[發(fā)明專利]一種基于微電網(wǎng)能量控制策略的信息物理系統(tǒng)建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910191932.1
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN110224427B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 張有兵;王妍彥;徐登輝;楊曉東;魏春
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G06F30/367
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種基于微電網(wǎng)能量控制策略的信息物理系統(tǒng)建模方法，包括如下步驟：S1，建立微電網(wǎng)的基本結構模型，選擇適用的能量管理策略；S2，研究微電網(wǎng)能量管理策略的控制過程，建立物理模型；S3，研究信息在傳輸過程中可能出現(xiàn)的問題，并分為元件故障、轉(zhuǎn)發(fā)錯誤、傳輸錯誤和傳輸時延四類；S4，針對各種信息系統(tǒng)問題建立兩狀態(tài)模型、路由模型和傳輸模型三種相互緊密聯(lián)系的信息模型；S5，將物理模型和信息模型融合，建立基于能量控制策略的信息物理系統(tǒng)。本發(fā)明充分考慮了信息系統(tǒng)引入的風險，能夠真實模擬微電網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)過程，使能量控制策略的仿真效果更貼近實際值。

技術領域

本發(fā)明涉及一種信息物理系統(tǒng)建模方法，尤其涉及一種基于微電網(wǎng)能量控制策略的信息物理系統(tǒng)建模方法。

背景技術

面對能源危機、環(huán)境污染的雙重壓力，迫使我們大力發(fā)展清潔的可再生能源，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)已逐步向“電網(wǎng)2.0”轉(zhuǎn)型。推動智能電網(wǎng)發(fā)展的主要動力在于促進間歇式可再生能源(renewable energy source，RES)、電動汽車(electric vehicle，EV)等新型負荷和各種儲能設備的并網(wǎng)與優(yōu)化調(diào)度。微電網(wǎng)作為由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負荷、監(jiān)控和保護裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)分布式電源的靈活、高效應用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式電源并網(wǎng)問題，是實現(xiàn)主動式配電網(wǎng)的一種有效方式，在實現(xiàn)電力系統(tǒng)智能化轉(zhuǎn)型中扮演重要角色。

然而，隨著微電網(wǎng)內(nèi)能源、負荷形式的逐步多樣化，以及微電網(wǎng)物理網(wǎng)絡和信息網(wǎng)絡聯(lián)系的日益密切，傳統(tǒng)的僅基于物理聯(lián)系的能量控制策略有了很大的局限性，基于微電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)的新型能量控制策略逐漸成為了研究的熱點。這種微電網(wǎng)能量控制策略的特點在于需要借助信息系統(tǒng)進行實時的數(shù)據(jù)交互，使發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)有機結合，達到更佳的優(yōu)化運行、控制效果。

然而，微電網(wǎng)信息系統(tǒng)雖然能夠為全網(wǎng)更為精確有效的優(yōu)化控制提供支撐，但是也會引入新的安全風險。信息元件故障、路由轉(zhuǎn)發(fā)錯誤、以及數(shù)據(jù)延時和誤碼等信息系統(tǒng)問題將可能導致本地控制器(local controller，LC)無法及時采取有效措施，或者能量管理中心(energy management system，EMS)無法及時更新系統(tǒng)信息，使得全局最優(yōu)調(diào)度控制失去保證，交互成本增加，EV集群電池壽命減少，甚至惡化系統(tǒng)性能。

此外，目前大多數(shù)的能量控制策略在模型建立和仿真驗證過程中，以所需數(shù)據(jù)能夠被完整并及時地接收或送達為前提，并沒有充分考慮信息系統(tǒng)的運作機理。因此，有必要研究一種基于能量控制策略的信息物理系統(tǒng)建模方法，以用于更有效且準確地衡量能量控制策略的運行效果，甄別并改善微電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有微電網(wǎng)能量控制策略在仿真模擬時未充分考慮物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)之間耦合關系的不足，本發(fā)明提供一種基于微電網(wǎng)能量控制策略的信息物理系統(tǒng)建模方法，充分考慮了信息系統(tǒng)引入的風險，能夠真實模擬微電網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)過程，使能量控制策略的仿真效果更貼近實際值。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術方案：

一種基于微電網(wǎng)能量控制策略的信息物理系統(tǒng)建模方法，包括如下步驟：

S1，建立微電網(wǎng)的基本架構模型，選擇合適的能量管理策略；

S2，研究微電網(wǎng)能量管理策略的控制過程，確定物理元件的輸入輸出數(shù)據(jù)，建立物理模型；

S3，研究信息在傳輸過程中可能出現(xiàn)的問題，并將其分為元件故障、轉(zhuǎn)發(fā)錯誤、傳輸錯誤和傳輸時延四類；

S4，針對各種信息系統(tǒng)問題建立兩狀態(tài)模型、路由模型和傳輸模型三種相互緊密聯(lián)系的信息模型；

S5，將物理模型和信息模型融合，建立基于能量控制策略的信息物理系統(tǒng)。