具。将技术架构作为分析工具有天然的优势,但需要在诸多架构中进行选择。通过回溯梳理能源互联网架构的发展,选择“三横一纵”结构作为基础,以完善能源供需四环节后的技术架构作为工具,对9类示范项目和典型实例进行分析,结果显示这一工具的有效性和适用性较好。     

能源互联网支撑智慧城市发展

智慧城市是信息时代城市发展的新形态,基于全面感知、宽带互联和智能应用,创造人性化的管理与服务。能源互联网是由互联网与新能源技术整合而形成的新型能源体系。能源互联网在实现信息技术和能源技术融合的同时,为能源的可持续发展提供了有效支持,为智慧城市的建设提供了良好支撑。在阐述智慧城市发展阶段和历程以及能源互联网发展缘起和特点的基础上,梳理了能源互联网与智慧城市间密切的关系,总结了能源互联网在智慧城市发展中各领域的应用,并对能源互联网支撑智慧城市发展进行了具体分析。     

智慧城市能源系统建设思路∗

随着 “双碳”目标的提出,能源系统在智慧城市发展中扮演着越来越重要的角色.首先研究了智慧城市及 其建设重点,分析其两大核心要素信息流与能量流间的协同互补关系,提出能源系统对智慧城市发展的作用;然后分析了嘉兴能源互联网项目的经验启示,指出其对攀枝花市智慧城市能源系统建设的意义;最后提出重构能源规划体系与推进攀枝花能源结构转型的重点措施与具体建议,从而为攀枝花市智慧城市能源系统完善提供理论依据.     

广州“互联网+”智慧能源发展模式研究北大核心CSCD

为解决能源枯竭和环境污染问题,“互联网+”智慧能源(以下简称“能源互联网”)这一新兴课题开始受到国内专家学者及政府高度重视。本文首先对能源互联网概念和国内外发展情况进行了全面的综述,简要阐述了能源互联网受到关注的原因及相关内涵;其次,对广州地区发展能源互联网的背景和条件进行了深入分析,解析广州地区发展能源互联网的基础条件、驱动力和发展重点;根据广州特点提出广州地区能源互联网的建设方案和建设成效。最后分析了在广州能源互联网发展所面临的挑战及发展趋势,提出了对策建议,本文研究成果可为粤港澳大湾区未来能源互联网建设提供借鉴参考。     

基于“互联网+”的智慧能源综合服务业务延展与思考

随着智能电网的深化建设与互联网新型技术的快速发展,未来电网将进入"互联网+"时代,系统中个体将实现广泛互联。在此背景下,智慧能源综合服务发展的困境得以解决,其服务内涵与服务形式将得到不断延伸。文中首先分析智慧能源综合服务现有业务由于技术、数据等原因而无法解决的诸多问题,基于"互联网+"下逐渐广域普及的终端设备及"云大物移智"、5G通信、边缘计算等技术特点,深入探讨未来智慧能源综合服务可能的业务形式,分别提出智慧能源综合服务面向用户侧、配电侧以及能源金融3个方面的未来典型应用场景,并对其顺利开展亟需解决的问题进行展望和思考。     

新一代信息能源系统：能源互联网

"互联网+"技术正逐渐渗透能源行业,并推动智能电网与能源网深度融合。从多耦合能量流的随机动态特性、广域互联网信息资源的整合能力、能量-信息流的互作用特性3个方面分析智能电网与能源网融合背景下,能源互联网所构建的新一代信息能源系统(CES)的形态特征;并以CES建模、系统分析方法、控制方法 3个核心技术为对象,概述CES在智能电网中的发展概况,进而提出相关核心技术在新一代CES中的发展挑战。     

基于物联网技术的智能电网信息反馈系统

随着我国超高压电网的快速发展,智能电网在我国的电力系统中不断地实现。而智能电网的实现,也对电力系统信息网络的收集、整合、分析数据的能力提出了更高的要求。构建一个智能化、信息化、分级化互动管理的智能电网信息系统,离不开先进的通信技术、控制技术、信息技术的支持,而物联网技术正是通过智能感应装置,传输网络,信息处理中心等有机的处理环节,最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。物联网技术的应用,有利于有效地对电力系统基础设施资源进行整合,进而提高电力系统通信水平,改善当前电力系统基础设施的利用率。     

新一代智能电能表支撑泛在电力物联网技术研究

泛在物联技术是未来电力能源体系的发展趋势,具备全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的特点,建设泛在电力物联网是是当前阶段国家电网公司落实“三型两网、世界一流”战略目标的核心任务。文章首先阐述了泛在电力物联网的基本概念、特征;其次,对新一代智能电能表提出了从满足最基本的计量需求设备转型为集计量、通信、数据采集、控制等多功能的新型智慧能源网关的技术需求,并分析新一代智能电能表的功能定位和设计需求;再次,分析新一代智能电能表在电动汽车有序充电、用电负荷特征智能分析、“多表合一”信息采集等支撑泛在电力物联网建设的典型业务应用场景中的应用。最后,支撑泛在物联网工作的开展计划以及未来前景展望。     

