能源互聯網架構設計與拓撲模型

趙 海 蔡 巍 王進法 賈思媛，2

(1.東北大學信息科學與工程學院 沈陽 110819 2.美國加州大學圣地亞哥超級計算中心 圣地亞哥 CA 92093)

?

能源互聯網架構設計與拓撲模型

趙 海1蔡 巍1王進法1賈思媛1，2

(1.東北大學信息科學與工程學院 沈陽 110819 2.美國加州大學圣地亞哥超級計算中心 圣地亞哥CA92093)

能源互聯網是解決能源危機和環境危機的重要手段之一，是第三次工業革命的技術支柱，架構設計問題是能源互聯網研究和發展的基礎。從研究互聯網的拓撲結構特征入手，以能源互聯網的目標和特性為準則，設計了一種基于分級儲能單元的能源互聯網架構；為描述該架構特征，提出了一種能源互聯網拓撲模型，通過仿真，說明所提出的能源互聯網架構在拓撲形態上相比較傳統電網更加接近于互聯網。同時，典型實驗表明，該拓撲模型在結構魯棒性方面相比傳統電網有大幅度提高，所提出的拓撲模型可作為未來研究能源互聯網系統規劃和架構設計的重要理論依據。

能源互聯網 智能電網 儲能技術 架構設計 拓撲模型

0 引言

能源是現代人類社會生存和發展的基礎，然而隨著化石能源的日漸枯竭以及越來越凸顯的環境問題，能源互聯網應運而生。J.Rifkin[1]提出了能源互聯網的愿景，并引發了全世界范圍的廣泛關注。能源互聯網是一個更廣泛的分布式互聯系統，目標是利用互聯網技術推動由集中式化石能源利用向分布式可再生能源利用的轉變。德國提出了“E-Energy”計劃[2]，研究并建立新型能源網絡，在整個能源供應體系中實現綜合數字化互聯以及計算機控制和監測的目標。美國國家科學基金(NSF)項目未來可再生電力能源傳輸與管理系統(FREEDM)意圖設計一種構建在分布式可再生能源發電和儲能設備基礎上的新型電網結構，并提出能源互聯網是智能電網的發展方向[3]。能源互聯網是融合了電力系統、交通系統[4，5]以及信息網絡等復雜系統的高維復雜網絡。

當今人類社會的能源骨干網絡和未來能源互聯網的核心基礎——電力系統，已被證明是一種典型的復雜網絡系統[6]。傳統的基于還原分析和確定性理論的電力系統研究方法，無法解釋在現代大電網中的復雜性現象和行為。例如在實踐中，盡管人們盡可能地對電網進行了隔離保護等安全措施，但一些微小的局部故障或波動卻能夠演化為災難性的全局崩潰。近年來，復雜網絡理論被用于電力系統尤其是電網系統的研究和分析，在電網結構脆弱性、級聯故障分析和仿真、關鍵控制支路和節點辨識等方面取得了豐碩的研究成果[7-11]。

能源互聯網的架構設計、組成單元和主要功能需求等方面都還需不斷地深入研究[12]。然而結構決定功能是自然界的普遍法則。作為復雜的網絡系統，能源互聯網的架構設計及其宏觀拓撲結構是影響系統功能和特性的最重要的研究基礎。復雜網絡理論是通過研究復雜系統的結構特征與統計規律解釋復雜性問題的研究方法體系，對研究能源互聯網的拓撲結構復雜性問題有很重要的研究價值。研究能源互聯網的組成單元主要功能和協議設計與整體規劃都離不開架構設計框架。

從互聯網的基本特點和拓撲特征入手，結合能源互聯網的內涵需求，設計一種基于儲能單元的能源互聯網宏觀架構，并以復雜網絡研究視角，建立拓撲模型，探討能源互聯網未來的架構形態和拓撲特征，旨在為能源互聯網的研究發展提供理論研究的基礎支撐。

1 來自互聯網拓撲的啟發

互聯網自誕生以來，經近50年的發展，已經成為信息傳輸與共享的最重要的載體，形成了具有相當規模和有效管理方式的體系結構。互聯網已不僅是一種單純的技術范疇，而是有著強大融合能力的生態環境，并正以巨大的力量影響著人類社會的生存和發展形態。能源互聯網則將在能源系統的基礎上，通過新能源技術與互聯網技術的融合，實現分布式的互聯和雙向的廣泛共享與交互。因此，借鑒互聯網的發展經驗和形態特征，是能源互聯網建設的最重要內涵。

