项目来源

国家自然科学基金(NSFC)

项目主持人

路晓庆

项目受资助机构

武汉大学

项目编号

61773158

立项年度

2017

立项时间

未公开

研究期限

未知 / 未知

项目级别

国家级

受资助金额

65.00万元

学科

信息科学-自动化

学科代码

F-F03

基金类别

面上项目

关键词

信息物理融合网络 ; 分层协同 ; CPS ; 结构优化 ; 多维异质 ; 微电网簇 ; Multidimensional heterogeneous ; cyber physical fusion network ; microgrid cluster ; CPS hierarchical cooperation ; structure optimization

参与者

谭建豪；郑燕；陈彦杰；缪志强；李建闽；何东；陈南凯；李树帅；李伟

参与机构

湖南大学

项目标书摘要：基于微电网的节点多维异质、组网方式多样、信息物理网交互等特点，深入研究含多维异质电源微电网簇的分层异构网络模型、CPS分层协同与结构优化，建立相应的理论和方法。根据微电网簇中信息流与能量流交互特性，分析信息物理网作用机理及其对系统CPS协同行为的影响。根据实际复杂多智能体网络中信息传播的动力学演化规律，以优化电能质量与能量流分布及连通性为导向建立有一定普适意义的CPS分层异构融合网络的动态切换模型。结合实际微电网簇，给出确保簇内重要负荷优先供给、簇间能量流网损最小且双层信息网鲁棒性最优的CPS分层协同算法与网络结构优化方案，并应用到交直流微电网簇中。在理论上深刻理解和揭示各异质电源、组网结构及信息物理网交互与系统CPS协同间的内在联系与规律，为解决微电网簇及未来能源互联网CPS协同的网络关键技术提供新思路和方法，在实践上指导‘源—网—荷—储’等多源微电网簇的融合网络设计与实现.

Application Abstract: Based on the characteristics of node multidimensional heterogeneity,diversified networking modes,cyber physical network interaction for microgrids,this project will deeply investigate the problems of hierarchical and heterogeneous fusion network model,CPS hierarchical cooperation control algorithms,and structure optimization for microgrid clusters with multidimensional heterogeneous distributed generators.By the interaction between information flow and energy flow in microgrid clusters,one will first analysis the mechanism of cyber physical network interaction and their impacts on system CPS cooperation performance.Then,according to the evolution rule of information transmission dynamics for actual complex multi-agent dynamical networks,one will further construct a general dynamic switching model for CPS hierarchical and heterogeneous networks oriented with optimizing power quality,energy flow distribution,and connectivity performance.From the view of actual microgrid clusters,one will finally give the CPS hierarchical cooperation control algorithms and the dynamic optimization schemes of network structure,which can guarantee the optimal performance of important load priority within each cluster,minimum energy flow loss between clusters as well as the robustness of bilevel cyber network,and apply it to the actual AC-DC microgrid clusters.In theory,the investigation results will help us deeply understand and reveal the intrinsic links and laws among the heterogeneous distributed generators,networking modes,cyber physical network interaction and the CPS cooperation for microgrid clusters,and provide new ideas and methods to solve the network crucial technique of CPS cooperation for microgrid clusters and the future energy internet.In practice,the investigate results will also guide us to design and implement fusion network for typical multi-source hybrid microgrid clusters such as‘source-network-load-storage’power systems.

项目受资助省

湖北省

项目结题报告(全文)

信息物理融合系统(CPS)为解决微电网簇中信息系统和物理系统之间的有效交互和高效集成提供了新的技术平台。围绕微电网内调频调压与功率分配等典型稳定性关键难题，结合多维异质电源的非线性动力学特性、微电网簇混合组网结构以及信息网与物理网的交互机理，本项目深入研究了含多维异质分布式电源微电网簇的CPS分层协同及结构优化问题，取得了一系列原创性的成果。本项目的主要贡献包括：建立了具有一定普适意义的微电网簇CPS分层异构融合网络的动态切换模型，明晰了物理网与信息网交互机理及其与微电网CPS分层协同之间的内在联系与规律；提出了复杂环境下孤岛微电网簇CPS系统的柔性优化策略，以及对系统内部不确定性及外部噪声干扰有鲁棒性的微电网簇CPS分层协同控制算法；设计了分层异构融合网络在保证簇内电源最优布局和簇间能量流均衡分布且网损最小的网络结构优化方案；构建了可有效模拟含大量异质电源的微电网簇中信息流与能量流在不同时间尺度上的暂态稳态交互过程的仿真实验平台。研究结果在理论上为解决微电网簇及未来能源互联网CPS协同的网络关键技术提供了新思路和方法，在实践上为指导‘源—网—荷—储’等多源微电网簇的融合网络设计与实现提供了重要的技术支撑。