基于LPWAN的泛在电力物联网

高比例的可再生能源接入、电力市场化改革和"互联网+"智慧能源的快速发展需要大量的数据支撑,并实现物理、商业、信息的广泛互联、智能互动。关键步骤之一是建立泛在电力物联网(Ubiquitous Power Internet of Things,UPIoT),实现电力系统中人与物、物与物、人与人之间随时随地通信。首先介绍了UPIoT的发展背景与基本概念、主要的低功耗广域网络(Low Power Wide Area Network, LPWAN)技术,然后以LoRa物联网解决方案为例介绍了基于LPWAN的UPIoT的体系架构及性能。最后探讨了UPIoT的应用前景,并指出了UPIoT需重点研究和解决的两个特殊问题,即:低压电力线载波通信(PLC)和强电磁干扰环境下的信号处理。     

基于物联网的高速公路隧道照明节能系统

基于物联网技术设计了高速公路隧道照明节能系统。通过对隧道内、外光照度的采集以及埋地线圈对隧道实时车流量的监控,实现了数据采集、存储与发送为一体的ARM 系统,并通过 TCP／IP协议完成了远程数据服务器的采集与管理;基于模糊控制理论,实现了实时车流量与光照度对隧道内灯具开关数量的有效控制,有效降低了隧道照明系统的能耗。系统实际运行表明,基于物联网的高速公路隧道照明系统运行稳定,年平均降低照明能耗达20％,具有良好的推广价值。     

基于用户意愿度 D2D 协助的工业物联网资源分配

针对终端用户产生计算任务大小动态变化以及在工业物联网场景下业务的低时延、低能耗需求,提出了一种基于用户意愿度的D2D(device to device)协助的工业物联网资源分配模型。首先在用户层,每隔时隙t,由概率分布函数更新用户成为资源给予端的意愿度,在移动边缘计算(MEC)服务器层,使MEC具有决策功能,能对终端上传任务做出判断,寻找出合适的MEC处理;其次基于K-means聚类算法,将终端产生的任务匹配到对应的层进行处理;最后在资源分配阶段,为解决Q-learning里Q表难以实时更新的问题,提出N-DQN算法,使用双层神经网络相互拟合。仿真表明所提策略较传统方法,系统能耗降低约10%,系统时延降低约12%。     

工业园区智慧能源管理系统的探索与应用

国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司以新建工业园区作为重点布局,将高负荷用电区域作为首选,开展以电为中心的综合能源服务,促进多能互补,实现"源、网、荷、储"全面协调发展,"电、气、热"互联互通,建设"交互式智联网络、在线化智能运营、友好型智享服务"能源管理平台,构建物理能源网、信息物联网、能源互联网,实施供能系统能源综合梯级利用改造,形成规模效应,降低企业成本,提升多元化清洁能源消纳和供应能力,推动"互联网+智慧能源"战略在苏州率先落地。     

基于物联网的智能浇花系统

为方便家庭用户实现盆栽的自动化管理,设计了一种基于物联网的智能浇花系统。首先,通过土壤湿度传感器和数字温湿度传感器实现对花卉环境信息的采集,采用STM32进行信息处理、判断并输出控制信号,从而控制水泵电源的通断,完成按需按量自动浇花的工作。其次,STM32主控端通过ESP8266WIFI模块与后台服务器建立TCP连接,实现花卉环境信息的传递与指令的收发。最后,利用JavaWeb技术开发了系统网页端页面,完成了花卉温湿度信息的实时展示与远程控制浇花。对系统测试表明,本浇花系统工作稳定,实用性强,具有广阔的应用前景。     

基于ZigBee路由算法的智能小区系统设计与实现

针对国内小区的实际现状,为了对传统小区智能管理进行改进,在客户端将指令经互联网发送到ZigBee网络,并通过ZigBee网络实现小区环境的检测和监控,设计了远程智能小区系统.首先,根据对小区环境检测和控制的特点,当系统布置后,很少会增加新的节点,采用ZigBee树路由算法,可以消除路由表,挂载多个子节点;其次,利用任务轮询机制和基于前缀码的可变长度的寻址方式,能完成多任务事件的处理和节点间的通信;最后,通过远程服务器技术和Java Web技术,实现了对环境和设备的远程监测和控制.实验表明,系统达到了设计的要求,对环境的检测和设备的控制更方便,实时的远程控制有助于减小能量浪费.     

智能电网物联网技术架构及信息安全防护体系研究

物联网作为能够全面实现信息感知、可靠传输及高效信息处理的先进技术,在智能电网发电、输电、变电、配电、调度、用电等环节应用广泛且前景广阔。解决物联网的信息安全问题,实现物联网在智能电网中的安全应用既必要又迫切。探讨了智能电网中典型的物联网系统,分析了通用的技术架构及系统面临的信息安全风险,最后提出了智能电网中物联网系统信息安全防范的技术体系和关键的安全防护措施。