互聯網作為人類創造的最廣泛的技術網絡之一，自復雜網絡理論引起世人矚目起，就作為典型的復雜網絡實例為人們所重新認知[13]。對電力系統而言，靈活、簡裝的拓撲架構一直是電力網絡追求的目標[14]。在建設目標、功能特性、協議支持和服務范疇等方面，傳統的互聯網可為能源互聯網的設計和建設提供大量的借鑒經驗[15]。研究表明，互聯網的結構拓撲特征影響著互聯網的諸多特性，因此，設計能源互聯網不僅要從理念上學習互聯網，在拓撲結構上也應具備相似的特征，以真正實現能源的互聯網形態聯接。研究和設計能源互聯網的結構還需要從參考互聯網結構入手。

首先，互聯網是一個小世界網絡，其平均最短路徑長度遠小于同規模隨機網絡的平均路徑長度，即網絡平均最短路徑長度與網絡規模增長無關。互聯網的平均最短路徑在4左右。其次，互聯網是一個無尺度網絡，其度分布或累積度分布服從冪律分布p(k)～x-γ，AS級拓撲冪律分布系數γ≈2.2。除此之外互聯網的社團特征、層次性特征和分形特征也都非常明顯。現代電網由于其規模巨大、結構復雜，已具備了復雜網絡特征，在定性分析方面與互聯網拓撲具有一定的相似之處，但其宏觀拓撲特征與互聯網在定量研究中的差別也十分明顯。

當前電力網絡拓撲的小世界特征與互聯網相比還不夠明顯，一方面沒有形成明顯的社團結構，另一方面，無論在平均最短路徑還是聚集系數等量化指標方面均弱于互聯網。因此，電力系統的連接性弱于互聯網。另外，電網拓撲的冪律特征也不夠明顯，在眾多的研究實力中[4]，電網拓撲的度分布大多呈指數分布或弱冪律分布，結構自相似和自組織特性不夠明顯，結構張力和擴展性不夠，網絡效率低。圖1中比較了傳統電網拓撲和互聯網拓撲的冪律分布，圖1a是美國國家電網的累積度分布，圖1b是互聯網AS級拓撲的累積度分布，可見互聯網拓撲累積度分布的冪律特征十分顯著而電網的度分布冪律特征擬合較弱。圖2 比較了電網子網(中國某市電網)和互聯網子網的拓撲差異，電網和互聯網的拓撲區別不僅在宏觀層面，在基本的聯結原理方面也有根本性區別。電網的基本需求在于資源分配，網絡的形態重點是分發；互聯網的基本需求在于資源貢獻，網絡的形態重點是高效的連接與交換。

圖1 互聯網與傳統電網拓撲累積度分布比較Fig.1 Cumulative degree distribution comparison of internet and traditional power grid

圖2 局部電網拓撲與局部互聯網拓撲的比較Fig.2 The topologies comparison of subgraph of powergrid and subgraph of Internet

能源互聯網將傳統的電力系統網絡中的生產分配與消費的簡單關系拓展開。因為未來能源的消費者，同時也是分布式可再生能源的生產者，因此，未來能源互聯網的基本需求將由能源分發的單一目的轉變為以能源分發為主，強調共享和連通性的網絡形態。

2 基于分級儲能單元的能源互聯網架構設計

2.1 儲能技術與能源互聯網

互聯網發展到當前的形態，最重要的3個基本特點是：①分布式管理是互聯網的基本特征，分布式的形態促生了互聯網的開放和平等精神。互聯網整合了無數的分布式資源，構成了天文數字級的體量，發展出了“人人為我、我為人人”的共享體系，動態博弈中，形成了資源的優化整合與分配。②即插即入的接入標準是互聯網發展的高速公路，一方面使得互聯網系統具備強大的擴展能力，另一方面又降低了用戶實現互聯的接入難度。即插即用理念給予了互聯網兼容并包的異構資源整合能力。③分組交換存儲轉發是互聯網發展的重要技術支撐，分組交換也叫包交換，它將通信的整段數據劃分成若干更小的數據包，許多不同的數據包在物理線路上以動態共享和復用方式進行傳輸。分組交換和存儲轉發，提高了資源的利用率和數據的傳輸率，提供給了用戶優先級和服務質量的不同配置選擇方案，同時在資源有限的情況下提供了更高的可靠性和更有效的傳輸手段。

