微电网cps体系架构及其物理端研究 architecture of microgrid cps and research of its physical side.pdfVIP

第32卷第5期 电力自动化设备 V01．32No．5 E1ectdcPowerAutomation @2012年5月 Equipment Mav2012 微电网CPS体系架构及其物理端研究 刘汉宇．牟龙华 (同济大学电子与信息工程学院，上海201804) 摘要：针对未来微电网智能化发展的趋势，提出将信息物理融合系统(CPS)技术引入微电网建设中，建立微电网 架，分别为应用层、网络层、连接层、协调层、调节层和物理层，对每个控制层的功能和作用进行了描述；通过对微电 网cPs环境的云计算平台进行分析．指出其中可能会存在的大量端点资源浪费的问题．并提出采用云端计算方式 的Agerlt模型．并对其行为进行了描述． 关键词：电力系统；信息物理融合系统；微电网：架构；Agents；云计算；云端计算；信息技术 中图分类号：TM727 文献标识码：A 将是继物联网之后信息技术的重大技术革新．将彻 0引言 底改变人类与客观世界事物的交互行为和人类自身 长期以来．电力系统建设主要是集中于电力系 的存在方式嘲。 统本身．并没有充分考虑与之密切相关的信息系统 先进的信息技术是智能电网的必要保障[7]。文 和通信系统。这主要是因为当时的信息系统和电力 献『8]中提出将CPS概念引入电力系统中。初步建立 系统还不需要具备足够深入的交互和控制…。随着 了电力CpS架构．这个框架可以在一定程度上满足 近年来电力系统的发展．特别是智能电网概念的提 智能电网的某些特性．如自主行为、海量数据处理。 出，明确地指出未来电力系统发展的信息化本质[2]． 但这个框架是建立在智能电网的基础上的．并且是 传统的电力系统架构显然已经不能再满足进一步发 对整个庞大的电力系统进行电力CPS架构建立．比 展的需要。 较笼统．而且直接钊对未成形的智能电网引入CPS 的概念在操作上会遇到不小的困难。 信息物理融合系统cPs(cyberPhysica】s丫stem) 是将通常的计算能力、通信能力、自治控制能力三者 本文在电力系统中选择一个“合适”的局部环 进行兼容和深度整合．通过信息系统和物理系统的 节．通过引入先进的CPS技术．建立系统局部的电力 深度交互融合而形成的一个全新的研究领域。就其 CPS，逐步实现整个电力CPS。由此，本文提出将CPS 本质丽言．CPs是在对环境充分感知的基础上．将计 概念引人现有的微电网平台上，构造微电网CPS。 算、通信和控制深度融合的控制网络。CPS强调在环 1微电网中引入(：PS技术的可行性 境感知和物与物互联的基础上．实现对物的实时、动 态的信息控制与信息服务，能够以安全、可靠、高效 微电网是为r解决分布式电源并网而出现的一 和实时的方式来检测或者控制物理实体…．CPS的 个可控的小规模发电网络…。选择在微电网平台上 意义在于将带有嵌入式特性的物理设备连接到互联 引入CPS、主要是基于以下理由。 网上，将无所不在的环境感知、嵌入式计算、网络通 a．微电网是未来智能电网的重要组成部分．是 信和网络控制等技术融合在一起，使得物理设备系 新能源分布式发电的接入端和用户受电端。确保对 统具有了计算、通信、精确控制、远程协调和自治五 微电网电能质量的连续实时监视和控制。对于保证 大功能．从而实现人类与物理器件的互动[4．引。 用户用电安全、避免微电网信息孤岛十分重要。