随着信息技术的快速发展以及工业控制应对复杂并发工况的需求,信息控制系统与工业应用过程紧密融合成为技术热点。信息物理系统的概念及理论注重信息空间和物理系统之间的联系与交互作用,是实现二者融合分析与控制的有效手段,信息技术广泛应用到现代电网并深刻影响其运行模式,电网已成为典型的信息物理系统,在多元用户供需互动的场景下这一特征更加突出。
电网信息物理系统的关键技术
现有电网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诱发的叠加风险,未能挖掘二者融合作用带来的能力提升。为此,迫切需要从信息物理融合的整体视角将计算过程、网络通信和电力物理特性有机协同,在传统电力系统理论基础上进一步发展形成电网信息物理系统的分析与控制理论。
上海交通大学刘东教授与全球能源互联网研究院高昆仑副院长带领团队系统总结了国家重点研究发展计划项目“电网信息物理系统分析与控制的基础理论与方法”和国家自然科学基金项目“主动配电网协调控制的信息物理融合机理研究”等的研究成果,凝炼成《电网信息物理交互机理与建模》一书。
本书探索电网运行与控制的信息空间与物理系统在拓扑连接与功能耦合方面的交互机制,揭示信息过程和物理过程之间的驱动逻辑与演变规律,建立电网信息物理系统的元件模型与系统分析模型,内容包括电网信息物理交互机理分析、电网信息物理元件建模的自动机方法、电网信息物理系统建模的混合系统方法及其典型应用等。
本书可供从事智能电网、新能源以及配电网规划、设计、运行及维护等工作的工程技术人员与管理人员参考,也可供研究新型电力系统和新能源技术的高校师生及相关科研与产业工作者参考。
本书特点
本书提出了基于图论的信息物理关键交互路径辨识方法与计及连续过程与离散状态相互驱动的信息物理耦合事件分析方法,揭示了电网信息物理系统中能量流与信息流协同互动、连续过程与离散状态紧密融合等信息空间与物理系统之间广泛存在的交互机理。
本书提出了基于自动机的元件级微观精细建模方法与基于混合系统的系统级宏观融合建模理论,揭示信息物理混成分析、安全可靠性分析、优化控制等应用场景中电网信息物理系统融合建模的共性关键特征与差异化建模因素,从元件层面、信息流与能量流、离散状态与连续过程等多维度全面阐释了信息物理交互机理,实现了交互过程的量化建模与评估,突破了各应用场景中电网信息物理系统融合建模的技术瓶颈。
目录
精彩样张
本书由刘东教授与高昆仑教授级高工组织编写并统稿,陈颖参与第2章写作,柴博、林国强、韦鸣月、王宇飞参与第3章写作,王云、 张沛超、陈冠宏、翁嘉明参与第4章与第5章的写作。
刘东,博士,上海交通大学长聘教授、二级教授,博士生导师,电气工程系学术委员会主席,教育部新世纪优秀人才,国家能源智能电网(上海)研发中心智能配用电研究所所长,国家重点研发计划(基础研究类)“电网信息物理系统分析与控制的基础理论与方法”项目负责人。长期致力于智能电网、主动配电网、信息物理系统、能源互联网等领域的研究。
高昆仑,博士,全球能源互联网研究院副院长,教高、博士生导师,新世纪“百千万人才工程”国家级人选,大数据算法与分析技术国家工程实验室副主任、中国电机工程学会智能感知专委会副主任、国际大电网组织信息通信技术专委会(GIGRE D2)委员。国家重点研发计划(基础研究类)“电网信息物理系统分析与控制的基础理论与方法”项目的课题负责人。长期致力于电力系统数字化、信息物理系统等领域的研究。