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大都会,信息物理交融的才智动力体系多级对等协同优化-雷火电竞下载

admin 南方天气预报 2019-11-06 250 0

才智动力体系:是集动力的物理网络、信息网络和金融网络于一体,归纳考虑动力的社会和技能两层特点,具有自组织、自和谐、自管理等功能,具有敞开、同享和即插即用等特征,并满意安全、经济和可继续等社会需求的未来动力办法。才智动力体系(Intelligent energy systems, IES)经过分布式产消者(联盟)对等交互的办法促进动力流、信息流和事务流的深度交融,完结区域动力的自给自足和可再生动力的经济使用。

才智动力体系是新一代动力电力体系的开展趋势。一方面,电力动力在出产、传输、存储、消费和买卖等各个环节呈现出信息与物理深度交融的特性;另一方面,电力网络基础设备作为物理体系便于与信息体系无缝集成和互动。在信息物理交融动力体系(Cyber-physical energy systems, CPES)的推进下,动力电力体系逐步从数字化、信息化向智能化、金消融的方向开展。

新一代动力电力体系开展趋势

现在,大多数动力电力体系以单纯的发电侧或负荷侧作为动力实体,并依托中心组织来完结双方或多边零售电力商场的一般架构。但是,跟着可再生动力技能的开展,特别是考虑到集动力出产、消费、买方和卖方于一身的产消者大规模浸透,这种集中式优化办法现已无法满意新的零售电力商场需求。例如:

1)杂乱运转环境下的产消者自主调度和本地动力供需平衡;

2)考虑用户功效和社会福利最大化的电力商场买卖机制;

3)高效、牢靠的电力金融体系,以支撑灵敏的电力买卖履行;

……

怎么对才智动力体系进行建模?

本文将才智动力体系拆分为三层网络结构:物理体系网络层、信息体系网络层和金融体系网络层。

在物理体系网络层, 每一个电力用户被视为一个产消者单元,由智能电表、能量纽带、可再生动力发电设备(如家用小型风力发电机、光伏面板),储能设备(如蓄电池)以及智能负荷(如智能家用电器、电动汽车)等组成。出于广域动力供需平衡的考虑,将若干用户结成产消者联盟,以进一步减小动力供需的全体误差。

在信息体系网络层,依据现有通讯技能或下一代通讯技能,智能电表和动力路由器作为信息聚合器实时收集节点的动力信息,并以数字钱银的办法完结电力买卖。一方面,在产消者联盟内,动力路由器依据产消者节点的动力信息和谐一切节点的对等电力买卖。另一方面,在产消者联盟间,底层产消者节点可经过动力路由器与其他联盟内产消者节点达到对等电力买卖。

动力金融体系网络层依据区块链技能向用户供给可编程智能合约和分布式买卖记载等服务,其信赖机制不来于第三方的背书,而是一切用户关于一致机制的认同。因而,用户可依据本身资源状况拟定合约完结对等电力买卖,并记载买卖成果。

需求着重的是,尽管体系为分层架构,但三层网络间并不独立,而是经过能量流、信息流与事务流优化互动。


才智动力体系结构示意图


怎么对模型进行多级对等协同优化?

在才智动力体系中,电能作为产品可被用于电力买卖,与此一起,产消者节点作为理性人可依据本身需求发生理性购/售电志愿,传统的建模办法已不能很好地反映出这种理性志愿,需求讨论一种更为有用的建模办法以量化用户对电能产品的需求功效。

Stone-Geary功效函数经过整合本钱稳定功效指数,可以更精确地量化用户消费偏好。依据此,以最大化用户功效为方针函数,拟定局域和广域两级产消者对等协同优化问题。其间,局域和谐用于本地电力资源最优分配,广域和谐用于进一步减小动力供需的全体误差,由此二者经过信息交互体系完结协同优化进程。一起,还拟定了双向拍卖机制以鼓励各产消者节点理性报价并自动参加体系资源优化装备进程。


信息交互体系示意图


跟着动力电力体系的不断开展,怎么构建新式产消者商场分布式电力买卖模型现在仍是一个敞开性问题。鉴于此,本文结合动力的社会和技能两层特点,从产消者对等交互进程中的社会福利、供求平衡和需求志愿等方面动身,提出了一种信息物理交融的才智动力体系多级对等协同优化办法。该办法依据Stone-Geary函数和双向拍卖机制重构了电力资源优化分配问题,更好地反映了分布式电力买卖中的产消者偏好。在此基础上,针对用户隐私和电力买卖安全等需求,规划了依据智能合约的金融辅佐服务,处理了分布式产消者灵敏电力买卖履行的问题。

文章信息:司方远, 汪晋宽, 韩英华, 赵强. 信息物理交融的才智动力体系多级对等协同优化. 自动化学报, 2019, 45(1): 84-97.

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