儲能技術被引入智能電網等電力系統領域，最初的目的是幫助節能和調節電網峰谷。在能源互聯網背景下，分布式的可再生能源將成為能源供應主體，因為可再生能源具有分散范圍廣、生產不連續、波動性和隨機性強等特點，儲能技術成為分布式廣泛連接可再生能源入網的關鍵技術，也間接地成為了分布式管理能源互聯網的基礎。此外，借由儲能單元對能源進行隔離式存儲，能夠有機會實現電力參數的適應性調節，實現即插即用的接入能力。最后，儲能單元給以電路交換為輸送方式的電力潮流以存儲轉發的能力，也使得能源的分組包交換成為可能。

如圖3所示，儲能單元相當于互聯網中的服務器和緩沖區，是實現分布式互聯互通的基礎設施[16]。基于儲能技術設計能源互聯網拓撲結構，在設計理念上，首先接近了互聯網的基本特點。

圖3 互聯網服務緩沖與能源互聯網中的儲能單元Fig.3 Buffering in the internet and energy storage in InterGrid

2.2 分級儲能結構

能源互聯網中的儲能單元，根據其容量和處理能力以及相應性能，廣義上分為小型、中型和大型3種儲能單元，其儲能容量以此遞增，如表1所示。小型儲能單元主要用于個人用戶端，如家庭住宅、電動汽車、家庭小型微網發電系統(如屋頂光伏，屋頂風電)等，要求價格低廉，同時具有較快的秒級響應時間。中型儲能單元主要用于大型企事業單位、配電站和新能源中型電站，容量要求較小型儲能系統有大幅度提高，且要求有更高的穩定性和可靠性，轉換效率高，響應時間則可放寬到分鐘級。大型儲能單元主要是能源生產、傳輸和服務企業所獨有，有巨大的儲能容量和極高的可靠性，且長期儲能中損耗小，響應時間可在小時級，表1說明了三級儲能單元的核心指標和要求。在分級儲能結構中，除了傳統發電站可直接投入輸電網并網外，其他的設施和網絡都要通過各級儲能單元的“緩沖”才能互聯互通。一方面通過儲能單元可規整電力參數，使能源可異構傳輸；另一方面，儲能單元也隔離了網絡的各部分，可更有效地阻斷級聯故障對系統的破壞。

表1 儲能單元的分級指標和要求Tab.1 The parameters and requirements of different levels of energy storage units

2.3 基于分級儲能單元設計的能源互聯網的結構

能源傳輸會產生損耗，這就決定了P2P連接的建立是有限制條件的。首先，不會存在跨越多層的長邊，因為能源的異質性，使得長邊會打破分層結構確保的網絡穩定性和協同性；其次，越低層次的P2P連邊，實際距離越短。因為能量容量越小，能夠耐受的傳輸損耗越小。最后，將存在一個核心的最高層面的近似全連通網絡，確保能源互聯網的連通性。

圖4簡要展示了這種基于分級儲能單元設計的能源互聯網結構。其中L、M、S分別代表大型、中型和小型儲能單元。實線邊為層級關系，虛線邊為P2P自主連邊。

圖4 基于分級儲能單元的能源互聯網架構抽象拓撲Fig.4 Abstract topology of intergrid architecture based on hierarchical energy storage units

3 一種能源互聯網架構宏觀拓撲模型

根據第2節中架構特征，給出一種能源互聯網宏

觀拓撲模型，以便為能源互聯網的宏觀拓撲和體系結構設計與優化研究提供理論基礎和實驗平臺。

若將能源網絡中的任何聯網設施都抽象為一個節點，則能源互聯網的結構可表示為由多顆樹形結構聯合成的一個森林，樹的最頂端節點間構成一個派系網絡，樹的同層節點或跨一層節點間會隨機產生連邊。

為確定具體的模型生成參數，參考我國現有電力網絡拓撲屬性[17]和美國國家電網數據[9]，并統計了我國某市的局部電網拓撲規律。結合互聯網宏觀拓撲結果的相關研究結果，得到以下指導原則：

