《電力信息物理融合系統的負荷預防-緊急控制理論與方法》是依託東南大學，由湯奕擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電力信息物理融合系統的負荷預防-緊急控制理論與方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：湯奕
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
電力信息物理系統(Cyber-physical system, CPS)是信息系統與電力系統深度融合的時空多維異構系統。智慧型電網建設極大地增強了電力CPS中電網和設備的感知能力和控制能力，不僅為輸電網的廣域控制提供了全局信息保障，也為配電網的主動回響控制提供了可能。針對電力CPS，研究考慮用戶意願和行為習慣等主觀信息的主動負荷聚合模型，提出基於中長時間尺度負荷主動回響的預防控制理論與方法；研究通信系統的延時、誤碼和中斷等因素對廣域電網控制的影響機理，提出基於短時間尺度負荷廣域控制的緊急控制理論與方法。考慮電力系統和通信系統的時間同步性、多源異構特性、元件組成和自然回響特性等特性，研究基於電力CPS的負荷預防-緊急控制聯合仿真方法，建立聯合仿真實驗平台，為驗證本項目所提理論和方法提供技術支撐。
結題摘要
隨著智慧型電網建設的推進，大量感測設備、通信設備、計算設備和電氣設備通過通信網和電力網兩個實體網路互連，成為一個具備實時感知、動態控制和信息服務融合能力的多維異構複雜系統，即電力信息物理融合系統（Cyber Physical System，CPS）。在電力CPS環境下，多元廣域信息的獲取和利用為電網分析與控制決策帶來了數據支撐，但同時也引入了信息通信網路失效的風險。該基金以負荷控制為切入點，分析電力CPS運行控制中面臨的機遇和挑戰，具體工作如下：（1）從線上負荷建模、負荷聚合回響能力評估、負荷預防控制策略以及負荷控制效果分析的角度，對考慮用戶主觀信息的負荷預防控制進行了整體研究，提出了基於智慧型量測信息的線上負荷建模方法，基於負荷聚合潛力的信息物理建模方法，考慮動態回響潛力的負荷雙層控制策略以及考慮需求側負荷聚合控制特性的電網暫態頻率預測方法。（2）基於對電力CPS結構和特點的深入分析，提出基於關聯特徵矩陣的電力信息物理耦合系統建模方法，對電力CPS中能量流與信息流的複雜互動機理進行了全面的描述。進一步地，基於電力物理層和信息通信層通過電力通信業務互動影響的本質，提出了通信故障對電網實時負荷控制影響的量化評估方法，以及評估電力CPS系統脆弱性的研究架構。（3）在廣域緊急負荷控制的研究中，一方面，從利用系統電網全局信息的角度，充分考慮電網的頻率電壓空間分布特性，提出了新型低頻低壓減載控制算法，另一方面，從考慮通信系統可靠性的角度出發，在電力系統頻率態勢預測及緊急負荷控制方案實施中考慮通信系統的脆弱性，從而提高方法的有效性和可靠性。（4）對通信與電力互動仿真系統進行了研究，提出了基於狀態快取的電力CPS非實時仿真時間同步方法，並針對電力CPS環境下負荷控制業務測試場景，搭建了電力CPS實時仿真平台以及硬體在環仿真平台，成果可以擴展用於各類型智慧型電網套用的實驗驗證。
