能源互联网信息技术研究综述 - MIT - Massachusetts(15)

需求形式，避免能源形式相互转化引起的损耗，设计支持多类型能源协调的智能交换设备逐步引起注意，典型代表是微网中的Energy Hub，尽管该调度装置具备了上述基本要求，但其结构还存在较大的商讨空间。

4.3 综合信息获取与高效处理

信息是支撑能源互联网智能化和优化运行的关键，信息获取效率和利用程度决定能源互联网性能。传感器、网络计算技术等为信息获取和处理提供了良好基础，但尚缺乏系统、针对能源网络应用的理论和方法，针对能源互联网设计高效信息获取与处理方法具有重要现实意义。 4.3.1 基于物联网的信息采集与传输

依赖专网构建信息采集和传输网络面临实施成本高和时效性差的缺点，借用物联网技术实现网络设施整合是提高信息采集和传输效率的可行方式[57-58]。针对能源生产、传输、调配各等阶段，选取或设计合理方案完成现有设施的整合是极具挑战性的研究方向。

覆盖网技术不仅能有效改善网络服务质量[59]，还为新业务的推广提供了途径。结合覆盖网特点和能源互联网的需求设计覆盖网信息采集模型有助于解决信息采集和传输效率的问题。目前，已有成果包括将P2P网络类比电力系统中的能量调配过程[60-61]，把CDN网络思想应用于基于电动汽车存储的能源调配等[62]。覆盖网技术改善网络性能的技巧还远未被充分利用，探讨能提高能源互联网效率的覆盖网模型仍需进一步研究。

实现能量流的按需供给和按需生产，需要解决信息如何计算、指令如何及时下达的问题。针对前者，等价于设计与之相匹配的计算构架和数据存储模型，云计算技术被认为是一种可行方法[63]。云存储技术被广泛应用于统计家庭用电的历史信息[64]（如北美WAMS系统的数据处理存储系统OpenPDC[65]等），其面临的问题将在下节中给出讨论；针对后者，从信息传输实时性保证看，群智理论和物联网相结合的方法是值得探讨的方向，采用代理机制获取用户实时行为信息，并给出了相应激励电价设计[66-69]。但该方面成果还比较有限，满足能源互联网应用实时性需求的计算模型仍具有较大的科学价值。

数据传输、存储和处理的耦合是信息采集和处理应注意的另一个重要问题，电力系统协议组IEC61970、IEC61850、IEC61968等针对电力应用

形成了数据存储与传输处理耦合的网络层面模型；OpenHAN协议改进家庭用电数据传输时效性[69]。但是，能源互联网业务种类和要求差异仍需要设计面向业务的传输层协议满足多种应用需求。 4.3.2 基于云计算架构的能源信息处理

能源互联网承载业务类型的多样化导致信息采集、信息传输、信息处理、以及策略分发都要求较高的效率，支持计算密集型业务的处理架构是能源互联网所必需的技术。云计算能高效整合网络资源、提供强大信息处理能力，应用云计算成果解决能源互联网中的信息处理问题是可行方向[63]。

利用云计算架构优势服务能源互联网高效运行是重要的研究方向，面临的问题包括：（1）如何利用其整合分布式资源的能力，在信息采集、预处理和汇聚阶段，为能源互联网的信息获取提供支持？例如，借鉴以簇结构进行信息预处理来去除冗余信息的再传递的方法，针对能源互联网应用，如何设计簇结构规模、层次结构的数量等来优化信息处理和传递？（2）如何借用云计算模式提供的强大计算能力高效规划能源调配方案满足用户个性化能源需求？典型代表为针对用户请求，研究规范请求格式，探讨类似于Map-Reduce的并行计算模型等提高计算效率。（3）如何借鉴云计算架构的容错或可靠性确保机制设计存储、传输等机制确保能源互联网可靠性？例如，把云计算资源调度策略成果是否可以应用于分布式存储单元的部署和充放电管理？此外，探讨对已有信息资源的继承和整合方法，设计统一的信息模型、探讨在不影响正常业务运行的系统改造、业务类型整合和服务模式转化方法，构建为能源互联网所用的云计算系统也具有重要的现实意义和经济价值。 4.3.3 大数据技术支撑信息挖掘

从纷繁复杂的数据中挖掘有用的信息，更好地支撑所提供服务是大数据研究的目标。未来，能源互联网将覆盖人类生产、生活的方方面面，影响运行效率的数据包括天气、个体需求、网络状态监控信息、社会事件等，不仅数据来源广泛，数据规模也异常庞大，大数据技术的研究成果的应用将有力地保证能源互联网的服务质量，对应的处理方法也将丰富大数据技术的理论体系。

实现能源供需实时平衡、极大地利用清洁可再生能源、满足尽量多用户的个性化需求是能源互联网的目标，实时的能源供给和需求数据、能源存储情况、正交的个性化需求数据是影响决策的因素。