1)能源互聯網中各級別單元存在的數目應呈冪律分布，即等級越高的結點數目越少，等級越低的結點數目越多，且數目呈冪律增加。

2)能源互聯網頂層結構是一個派系網絡。

3)P2P的連邊有與度值相關的優先連接規律。

(2)混凝土底板對組合梁的變形具有一定的抑制作用，但溫度應力在某些部位仍然較大，所以應當重視組合箱梁溫度效應對結構安全的影響。

依據此，在MLW[18]、PFP[19]和DP[20]模型的基礎上，給出一種以樹狀森林層級結構為基礎，輔以有條件隨機連邊機制的能源互聯網拓撲模型，模型算法如下(式(1)、式(2)中的系數依據統計數據構造)：

1)初始化一個派系網絡C。

2)以概率p增加一個節點。添加一個新節點s，然后隨機選擇一個層次結構h，通過式(1)選擇相應的層L，以連接概率公式(2)選擇L層的一個節點t，最后以節點t為父節點、s為子節點建立一條邊。反復執行直到網絡規模達到需模擬的大小。

3)添加E條P2P邊。隨機選擇一個層次結構h，通過式(1)選擇相應的層L，然后在該層隨機選擇一個節點s，接著從接近節點s度值的同層或跨一層節點集合中以式(2)選擇一個節點t，最后在節點s、t之間建立P2P邊。

其中，概率計算公式為

(1)

式中，x為假設節點所在的層次，通過計算選取概率最大的層。

偏好依附公式為

(2)

式中，ki、kj分別為節點i、j的度值；a為經驗常數，根據網絡的形態具體調節。

如表2所示，選取p= 0.5生成500、1 000、2 000 三種規模的能源互聯網拓撲模型，與2013年8月的互聯網拓撲數據和2001年美國電網參數比較發現，在各項參數中，能源互聯網宏觀拓撲更接近于Internet，與傳統電網有較大差別，說明以平等互聯廣泛共享為設計思路的能源互聯網的確可以向設計初衷一樣貼近互聯網的形態。如圖5所示，在拓撲可視化的結果中，可發現模型仿真的基于分級儲能單元設計的能源互聯網(圖5a)相比美國國家電網(圖5c)，在直觀上與互聯網拓撲(圖5b)更加相近。

表2 拓撲模型生成網絡與互聯網和美國電網參數比較Tab.2 The comparison of the characters among the intergrid model，the internet and the US power grid

圖5 能源互聯網拓撲模型與互聯網和美國電網拓撲的可視化比較Fig.5 The visibility comparison among the intergrid topological model，the internet and the US power grid

4 能源互聯網拓撲評價

魯棒性是電網最重要的性能指標之一，電力設備出現故障和意外是在所難免的，少數非常重要的電力設施出現問題進而導致整個電網隨之癱瘓是出現大規模電網故障的主要原因。為驗證基于分級儲能單元的能源互聯網架構的魯棒性指標，進行了仿真實驗。實驗采用隨機攻擊法，即在仿真拓撲中隨機刪除指定個數的節點，表示在實際工作過程中出現的隨機故障，觀察整個網絡的連通程度的變化。

采用整個網絡的平均最短路徑(Average path length，APL)表示網絡的連通性。在一個網絡節點總數為n的無向網絡中，任意兩個節點i、j之間的最短路徑表示為dij。 則整個網絡的平均最短路徑l定義為所有節點對i、j之間的最短路徑的平均值，即

(3)

式中，當網絡節點i、j不可達時，dij=0。

R.Albert和A.L.Barabasi[21]在研究Internet魯棒性時發現，隨著刪除的節點增多，網絡的平均最短路徑先變大后變小。但根據APL的定義可知，APL中不可到達兩點間的距離被定義為0。因此當刪除了足夠多的節點時，網絡開始破碎，APL增大到峰值后開始變小。一般認為研究網絡魯棒性，只需要考慮APL變大的這個區間，而當到達峰值后，網絡已完全破碎而不再具備原網絡的性質和功能。采用APL參數來分析能源互聯網拓撲魯棒性，平均最短路徑長度對應網絡任意兩個節點間進行能源傳輸與通信的平均代價，體現了網絡整體的運行效率，即網絡中任意兩個節點間的平均距離越短，網絡的連通性越好；相反若兩個節點間的平均距離越大，則網絡的連通性越差。實驗采用100次隨機刪除指定比例的節點，并計算網絡平均最短路徑求平均的方法。

