面向电力信息物理系统的端边云雾协同模型
2021-12-10刘靖雯谭阳红
电力系统及其自动化学报 2021年11期
刘靖雯,谭阳红,邓 勇
(湖南大学电气与信息工程学院,长沙 410082)
为响应国家电网政策,加快推进坚强智能电网、电力物联网IoT(internet of things)的建设,实现全面感知和实时交互的能源互联网[1],面对海量异构数据的处理、筛选、计算、储存,亟需考虑建立具有低时延、高可靠的电力物联网[2]。电力物联网中信息流能够实现对异构环境下的能源分配、传输、消耗进行智能管理[3]。针对电力信息物理系统CPPS(cyber power physical system)具备的广域分布、数据海量、模型复杂等典型特征以及物理系统和信息系统因尺度不同导致行为特征差异,故而CPPS模型应充分考虑物理网与信息网的实时交互动态特性及信息拓扑静态特性。
关于CPPS建模,现有研究多采用图论、矩阵计算、相依网络[4]等理论知识,其一,利用“混成系统”思想,注重“离散”与“连续”的整合以及交互过程[5]。例如文献[6-7]重点采用“外网等值”的方法,构建状态量数据节点与数据支路,建立CPPS静态信息流计算模型;文献[8]采用微分代数方程组描述信息流特性,逻辑链路矩阵描述信息流动态流动过程,显式求解延时和流量分布;文献[9]采用有限状态机和混合逻辑动态模型作为CPPS融合模型,对象化描述连续物理变化规律以及离散状态转换规律。上述建模过程多关注CPPS闭环控制过程中信息映射关系的描述,无法反映通信元件特性。其二,采用“电力网状态方程”建模,侧重于将离散状态量作为连续系统的输入变量,考虑对连续系统的控制过程。例如文献[10]考虑集群理论下电网运行多智能体模型,运用分布式控制保持严重扰动下同步发电机保持稳定;……
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