能源互联网信息技术研究综述 - MIT - Massachusetts(14)

挖掘技术等是信息收集模型研究重点，难点在于设计信息融合机制，保证负荷状况及网络运行状况及时分享。优化决策依赖多种约束条件，网络节点和可控制设备数量增加将导致模型规模势迅速膨胀，高效计算方法是制定优化策略的关键，模型化简方法、计算机辅助求解方法、近似计算方法及新的计算架构等是研究重点。调度目标影响能源使用效果，调度指标细化应满足网络的自愈性要求、调度策略的时效性要求、调度策略的安全性要求等，使得基于目标得到的策略应能够应对特定模式失效情况的发生、避免过时策略对网络造成冲击、避免信息被篡改或阻挡的能力。 4.2 开放智能的能源传输控制

可靠传输是能源互联网推广和应用的基本要求，便捷接入控制、传输过程中对失效预警与容忍能力、及高效应急响应能力是建设目标。研究的重点主要包括以下方面：（1）可靠传输网络和传输机制设计，从传输过程角度保证能源传输的可靠性；（2）信息-能源紧耦合的网络交换设备，提高网络控制的智能化水平，从接入控制和异常处理方面提高传输可靠性。

4.2.1 可靠传输网络和传输机制设计

能源传输线路将分布于各种自然环境中，所有线路和传输机制设计都涉及到处理和响应设备失效。网络规模的扩大和用户对智能化要求的提高，可靠的传输网络规划和传输机制设计的研究重点集中在网络可靠性分析模型、安全传输机制设计和网络架构规划等方面。

可靠性分析模型的研究在于给出能够反映网络可靠性状况的指标和形式化定义，探讨能够刻画能源互联网的模型工具、研究高效的模型计算方法等。一般地，能源传输网络可以认为是基于物理载体的传输机制的实现，其可靠性依赖于物理网络架构和传输机制或承载业务类型。能够综合反映各个层面特征的模型方法是亟需突破的方面。此外，指标度量尺度决定可采用的模型分析方法，综合平均情况指标度量和即时状态指标度量的动态度量体系是应该关注的重点。

安全传输机制设计涉及传输网络的选择、保护设备的部署、设备协同工作机制及安全事件应急响应方案等。从网络生命周期看，传输业务实施之前，应确定主传输网络、备份传输网络及它们之间的协同机制，避免级联失效发生的方法、保护设备的部署和设置以及各种保护设备的系统工作方案是研

究重点；安全事件发生后，传输恢复、传输迂回是必须考虑的应急响应内容，兼顾性能或成本的应急策略是关注重点；能源互联网建设是一个渐进过程，基于已有网络基础设计经济、兼容的网络架构进化路线是可靠传输网络设计研究重要方向，已有设备的继承和可靠性兼顾构成了研究难点，开放、灵活的网络管理机制是研究重点。 4.2.2 智能能源交换设备设计与优化

借鉴信息互联网的组网经验，设计具有连接能源网络各组成部分和能源调节控制功能的能源路由器可以实现网络便捷接入、能源传输控制，并为满足用户个性化能源需求奠定硬件基础。针对电力能源，文献[56]给出了路由器原型（见图7），并指出应对能源流动态调整和电力设备间实时通信是其主要功能要求。更为实用的能源交换设备的设计和优化一直是当前电子控制领域研究的重点。

以电力能源为例，智能交换设备应支撑大规模发电、电力传输、电力分发、操作优化、电力销售、智能消费等方面的应用。从用户层面看，应支持便捷接入与断开、请求高效上传、策略随状态及时更新等功能；从运营层面看，应具有微网间和微网内的管理功能，表现在动态调整能源流向实现整体网络的供需平衡，调配域内的各种资源实现生产方式的优化调度；从实施角度看，应采用电力电子技术实现自动化电力分发与管理功能，支持通信功能，保证消息传输具有低延时、高可靠性和高安全性的特点，部署具有即插即用功能，保证分布式网络智能性（Distributed Grid Intelligence， DGI）。

Figure 7 Layered architecture of power energy routers

图 7 电力路由器层次化架构

该设计给出了上述功能的实现方法，但信息通信模块作为底层支撑单元可能变为整个设备运行的瓶颈，无法满足所有业务的要求（如目前电网中的保护业务等）。因此，适应各种能源网络业务的交换设备设计仍面临挑战。此外，细化用户的能源