5.3.1能源互聯(lián)網(wǎng)物理信息空間融合系統(tǒng)

能源互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是一個(gè)信息物理空間融合系統(tǒng)，廣泛使用計(jì)算機(jī)、通信、感知、控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)電網(wǎng)供電可靠性、保持用戶端電價(jià)最低化、互聯(lián)各種可再生或者綠色新能源等，即包括電源、電網(wǎng)、儲(chǔ)能、智能控制設(shè)備等物理設(shè)施，又包括互聯(lián)網(wǎng)信息空間，其運(yùn)行是一個(gè)執(zhí)行、感知、控制、通信、計(jì)算有機(jī)融合的過程。比如一個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)，智能插座、智能電能表感知用電器的能耗，獲取物理世界的信息，將其融合處理后傳輸?shù)皆贫诵畔⑾到y(tǒng)，信息系統(tǒng)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)綜合做出決策，產(chǎn)生控制命令返回給用電設(shè)備、智能電能表等執(zhí)行器，執(zhí)行器再做相應(yīng)行為改變物理世界。

信息物理空間融合系統(tǒng)將計(jì)算資源與物理資源緊密結(jié)合、協(xié)調(diào)分配，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)物理環(huán)境的實(shí)時(shí)感知和動(dòng)態(tài)分布式控制，最終形成了一個(gè)信息域與物理域深度融合的復(fù)雜系統(tǒng)。其主要特征，一是信息世界與物理世界的深度融合；二是計(jì)算與物理進(jìn)程持續(xù)交互操作；三是嵌入計(jì)算、遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制、實(shí)時(shí)通信三位一體；四是信息物理融合的新型計(jì)算、通信，控制等機(jī)制。信息物理空間融合系統(tǒng)幫助智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)領(lǐng)城和地理空間的精準(zhǔn)控制，從終端設(shè)備到整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)、從能源材料到用戶、從電網(wǎng)電價(jià)到需求側(cè)響應(yīng)化制等都需要控制系統(tǒng)參與來完成智能電網(wǎng)的綠色節(jié)能智慧服務(wù)。在智能建筑中部署信息物理空同融合系統(tǒng)可基于用戶的行為模式建立智能調(diào)度系統(tǒng)，通過信息世界到物理世界的反饋調(diào)度實(shí)現(xiàn)減少能源浪費(fèi)，同時(shí)可調(diào)度其他可再生能源(太陽能、風(fēng)能等)等優(yōu)化電價(jià)模型，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

如圖5-26所示，信息物理空間融合系統(tǒng)物理層包括傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備，主要負(fù)責(zé)感知物理環(huán)境和執(zhí)行控制命令；傳輸層負(fù)責(zé)對(duì)感知數(shù)據(jù)和控制命令進(jìn)行傳輸；應(yīng)用層包括控制決策系統(tǒng)和各種特定應(yīng)用背景下的云計(jì)算軟件和大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。

圖5-26  信息物理空間融合架構(gòu)