电力信息物理系统韧性的概念与提升策略研究进展

信息系统和物理系统耦合形成的信息物理系统,使电力系统具有更强的可控可观性,与此同时,信息系统与物理系统的故障将造成更严重的电力安全事故。如何结合通信因素分析信息系统与物理系统的互相作用,是提升电力信息物理系统韧性的关键问题。首先,设计了电力信息物理系统的框架,定义了电力信息物理系统韧性概念的特点并分析韧性的意义。其次,基于信息流动路径的传输原理介绍通信技术的特点和发展趋势,并根据信息网络特点分析不同极端事件对韧性的影响。再次,归纳了电力信息物理系统联合仿真方法。然后,总结了各层次网络韧性提升策略的研究进展,探讨了卫星通信、无人机通信等应急通信技术的可行性。最后,阐述电力信息物理系统韧性研究未来面临的挑战。     

智能配电网信息物理融合保护系统的研究

为了实现智能配电网中继电保护系统信息在更深层次上的融合,引入信息物理融合系统（Cyber-Physical System,CPS）的概念,借助其计算机网络与物理系统紧密结合特点,提出了由嵌入式计算设备,实时通信网络、电子式互感器以及智能开关设备组成的智能配电网信息物理融合保护系统。阐述了系统各个组成部分的功能及结构,给出该系统的基本结构并讨论了其功能与关键技术。探讨了智能配电网信息物理融合保护系统中与传统继电保护系统中过流与选线保护执行方式的区别及其优势所在。     

面向完全分布式控制的微电网信息物理系统建模与可靠性评估

微电网及其控制系统是一种典型的信息物理系统(cyberphysicalsystem,CPS)。微电网物理系统的可靠性与与之耦合的信息系统的准确和高效运行密切相关。对微电网进行信息—物理的综合分析,从机理上研究其耦合本质,对于提高系统运行可靠性具有重要意义。面向完全分布式控制的微电网,研究信息流和能量流的交互过程、信息传输过程以及通信系统的拓扑结构,完成微电网信息物理融合系统的建模与分析。进一步提出基于熵理论的微电网CPS可靠性评估指标。算例结果表明所提模型和方法可以有效分析微电网的信息物理系统,量化微电网通信网络状态对系统稳定性的影响,有效评估分布式微电网运行过程的可靠性。     

征稿启事

正"电力信息物理系统"专栏随着智能电网建设的推进,大量传感、通信、计算、控制设备和电气一次设备通过电力基础网络和信息通信网络两个实体网络紧密互连,成为一个具备实时感知、动态控制和信息服务融合能力的多维异构复杂系统,即电力信息物理系统(Cyber Physical System,CPS)。在电力CPS环境     

征稿启事

正"电力信息物理系统"专栏随着智能电网建设的推进,大量传感、通信、计算、控制设备和电气一次设备通过电力基础网络和信息通信网络两个实体网络紧密互连,成为一个具备实时感知、动态控制和信息服务融合能力的多维异构复杂系统,即电力信息物理系统(Cyber Physical System,CPS)。在电力CPS环境下,     

电力信息物理融合系统模型与关键技术

利用信息物理融合系统(cyber physical systems,CPS),让信息系统和物理系统准确对应,介绍了典型融合网络和传感系统的电力物理信息融合系统(cyber physical power systems,CPPS)的模型,并给出了为适应于智能电网的目标和要求,给出融合为目标的关键技术,从而实现人的控制在时间、空间等方面的延伸,将物理设备联网,特别是连接到互联网,使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治五大功能。     

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     

特约主编寄语

正信息物理系统(cyber-physical systems,CPS)是实现计算、通信以及控制技术深度融合的系统。电网作为世界上最大的人工系统,同时也是较早开展信息化和自动化的工业系统。随着电网中信息空间与物理系统的不断融合,探索电网信息物理系统(power grid cyber-physical systems,PGCPS)分析与控制的基础理论与方法是未来重要的研究课题。而现有分析控制方法主要关注信息空间或物理系统本身,难以揭示二者交互影响所诱发的叠加风险,未能挖掘二者融合作用     

能源互联网多时间尺度的信息物理融合模型

能源互联网呈现出信息与物理系统交互影响的特点,研究基于信息物理融合的网络模型有助于实现网络内分布式设备的即插即用和分布式分层的优化控制。文中提出一种基于信息物理融合的能源互联网模型,考虑了网络中信息系统与物理系统时空异构性和网络中量测数据不同步的问题,表征了能源互联网优化控制中信息物理的交互过程,最后结合多智能体优化方法验证了模型的可行性。     

智能配电网信息物理系统故障协调恢复策略

配电网信息系统与物理系统均发生故障时,两者之间的协调可能会达到更好的恢复效果。通过综合考虑恢复过程中的收益、风险、控制代价等因素,提出了一种配电网信息物理系统故障协调恢复方法。首先,结合图论相关知识,根据配电网的拓扑结构建立了信息物理系统邻接矩阵;其次,通过将信息系统的恢复映射到物理系统的恢复中,以恢复净收益最大为目标建立基于货币量纲的信息物理系统协调恢复优化模型,在此基础上,提出了信息物理系统协调恢复策略;最后,通过算例进行了不同恢复方案的比较,验证了所提恢复方法的合理性和有效性。     

智能家居远程通信控制

在成熟的智能家居数字终端产品的基础上,建立了智能家居远程通信控制网络,并设计了智能家居数字终端的网络编码和寻址技术.提出了智能家居远程通信协议,为智能家居行业的通信控制标准化提供了一套可行的技术解决方案.     

