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能源互联网信息与通信理论的探索与网络技术研究——以王继业团队工作为例

能源互联网信息与通信理论的探索与网络技术研究——以王继业团队工作为例

在能源革命与数字革命深度融合的背景下,能源互联网作为未来能源系统的重要形态,其信息与通信理论及网络技术的研究已成为关键前沿领域。中国电力科学研究院、国网能源互联网技术研究院的王继业教授及其团队在这一领域的探索,为推动能源互联网的构建与发展提供了重要的理论支撑与技术路径。

一、能源互联网信息与通信理论的核心内涵
王继业团队的研究指出,能源互联网的本质是通过先进的电力电子技术、信息技术和智能管理技术,将分布式能源、储能装置、负荷等各类要素广泛连接,实现能量流、信息流与业务流的高度融合与协同。其信息与通信理论的核心在于构建一个能够支撑海量、异构、实时数据安全可靠交互的“神经中枢”。

这一理论框架强调:

  1. 信息物理深度融合(CPSS):将电力物理系统、计算系统和人类社会系统深度耦合,实现精准感知、动态建模与智能决策。信息空间必须精确映射并实时交互于物理能源网络。
  2. 全息感知与统一建模:利用物联网、智能传感等技术,实现从发电、输电、配电到用电的全环节、全要素状态感知。需建立能够描述设备、网络、市场、用户等多维度的统一信息模型,为协同优化奠定基础。
  3. 安全可信的数据交互:能源数据涉及国家安全与经济命脉,必须构建内生安全、主动免疫的通信体系。研究涵盖数据加密、隐私保护、身份认证、抗量子计算攻击以及网络弹性恢复等理论。

二、支撑能源互联网的关键网络技术研究
理论探索需落地于具体技术。王继业团队聚焦于以下几类关键网络技术的研究与攻关:

  1. 新型电力系统通信网络架构:研究适应“源网荷储”灵活互动、高比例新能源接入的弹性网络架构。包括确定性网络(DetNet)技术、时间敏感网络(TSN)在电力控制业务中的应用,以满足差动保护、精准负荷控制等业务的超低时延、超高可靠需求。
  2. 空天地一体化通信与融合组网:针对分布式能源、电动汽车、偏远地区配电自动化等广域覆盖场景,研究5G/5G-A、低轨卫星、光纤、电力无线专网等多网络融合技术。重点解决异构网络的无缝切换、资源协同调度与统一管理问题。
  3. 能源信息协议与中间件技术:制定或适配适用于能源领域的物联协议与信息交互标准(如IEEE 2030.5, IEC 61850, CIM等)。研发能够屏蔽底层异构性、实现即插即用与互操作的中间件平台,降低系统集成复杂度。
  4. 边缘计算与云边协同:将计算能力下沉至靠近数据源的变电站、配电房、新能源场站等边缘侧,实现本地快速响应与隐私数据就地处理。研究云边之间的任务卸载、模型下发、协同分析机制,形成高效的分层算力格局。
  5. 数字孪生与智能运维网络:构建与物理电网同步仿真、交互映射的数字孪生体,利用大数据、人工智能算法在网络层面实现状态评估、故障预警、自愈控制与运行优化,提升电网的透明化与智能化水平。

三、挑战与未来展望
尽管取得了显著进展,能源互联网信息通信领域仍面临诸多挑战:理论体系尚需完善以完全指导复杂巨系统的构建;异构网络融合的深度与平滑度有待提升;网络安全威胁日益严峻,需发展动态主动防御体系;海量终端接入对网络容量、管理和成本构成压力。

王继业团队的研究方向预示着未来趋势:信息理论将进一步与系统科学、复杂性科学交叉;通信网络将向“智能原生”和“安全内生”演进;以算力网络(Computing Force Network)为代表的计算与网络一体化设施,将成为支撑能源互联网智能化的新基石。

以王继业教授为代表的研究工作,深刻体现了信息通信技术作为能源互联网“经络系统”的核心价值。其对基础理论的探索与关键网络技术的研究,不仅为中国新型电力系统的建设提供了关键技术选项,也为全球能源转型贡献了中国智慧与技术方案。持续深化这一领域的创新,是构建清洁低碳、安全高效现代能源体系的必由之路。

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更新时间:2026-01-13 04:37:32