电力信息物理融合系统的负荷预防-紧急控制理论与方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51577030
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    56.0万
  • 负责人：
    汤奕
  • 依托单位：
    东南大学
  • 学科分类：
    E0704.电力系统与综合能源
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Electric power cyber-physical system (CPS) is a space-time multidimensional heterogeneous system integrated with cyber system and power system. Construction of smart grid greatly improves the sensing and control capabilities of electric network and equipment in power CPS. It not only provides global information assurance for wide-area control of transmission network, but also affords possibilities for active response control of distribution network. According to the electric power CPS, active load aggregation model considering of customers’ intentions and habits is studied, and based on load’s active response in long and meso-time scale, the theories and methods for preventive control are proposed. The mechanism of how communication system affects wide-area power grid control is studied, and based on wide-area load control in short time scale, the theories and methods for emergency control are presented. Furthermore, considering the characteristics of cyber system and power system, such as temporal synchronization, multi-source heterogeneity, component construction, and physical response, the co-simulation method of preventive and emergency load control for electric power CPS is studied. A co-simulation experiment platform will be established to provide technical support for the proposed theories and methods in this project.
电力信息物理系统(Cyber-physical system, CPS)是信息系统与电力系统深度融合的时空多维异构系统。智能电网建设极大地增强了电力CPS中电网和设备的感知能力和控制能力，不仅为输电网的广域控制提供了全局信息保障，也为配电网的主动响应控制提供了可能。针对电力CPS，研究考虑用户意愿和行为习惯等主观信息的主动负荷聚合模型，提出基于中长时间尺度负荷主动响应的预防控制理论与方法；研究通信系统的延时、误码和中断等因素对广域电网控制的影响机理，提出基于短时间尺度负荷广域控制的紧急控制理论与方法。考虑电力系统和通信系统的时间同步性、多源异构特性、元件组成和自然响应特性等特性，研究基于电力CPS的负荷预防-紧急控制联合仿真方法，建立联合仿真实验平台，为验证本项目所提理论和方法提供技术支撑。

结项摘要

随着智能电网建设的推进，大量传感设备、通信设备、计算设备和电气设备通过通信网和电力网两个实体网络互连，成为一个具备实时感知、动态控制和信息服务融合能力的多维异构复杂系统，即电力信息物理融合系统（Cyber Physical System，CPS）。在电力CPS环境下，多元广域信息的获取和利用为电网分析与控制决策带来了数据支撑，但同时也引入了信息通信网络失效的风险。该基金以负荷控制为切入点，分析电力CPS运行控制中面临的机遇和挑战，具体工作如下：.（1）从在线负荷建模、负荷聚合响应能力评估、负荷预防控制策略以及负荷控制效果分析的角度，对考虑用户主观信息的负荷预防控制进行了整体研究，提出了基于智能量测信息的在线负荷建模方法，基于负荷聚合潜力的信息物理建模方法，考虑动态响应潜力的负荷双层控制策略以及考虑需求侧负荷聚合控制特性的电网暂态频率预测方法。.（2）基于对电力CPS结构和特点的深入分析，提出基于关联特征矩阵的电力信息物理耦合系统建模方法，对电力CPS中能量流与信息流的复杂交互机理进行了全面的描述。进一步地，基于电力物理层和信息通信层通过电力通信业务交互影响的本质，提出了通信故障对电网实时负荷控制影响的量化评估方法，以及评估电力CPS系统脆弱性的研究框架。.（3）在广域紧急负荷控制的研究中，一方面，从利用系统电网全局信息的角度，充分考虑电网的频率电压空间分布特性，提出了新型低频低压减载控制算法，另一方面，从考虑通信系统可靠性的角度出发，在电力系统频率态势预测及紧急负荷控制方案实施中考虑通信系统的脆弱性，从而提高方法的有效性和可靠性。.（4）对通信与电力交互仿真系统进行了研究，提出了基于状态缓存的电力CPS非实时仿真时间同步方法，并针对电力CPS环境下负荷控制业务测试场景，搭建了电力CPS实时仿真平台以及硬件在环仿真平台，成果可以扩展用于各类型智能电网应用的实验验证。

项目成果

期刊论文数量（26）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（7）
专利数量（13）
基于OPAL-RT和OPNET的电力信息物理系统实时仿真
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    电力系统自动化
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汤奕;王琦;邰伟;陈彬;倪明
  • 通讯作者：
    倪明
特高压直流分层接入方式下受端交流系统接纳能力分析
  • DOI：
    10.13334/j.0258-8013.pcsee.2016.07.004
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中国电机工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汤奕;陈斌;皮景创;汪成根;刘明松
  • 通讯作者：
    刘明松
基于虚拟惯量的风电场黑启动频率协同控制策略
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    电力系统自动化
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汤奕;戴剑丰;冯祎鑫;王琦;徐钢;杜先波
  • 通讯作者：
    杜先波
A Bi-Level Coordinated Optimization Strategy for Smart Appliances Considering Online Demand Response Potential
考虑在线需求响应潜力的智能家电双层协调优化策略
  • DOI：
    10.3390/en10040525
  • 发表时间：
    2017-04
  • 期刊：
    Energies
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Ning Jia;Tang Yi;Chen Qian;Wang Jianming;Zhou Jianhua;Gao Bingtuan
  • 通讯作者：
    Gao Bingtuan
Game-Theoretic Optimization of Bilateral Contract Transaction for Generation Companies and Large Consumers with Incomplete Information
不完全信息下发电公司与大用户双边合同交易的博弈优化
  • DOI：
    10.3390/e19060272
  • 发表时间：
    2017-06
  • 期刊：
    Entropy
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Tang Yi;Ling Jing;Wu Cheng;Chen Ning;Liu Xiaofeng;Gao Bingtuan
  • 通讯作者：
    Gao Bingtuan

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其他文献

抑制连续换相失败的直流功率控制策略
  • DOI：
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  • 期刊：
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    王龙飞
Integrating Model-Driven and Data-Driven Methods for Power System Frequency Stability Assessment and Control
集成模型驱动和数据驱动方法进行电力系统频率稳定评估和控制
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  • 通讯作者：
    汤奕
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  • DOI：
    10.13336/j.1003-6520.hve.20171127038
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    付蓉;周振凯;汤奕;陈斌;孙万钱;吴英俊
  • 通讯作者：
    吴英俊
交流支路和节点的联合电气剖分
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国电机工程学报.27(16).37-42,2007年6月 (EI收录)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    于继来*;汤奕
  • 通讯作者：
    汤奕
电力系统中数据-物理融合模型的并联模式性能分析
  • DOI：
    10.7500/aeps20210510003
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    电力系统自动化
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡健雄;汤奕;李峰;王琦;赵璇
  • 通讯作者：
    赵璇

其他文献

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AI技术路线图

汤奕的其他基金

基于稳定态势推演的新型电力系统运行方式知识发现与应用研究
  • 批准号：
    52377085
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    面上项目
基于人工智能的智能电网分析与控制技术
  • 批准号：
    52261145704
  • 批准年份：
    2022
  • 资助金额：
    200.00 万元
  • 项目类别：
    国际(地区)合作与交流项目
基于物理-数据融合的电力系统暂态频率态势预测理论与方法
  • 批准号：
    51877037
  • 批准年份：
    2018
  • 资助金额：
    57.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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