能源互联网信息技术研究综述 - MIT - Massachusetts(10)

通道实现共享，为合理调整控制策略提供信息支撑。

该结构在网络可扩展性、资产继承性等方面具有无可比拟的优势：一方面，当前具有相当规模的骨干电力网（尤其是高压、超高压或特高压线路）为未来能源互联网骨干线路提供了可行选择，耦合能源和通信的线路为构建能源互联网提供了极大的便利；另一方面，分区域建设的配、变电设施天然地适应了该结构的要求，只需要开发智能的边界交换装置即可方便地实现能源互联网组建。

Figure 4 The bus structure of energy internet

图 4 骨干能源供应的总线结构

一般地，为适应能源定向流动，交换装置可以选择或配置为双向或单向，方便网络接入、能源个性化供给和消费等。但是，随着接入单元数量的增加，处理交互信息流给总线结构带来巨大挑战，设计与其它结构协同的信息处理架构和方法是重要研究方向。

3.2.2 层次化结构

尽量实现能源的本地化供应、降低能源的传输损耗是能源互联网建设的目标之一。互联网的相关成果表明：层次化（树形）网络管理结构是一种较为有效的方法[40]。

文献[41][40]针对微网能源管理提出了树形结构，如图5，簇控制器是核心部件，控制器通过智能电表等信息采集设备获知底层用电单元的能源需求和生产信息，经过简单的计算完成电力能源的由底至上的调度。只有当底层用能单元无法实现供给平衡时，控制器才向上层控制器发送能源请求信息，并与骨干总线结构配合实现能源供给平衡。此外，树形结构具有较好地错误隔离特性，当发生故障时，能较好地避免故障的蔓延，本质上具有提高网络可生存性的能力。

更进一步，为支撑分布式可再生能源兼容，文献[8]给出了覆盖网结构，可以认为是对树形结构的推广。结构强调微网可以受多个控制器控制，与树形结构相比，虽然控制和调度更为困难，但能够更加灵活地实现能源的供给平衡。目前，层次化结构已被较好地应用于网络主体位置和需求变化较小

的微网，但是，高效控制和管理策略仍是推广该结构的瓶颈。

Smart control unitSmart energy consumersSmart energy switch

Smart switchers with devices

energy metering

Figure 5 The tree structure of energy internet

图 5 微网内的层次化结构

3.2.3 自组织结构

自组织网络架构摆脱了固定网络结构的束缚，旨在通过能源主体间的协同协议实现网络结构的快速演化，提供一种利于发挥能源体自主能动性、应用潜力巨大的网络组织结构。

简单地，自组织网络架构是能源主体根据需求或事件，借助已有的物理设施主动变换子能源互联网构建的架构，如图6所示。该类网络没有固定的网络结构，随着能源需求的变化可以自主地组建合适的网络结构，如电动汽车从A区域驶入B区域后，可以自主地选择加入的电力子网络，实现能源的最优利用，从时间角度看，该种能源网络结构呈现较大的动态变化性。

Figure 6 The ad hoc structure of energy internet 图 6 自组织能源协同的子互联网结构

类似于计算机网络中的P2P网络和无线通信中的自组织网络，自组织结构中的能源主体行为受其