浅谈能源互利网中的系统模型构建

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　　摘 要：本文通过介绍新一代能源互联网的模型结构，阐述了其主要的建模形式和建模时相关的问题，为未来能源互联网中的模型建立奠定了基础。
　　关键词：能源互联网;模型建立
　　1 新一代信息能源系统的建模
　　我国众多企业也开始了能源互联网的研究。清华大学与四川省政府共同穿件能源互联网产业研究院，致力于探索应用于技术的结合。与此同时，众多学者也公开发布在能源互联网方面的见解。总而言之，能源互联网发展在互联网的基础上，通过建立多能源流系统，实现消费者与能源制造者之间的互动。因此，能量流与信息流深度融合，将信息物理融合系统推到新高度。
　　2006年，美国国家科学基金会提出信息物理融合系统，将计算与物理资源紧密结合形成多维复杂系统。此新型系统与传统系统相比更加注重计算设备与环境之间的融合，将传感器与互联网应用结合，远超仅关注与逻辑控制的系统。物联网的发展强调信息的感知与传递，为打造更广阔的互联网平台信息物理系统一共更加及时的反馈控制。信息物理系统为网络控制系统的强化。
　　信息物理系统的应用范围较为广泛，例如物理能源系统、信息能源系统等。具体表现为智能楼宇、智能电网等。电力信息物理融合系统以智能电网为导向，通过基础框架及关键技术，包括建模分析，运行控制，形态验证。以高效地实现信息系统与电力系统的结合。
　　2 物理融合系统建模概况
　　电力系统将信息的时序性与驱动的性能差异作为物理融合系统建模的重点及难点。研究建模在于如何兼顾微分和代数方程在电力系统的融合，实现系统连续或离散异构的融合特性。减少两者之间的影响，实现其实时性与同步性。
　　3 新型信息能源系统 建模技术发展挑战
　　新型信息能源系统的建模与物理融合系统建模有些许不同，主要体现在一下两个方面：
　　（1）新型信息能源系统将能量与信息流的相互祖宗用使用随机动态特性的数学描述方法。
　　（2）系统通过控制字节点的状态减少冗余的信息量，可以适应更加广泛的互联网大数据交互应用。
　　4 基于随机微分方程的动态特性建模思路
　　我们可用方程组来具体描述信息能源系统，新型信息能源系统的各部分性能将随着各元件的增强而增强，需要对系统原件的随机性加以重视。如电动汽车和苛杂滋生能源的利用等方面。构建的微分方程如下：dx/dt=f（x，t）+y（t），x（t0）=x0。將f表示为系统中原件的特性方程，描述各院极简的动态特性。例如在先前研究中将高斯随机激励项构建非线性微分方程，并发现新型的失稳现象。此外用代数方程描述电力网络的分析总会忽略电磁暂态现象。新型信息能源系统将与天然气、暖气、等进行耦合，再使用微分方程描述系统过程的动态特性。因此，新型信息能源系统可通过联立微分或代数方程研究其建模及数值积分，以求解能源系系统的相应。
　　5 基于减少信息冗余的模块化建模构想
　　使用模块化建模在于实现几种内部的闭环信息系统看做同一个模块，例如发电机等符合设备。同时将模块内的关键状态与通信网络进行交互，较少冗余信息量，提供建模的物理信息模型。将所有信息的交互量作为节点进行信息建模，实现能源系统的迭代交替。此建模思想对接点信息进行了优化。
　　模型构建思路图
　　将模块建模的两种不同能量进行耦合，实现能量枢纽与物理信息模型的交互研究。对数学模型的耦合矩阵进行监理求解成为当前的热点问题。但是物理信息模型在现有文献中提及较少。事实上，能量枢纽作为此能源系统的重要纽带，像电力系统变电站，气系统安全关乎整个能源系统的安全。构建此模型的安全评估系统是此系统中的重要部分。此外，能量枢纽需要考虑不同能源的转换问题进行建模，表征信息系统中的对应状态量。
　　参考文献：
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