为了建设好能源互联网创新研究平台,充分发挥其在科学研究、学科发展和人才培养等方面的显著作用,现对平台的功能需求做个简介,同时发布相关研究内容,并诚邀广大教师积极参与到该平台的建设过程中来。
1、能源互联网创新研究平台简介
能源互联网创新研究平台依托于现有的110kW智能微电网、400kW校园光伏系统,基于“能源互联、信息共享、业务互动”的思想,搭建能源互联网创新研究平台。在校园内建设广域能源互联网,在实验室内建设局域能源互联网,同时建设能源互联网仿真实验平台和能源互联网云平台,虚实结合,多维度研究与展示,同时为信息发布、量价管理、知识共享、运行管理、业务跟踪、优化调度、信息安全等构建研究环境,在校园内实现能源分布自治、多能协同互补、全局优化调度,构建成能源互联网创新研究平台。
能源互联网涉及多个学科,包括控制科学与工程、电气工程、计算机科学与技术、通信工程等,是一个典型的多学科交叉领域,蕴含大量前沿科学问题。所以,该平台的建设可以将多个学科的教师和研究生凝聚到一起,形成合力,做出特色,产生高级别成果,对我校相关学科的建设与发展起到积极的促进作用;同时对科研团队的培养与建设具有显著的提升作用。
能源互联网具有明显的行业特色,着力解决新能源利用领域的关键技术难题。根据兴趣和专长,欢迎教师和研究生全程参与该平台的建设过程,尤其是平台中诸如能源路由器、能量管理云平台等核心模块实现完全自主设计与开发,是我校落实“新工科”教育改革的重要举措之一,对培养未来多元化、创新型卓越工程人才具有重要作用。
该平台不仅具有示范作用,更重要的是具有科研价值,是一个完全开放的采用模块化设计的实验平台,从底层的硬件电路设计到上层的应用软件代码,都具有全开放、可修改、能升级的特点,保证了平台在建成后仍然可以做很多拓展和延伸工作,进一步丰富科学研究成果,对相关学科发展和人才培养具有深远意义。
(1)平台功能描述
图1 能源互联网创新研究平台功能设计
该平台可用于能源互联网架构、分层分级管控、虚拟化云端管控、多能协同策略、局域及广域协同保护策略的研究,同时可用于基础电力电子控制、电力电子变压器、能源路由器、能源网关的研究,此外基于能源互联网云平台大数据应用人工智能方法实现智慧、安全、高效用电。
(2)平台拓扑示意图
图2 能源互联网创新研究平台拓扑图
广域能源互联网,由局域能源互联网、110kW光伏微网、400kW校园光伏、校园环境监测系统、智能用电终端系统、槽式集热储热制冷系统、分布式储能、能源物联系统、能源互联网云平台、能源互联网仿真实验平台等构成。
广域能源互联网,通过校内电网连接,无需单独嫁接线路,通过云端互联,接受云平台调度。不要求能源是否同在一个物理层或链路层,强调的是能源的信息互通、能源的优化调度及经济配置。
2、能源互联网创新研究平台主要研究内容与研究人员招募
能源互联网创新研究平台,本着“开放互联、虚实结合、理念创新、躬行实践”的理念而构建,从几个方面体现教学和科研的价值:
n能源互联网运行、优化及保护相关理论与技术研究;
n人工智能在能源互联网中的应用研究;
n智慧用电及能源区块链相关技术研究;
n电力电子控制相关技术研究;
n虚拟化云端管控技术研究;
n能源互联网仿真研究;
n冷热电联动策略研究
n智能巡检技术研究;
n能源互联网与新能源汽车充电技术研究;
平台扩展性强,后续可接入新型能源形式如天然气能源、光热发电耦合能源、新型储能等;平台建成后,还可在该平台上进行基于dSPACE的相关研究,加快师生算法的验证及成果转化;平台最终目标是实现能源互联、智慧校园,综合提升师生科研水平、校园智能用电水平及环境感知舒适度。
为了把这个平台建好,更好的服务于学科建设、人才培养,初步提炼了一些研究课题如表1所示,大家可以从中选择自己感兴趣的课题参与到平台建设中,可以自拟相关课题参与到平台建设中来。
表1 主要研究内容与人员构成
序号 | 研究课题 | 课题负责人 | 课题组成员 |
1 | 面向能源互联网的多端口能量路由器研究 |
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2 | 能源路由器能量平衡及保护研究 |
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3 | 能源路由器能源信息一体化接口设计与实现 |
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4 | 基于多能协同策略的能源互联微网研究 |
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5 | 能源互联网环境下能源网关的概念及设计 |
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6 | 能源互联网区域能源管理及故障响应机制 |
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7 | 能源局域网物理架构、运行模式与市场机制探索 |
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8 | 能源互联网信息特征及云平台处理技术 |
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9 | 校园云储能研究框架与基础模型 |
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10 | 能源互联网信息安全 |
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11 | 能源互联网仿真平台搭建 |
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12 | 基于模型预测控制的能源互联网能量优化调度技术 |
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13 | 基于PSCAD的电力电子变压器系统仿真 |
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14 | 校园能源互联网背景下冷热电负荷预测设计 |
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15 | 虚拟电力交易与光伏助学的模型建立及应用 |
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16 | 区块链框架下能源互联网多模块协同自治 |
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17 | 能源互联网联动保护机制初探 |
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18 | 人工智能在能源互联网中的应用研究 |
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19 | 含电动汽车和分布式储能的校园能源互联网能源调度与管理 |
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20 | 面向智慧校园的能源互联网发展与建设探索 |
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大家在选择或者拟定课题的时候,请同时考虑课题相关的硬件实现、软件开发及理论研究内容。
关于该平台建设的具体事宜详请咨询葛愿老师(18205538515,微信同号),如果对某个课题感兴趣,可以将相关研究思路、软硬件需求及预期成果以文字的形式发到邮箱:geyuan@ahpu.edu.cn。