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能源技术、物联网技术、CPS理念整合形成了泛在智能电力物联网。CPS数据处理中心包含感测及大型计算机。CPS感知系统是CPS体系结构中智能感知与数据转换层,是CPS体系结构中的智能感知和数据信息转换层。在CPS体系结构中,控制中心根据数据中心提供的数据建立模型、模拟、分析,然后根据分析结果调整各种物理设备,调整能量的生成、传输、存储,成为CPS体系结构中的网络层、认知层和配置层。通信网则连接数据中心、控制中心和最终用户。
利用CPS的5C体系结构,实现能量生产、传输、存储的信息连接。随着能源生产环节中可再生能源比重的不断增加,发电侧受环境变化的影响也越来越大。该智能感知层能不间断地获得环境变化信息,并对设备作出相应调整,提高电网抗环境波动能力。能量传递环节,可根据地区间负荷的变化,动态优化能量传递路径。在能量存储环节,控制中心能够根据负荷预测,对储能设备的充放电进行智能控制,以达到削峰填谷、稳定电网、延长设备运行时间的目的。
德国国家科学与工程学会认为CPS是解决未来许多关键问题的重要途径,并建议将CPS纳入国家能源战略。为实现这一目标,德国国家科学和工程院提出了许多建议,包括:
需要进一步开发必要的移动因特网访问技术和物理设备访问技术,包括传感器、驱动器、系统自适应算法等。
建立交流标准。必须由国际组织提供支助,制订这些标准。
深入研究人的工作流、设备可用性、工效学等因素对人机交互的影响。
改善CPS系统中的网络安全,特别是隐私保护能力。
将CPS的优点介绍给全社会,让公众参与CPS的发展。
为开发CPS新的商业模式而构建专业平台。
成立物联网国家研究和技术中心。
尽管以上建议是针对德国发展CPS提出的,但也为中国CPS的发展提供了有益的借鉴和参考价值。
随著通讯技术的快速发展,CPS也正由一个理念,逐渐转变为可实施的系统。目前,中国在通讯技术领域已领先于世界,5G时代已近尾声,并将为CPS的发展注入全新的活力。