實驗結果如圖6所示，在隨機攻擊中，提出的基于分級儲能單元的能源互聯網模型拓撲連通性變化與互聯網拓撲的連通性變化基本相同，在隨機攻擊下，都有很好的魯棒性和生存能力，平均最短路徑變化不大，即使隨機刪除網絡中2%的節點，100次實驗的平均值表明，網絡的連通性并沒有受到很大影響。而在傳統電網中，連通性隨著節點刪除比例的增大越來越差，而且在刪除全網絡2%節點的情況下，網絡出現了大量的孤立節點，網絡也破碎成幾個互相不連通的子網絡，使得再計算平均最短路徑比較連通性已失去了意義。實驗表明，所提出的能源互聯網架構的拓撲具有和互聯網近似的魯棒性，但相比傳統電網有了很大提高，這也得益于分布式的管理原則和P2P邊的存在。

圖6 隨機網絡攻擊對網絡連通性的影響對比Fig.6 Networks connectivity effects comparison under random attacks

5 結論

為解決能源和環境雙重危機，跨越傳統電網與日益增長的能源需求之間越來越大的鴻溝，能源互聯網應運而生。互聯網作為能源互聯網的技術支撐，在另一方面也為能源互聯網的結構設計提供了借鑒。充分考慮了儲能技術在能源互聯網中的重要作用，利用儲能單元在能源互聯網中模擬了互聯網的主要設計理念，并給出了一種基于分級儲能單元的能源互聯網架構。通過對架構宏觀拓撲進行抽象，建立了能源互聯網拓撲模型。

仿真結果表明，所設計的以分級儲能單元為基礎的能源互聯網架構，在拓撲上更加接近互聯網，在平均度、平均最短路徑等基本拓撲參數方面與互聯網特征十分接近。體現了能源互聯網的設計初衷和目標，是一種充分體現平等互聯、廣泛共享的網絡架構。實驗結果證明，所提出的能源互聯網結構相比傳統電網在抵抗隨機故障和攻擊時魯棒性提高很大。

所提出的拓撲模型也可作為未來研究能源互聯網系統規劃和架構設計的重要理論依據和驗證平臺，為研究能源互聯網系統中的體系結構設計與優化的拓撲仿真模擬實驗提供支撐。

[1]RifkinJ.TheThirdIndustrialRevolution：HowLateralPowerIsTransformingEnergy，theEconomy，andtheWorld[M].NewYork：PalgraveMacmillan，2011.

[2]FederationofGermanIndustries(BDI).Internetofenergy：ICTforenergymarketsofthefuture.BDIpublicationNo.439[R].Berlin：FederationofGermanIndustries，2008.

[3]HuangAQ，CrowML，HeydtGT，etal.Thefuturerenewableelectricenergydeliveryandmanagement(FREEDM)system：theenergyinternet[J].ProceedingsoftheIEEE，2011，99(1)：133-148.

[4] 王成山，武震，李鵬.微電網關鍵技術研究[J].電工技術學報，2014，29(2)：1-12.WangChengshan，WuZhen，LiPeng.Researchonkeytechnologiesofmicrogrid[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety，2014，29(2)：1-12.

[5] 肖湘寧，陳征，劉念.可再生能源與電動汽車充放電設施在微電網中的集成模式與關鍵問題[J].電工技術學報，2013，28(2)：1-14.XiaoXiangning，ChenZheng，LiuNian.Integratedmodeandkeyissuesofrenewableenergyresourcesandelectricvehicles’charginganddischargingfacilitiesinmicrogrid[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety，2013，28(2)：1-14.

[6]PaganiGA，AielloM.Thepowergridasacomplexnetwork：asurvey[J].PhysicaA：StatisticalMechanicsandItsApplications，2013，392(11)：2688-2700.

[7] 魏震波，劉俊勇，朱國俊，等.基于可靠性加權拓撲模型下的電網脆弱性評估模型[J].電工技術學報，2010，25(8)：131-137.WeiZhenbo，LiuJunyong，ZhuGuojun，etal.Vulnerabilityevaluationmodeltopowergridbasedonreliability-parameter-weightedtopologicalmodel[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety，2010，25(8)：131-137.

[8] 陳曉剛，孫可，曹一家.基于復雜網絡理論的大電網結構脆弱性分析[J].電工技術學報，2007，22(10)：138-144.ChenXiaogang，SunKe，CaoYijia.Structuralvulnerabilityanalysisoflargepowergridbasedoncomplexnetworktheory[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety，2007，22(10)：138-144.

