在能源革命與數(shù)字革命深度融合的背景下，能源互聯(lián)網(wǎng)作為未來能源系統(tǒng)的重要形態(tài)，其信息與通信理論及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究已成為關(guān)鍵前沿領(lǐng)域。中國電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究院的王繼業(yè)教授及其團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域的探索，為推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建與發(fā)展提供了重要的理論支撐與技術(shù)路徑。
一、能源互聯(lián)網(wǎng)信息與通信理論的核心內(nèi)涵
王繼業(yè)團(tuán)隊(duì)的研究指出，能源互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是通過先進(jìn)的電力電子技術(shù)、信息技術(shù)和智能管理技術(shù)，將分布式能源、儲(chǔ)能裝置、負(fù)荷等各類要素廣泛連接，實(shí)現(xiàn)能量流、信息流與業(yè)務(wù)流的高度融合與協(xié)同。其信息與通信理論的核心在于構(gòu)建一個(gè)能夠支撐海量、異構(gòu)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)安全可靠交互的“神經(jīng)中樞”。
這一理論框架強(qiáng)調(diào)：
- 信息物理深度融合（CPSS）：將電力物理系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)和人類社會(huì)系統(tǒng)深度耦合，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)感知、動(dòng)態(tài)建模與智能決策。信息空間必須精確映射并實(shí)時(shí)交互于物理能源網(wǎng)絡(luò)。
- 全息感知與統(tǒng)一建模：利用物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從發(fā)電、輸電、配電到用電的全環(huán)節(jié)、全要素狀態(tài)感知。需建立能夠描述設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、市場、用戶等多維度的統(tǒng)一信息模型，為協(xié)同優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
- 安全可信的數(shù)據(jù)交互：能源數(shù)據(jù)涉及國家安全與經(jīng)濟(jì)命脈，必須構(gòu)建內(nèi)生安全、主動(dòng)免疫的通信體系。研究涵蓋數(shù)據(jù)加密、隱私保護(hù)、身份認(rèn)證、抗量子計(jì)算攻擊以及網(wǎng)絡(luò)彈性恢復(fù)等理論。
二、支撐能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究
理論探索需落地于具體技術(shù)。王繼業(yè)團(tuán)隊(duì)聚焦于以下幾類關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究與攻關(guān)：
- 新型電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：研究適應(yīng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”靈活互動(dòng)、高比例新能源接入的彈性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。包括確定性網(wǎng)絡(luò)（DetNet）技術(shù)、時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）在電力控制業(yè)務(wù)中的應(yīng)用，以滿足差動(dòng)保護(hù)、精準(zhǔn)負(fù)荷控制等業(yè)務(wù)的超低時(shí)延、超高可靠需求。
- 空天地一體化通信與融合組網(wǎng)：針對分布式能源、電動(dòng)汽車、偏遠(yuǎn)地區(qū)配電自動(dòng)化等廣域覆蓋場景，研究5G/5G-A、低軌衛(wèi)星、光纖、電力無線專網(wǎng)等多網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)。重點(diǎn)解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的無縫切換、資源協(xié)同調(diào)度與統(tǒng)一管理問題。
- 能源信息協(xié)議與中間件技術(shù)：制定或適配適用于能源領(lǐng)域的物聯(lián)協(xié)議與信息交互標(biāo)準(zhǔn)（如IEEE 2030.5, IEC 61850, CIM等）。研發(fā)能夠屏蔽底層異構(gòu)性、實(shí)現(xiàn)即插即用與互操作的中間件平臺(tái)，降低系統(tǒng)集成復(fù)雜度。
- 邊緣計(jì)算與云邊協(xié)同：將計(jì)算能力下沉至靠近數(shù)據(jù)源的變電站、配電房、新能源場站等邊緣側(cè)，實(shí)現(xiàn)本地快速響應(yīng)與隱私數(shù)據(jù)就地處理。研究云邊之間的任務(wù)卸載、模型下發(fā)、協(xié)同分析機(jī)制，形成高效的分層算力格局。
- 數(shù)字孿生與智能運(yùn)維網(wǎng)絡(luò)：構(gòu)建與物理電網(wǎng)同步仿真、交互映射的數(shù)字孿生體，利用大數(shù)據(jù)、人工智能算法在網(wǎng)絡(luò)層面實(shí)現(xiàn)狀態(tài)評估、故障預(yù)警、自愈控制與運(yùn)行優(yōu)化，提升電網(wǎng)的透明化與智能化水平。
三、挑戰(zhàn)與未來展望
盡管取得了顯著進(jìn)展，能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信領(lǐng)域仍面臨諸多挑戰(zhàn)：理論體系尚需完善以完全指導(dǎo)復(fù)雜巨系統(tǒng)的構(gòu)建；異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的深度與平滑度有待提升；網(wǎng)絡(luò)安全威脅日益嚴(yán)峻，需發(fā)展動(dòng)態(tài)主動(dòng)防御體系；海量終端接入對網(wǎng)絡(luò)容量、管理和成本構(gòu)成壓力。
王繼業(yè)團(tuán)隊(duì)的研究方向預(yù)示著未來趨勢：信息理論將進(jìn)一步與系統(tǒng)科學(xué)、復(fù)雜性科學(xué)交叉；通信網(wǎng)絡(luò)將向“智能原生”和“安全內(nèi)生”演進(jìn)；以算力網(wǎng)絡(luò)（Computing Force Network）為代表的計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)一體化設(shè)施，將成為支撐能源互聯(lián)網(wǎng)智能化的新基石。
以王繼業(yè)教授為代表的研究工作，深刻體現(xiàn)了信息通信技術(shù)作為能源互聯(lián)網(wǎng)“經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)”的核心價(jià)值。其對基礎(chǔ)理論的探索與關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究，不僅為中國新型電力系統(tǒng)的建設(shè)提供了關(guān)鍵技術(shù)選項(xiàng)，也為全球能源轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)了中國智慧與技術(shù)方案。持續(xù)深化這一領(lǐng)域的創(chuàng)新，是構(gòu)建清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系的必由之路。
