電力信息物理系統建模與控制研究綜述

洪婉舒, 張 寧

(上海電力大學 自動化工程學院, 上海 200090)

隨著社會經濟和工業化的迅速發展,化石能源的大量使用對環境造成了不可逆污染,能源需求問題已成為世界各國亟需解決的共同難題[1]。風能、太陽能等可再生能源因其清潔、無污染、可持續等特點成為各國能源研究的首選。近年來,隨著信息技術的高速發展,互聯網信息技術逐漸被融入電力能源系統,智能電網和微電網等概念被相繼提出[2-3]。為了實現多種能源共同供能的目標,一種新的能源與信息利用體系——電力信息物理系統應運而生。

信息物理系統(Cyber Physical Systems,CPS)是一類集成計算、網絡和物理實體的復雜系統,最初由美國國家基金委員會提出,在隨后幾年內CPS成為美國政府在信息技術領域的重點研究方向和國際學術研究熱點。信息物理系統是將3C(Computation,Communication,Control)三者進行有機融合與深度協作[4]。電力信息物理系統(以下簡稱“電力CPS”)改變了傳統電網的規劃以及控制方式,高度融合了物理系統和信息系統,將新能源與傳統能源系統融為一體,為電力系統與信息、通信技術的深度結合提供了途徑[5]。

隨著各國學者對電力CPS研究的逐步深入,針對電力CPS的關鍵技術[6-10]、能源系統[11-12]、針對性算法[13-15]、可靠性評估[16-20]、模型的建立與控制方法[21-22]、故障研究[23-24]、平臺開發[25-26]等均有涉及。文獻[7]利用電力CPS,融合具有溫控性的負荷,對風能消納進行了研究。文獻[12]基于統計理論,研究了風電對電力CPS評估指標的影響。在針對性算法研究方面;文獻[13]將Q學習算法與電力CPS相結合,明顯提升了控制器的魯棒性;文獻[15]研究了粒子群算法對電力CPS控制策略中功率分配的影響。……