[9]AlbertR，AlbertI，NakaradoGL.StructuralvulnerabilityoftheNorthAmericanpowergrid[J].PhysicalReviewE，Statistical，Nonlinear，andSoftMatterPhysics，2004，69(2Pt2)：025103.

[10]CrucittiP，LatoraV，MarchioriM.AtopologicalanalysisoftheItalianelectricpowergrid[J].PhysicaA：StatisticalMechanicsandItsApplications，2004，338(1-2)：92-97.

[11]SunK.Complexnetworkstheory：anewmethodofresearchinpowergrid[C].TransmissionandDistributionConferenceandExhibition：AsiaandPacific，Dalian，2005：1-6.

[12]查亞兵，張濤，黃卓，等.能源互聯網關鍵技術分析[J].中國科學：信息科學，2014，44(6)：702-713.ZhaYabing，ZhangTao，HuangZhuo，etal.Analysisofenergyinternetkeytechnologies[J].ScientiaSinicaInformationis，2014，44(6)：702-713.

[13]BarabásiAL，AlbertR.Emergenceofscalinginrandomnetworks[J].Science，1999，286(5439)：509-512.

[14]劉振亞.智能電網技術[M].北京：中國電力出版社，2010.

[15]KeshavS，RosenbergC.Howinternetconceptsandtechnologiescanhelpgreenandsmartentheelectricalgrid[J].ACMSIGCOMMComputerCommunicationReview，2011，41(1)：109-114.

[16]TsoukalasLH，GaoR.Fromsmartgridstoanenergyinternet：assumptions，architecturesandrequirements[C].ThirdInternationalConferenceonElectricUtilityDeregulationandRestructuringandPowerTechnologies，Nanjing，2008：94-98.

[17]XuTian，ChenJie，HeYue，etal.ComplexnetworkpropertiesofChinesepowergrid[J].InternationalJournalofModernPhysicsB，2004，18(17n19)：2599-2603.

[18]ChenG，FanZ，LiX.ModelingtheComplexInternetTopology[M].LjupcoK，GáborV.ComplexDynamicsinCommunicationNetworks.Berlin：Springer，2005：213-234.

[19]ZhouS.Characterisingandmodelingtheinternettopology—therich-clubphenomenonandthePFPmodel[J].BTTechnologyJournal，2006，24(3)：108-115.

[20]ParkST，PennockDM，GilesCL.ComparingstaticanddynamicmeasurementsandmodelsoftheInternet’sAStopology[C].Twenty-thirdAnnualJointConferenceoftheIEEEComputerandCommunicationsSocieties，HongKong，2004，3：1616-1627.

[21]AlbertR，BarabasiAL.Statisticalmechanicsofcomplexnetworks[J].ReviewsofModernPhysics，2002，74(1)：47-97.

An Architecture Design and Topological Model of InterGrid

ZhaoHai1CaiWei1WangJinfa1JiaSiyuan1，2

(1.College of Information Science and Engineering Northeastern University Shenyang 110819 China 2.San Diego Supercomputer Center University of California San Diego CA 92093 United States)

The InterGrid is an important method to solve energy and environment crisis and the technological backbone of the 3rdindustrial revolution.The architecture design issues are the fundamental aspects of the InterGrid research and development.An InterGrid architecture based on hierarchical energy storage units is designed，which is followed the aims and features of the InterGrid as the rules，while leaded by the succeeded Internet topological structural characters.Additionally，a topological model is proposed by bstractive presenting the designed architecture.The presented architecture appears more like to the Internet than the traditional power gird in the model simulations.In the meantime，the typical experiments show that the robustness of the proposed InterGrid architecture is significant improved comparing with the traditional power grids.And the proposed topological model could be an important theoretical foundation to study the future InterGrid system plans and architecture designs.

InterGrid，smart grid，energy storage technology，architecture design，topological model

國家自然科學基金(60973022)，國家項目支撐計劃課題(2012BAH82F04)資助項目。

2015-02-14 改稿日期2015-03-06

TM711；TM743

趙 海 男，1959年生，教授，博士生導師，研究方向為嵌入式技術、復雜網絡、普適計算、信息融合和計算機網絡。(通信作者)

蔡 巍 男，1982年生，博士研究生，研究方向為復雜系統與復雜網絡。