基于STM 32的智能终端的设计与实现

智能家居技术是目前社会研究的热点,系统利用先进的计算机、综合布线、传感器、网络通信等技术,将家居安防、环境控制、通信、智能家电等系统有机地结合在一起,进行统一管理与控制.文章设计了智能家居控制终端的整体思路,包括软件和硬件2方面,难点在于系统中重要通信协议的实现,通过对系统软、硬件及整体测试,证明了系统的可用性.     

基于ZigBee的智能家居本地组网技术研究

智能家居组网技术是实现信息化、网络化智能家居系统的基础。在研究各种智能家居组网技术的基础上,介绍了一种基于ZigBee组网技术的智能家居系统,包括智能家居局域网组成、通信协议以及节点模块的软硬件设计。该系统具备低组网成本、低功耗、覆盖范围大、组网方便可靠的特点,同时具备同符合标准的产品互联互通的优势,在智能家居本地组网技术中,具有良好的通用性和可扩展性。     

基于电力线载波通信技术的智能家居控制系统设计

介绍了电力线载波通信技术的概念,提出了一种基于电力线载波通信的智能家居控制系统。详细阐述了该系统的总体设计框架、硬件电路以及软件设计流程。该系统能够充分满足家庭网络通信的基本要求,具有灵活、高效、成本低等优点。     

基于电力线通信技术的智能家居系统

基于电力线通信技术，研究开发了基于全电力线的智能家居系统，并结合电力线高速数据通信系统，构建了基于低压配电网的，集Internet上网和智能家居控制于一体的智能化数字小区，为智能家庭网络系统和电力线通信技术的应用提出了新的思路。     

LIN总线及其在智能家居控制系统中的应用

介绍了LIN总线协议,及其在智能家居控制系统中的应用。LIN总线是新近出现在汽车行业的一种串行通信总线,其协议对硬件的依赖程度低,可基于普通单片机的通用串口等硬件资源以软件方式实现,成本低廉,可广泛应用于汽车行业以外对实时性要求不高的其他领域。利用LIN总线在智能家居系统中构建内部网络,以实现对各电器节点的控制,相较于传统控制方式具有诸多优势,将更为用户所接受。     

电网稳定控制系统通信组网方案探讨

基于电网稳定控制系统的特点阐明了其在通信组网方面的特殊要求,在此基础上介绍了2种典型的区域电网稳定控制系统的组网方案;分析了这2种通信组网方案在不同通信条件下的适应性和优缺点,并针对目前的电网稳定控制系统通信组网方案存在的缺点提出了相应的解决方法;结合智能电网的发展,分析了通信新技术的发展对电网稳定控制系统组网方案可能产生的影响,并指出NGN、SDN和CPS是未来电网稳定控制系统通信组网方案的关键技术。     

配电网智能终端信息安全风险分析

智能终端信息安全风险分析对于配电网的安全运行有着重要的意义。首先分析了智能电表、负控/专变用电信息采集终端、三遥/二遥配电自动化终端等3类配电网典型智能终端的特征;其次从中选取了智能电表与用电采集终端作为研究对象,搭建了相应的仿真平台,从应用系统与通信协议两方面对其进行渗透测试。测试结果表明一些终端的应用系统与通信协议存在安全风险,可被攻击者利用,进而引发电网扰动。基于测试结果,对配电网智能终端进行了安全风险分析,最后给出了配电网安全防护建议。     

电力CPS的架构及其实现技术与挑战

引入前沿信息技术并把电力系统和信息系统进行深度融合是实现电力系统智能化的关键。信息物理融合系统(cyber physical system,CPS)是通过3C(computation,communication,control)技术将计算、网络和物理环境融为一体的多维复杂系统,通过多技术有机融合,实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务,具有非常广阔的应用前景,因而在国际上受到了普遍重视。在此背景下,基于CPS概念并结合电力系统特点,提出建立电力CPS的思路和框架。首先,概述了CPS的概念、主要功能和技术特征。之后,构造了电力CPS的架构和主要组成部分,指出了实现电力CPS的若干关键技术。最后,从基础理论、建模方法、仿真算法、安全性分析、可靠性分析、系统设计与规划、运行调度、标准化等方面讨论了电力CPS研究中所面对的主要挑战。     

基于三层架构的智能家居系统研究与实现

为了提高智能家居系统控制的可靠性和简便性,以物联网架构为基础,综合采用 ZigBee 技术、WiFi 技术、传感器技术、Internet 和移动通信技术,设计了基于感知控制层、网络通信层和应用服务层等三层体系架构的智能家居系统。该系统通过 Android 平台手机实现对智能家居系统的近程或远程控制。通过采用不同的无线传输方案解决了系统的功耗和可靠性等问题。实际测试结果表明,该智能家居系统操作简便灵活,可靠性高,成本低,可以推广应用。