基于信息-物理-社会系统融合和群体机器学习的弱中心化微元网:理论研究与关键科学问题分析

论文摘要

以研发分布式可再生电源高渗透率环境下的智能调度系统为最终目标,系统地开展基于信息-物理-社会融合系统（CPSS）和群体机器学习的微元网调度与控制关键技术的研究.针对"弱中心化"的微元网所具备的自组织演化特性、高度独立性、高效协同性和自主学习性等技术特征和工程需要,采用复杂网络理论、群体机器学习、演化博弈论及基于CPSS的平行系统等先进理论工具,重点攻关如下科学问题:如何依赖信息有限、可控性弱、容量微小、广泛分布的大量群体单元来实现一类复杂系统的整体最优调度与控制决策.基于此,分别研究了基于CPSS的微元网自组织耦合网络建模方法、微元网自组织演化稳定性分析及其稳定控制系统、独立网元的高度自治式群体智能决策方法及微元网间多元协同演化博弈和群体智能决策理论,力争在复杂网络博弈论与群体机器学习交叉点上寻求创新性突破,实现复杂系统环境下群体知识涌现和群体智能决策水平的大幅提升.基于此,最后探讨了微元网CPSS软件平台的研制及工程应用实践,并对其未来的发展和面临的技术挑战分别进行了展望和分析,以期能在未来智能电网示范中进行工程应用.

论文目录

• 1 引言
• 2 国内外研究现状及发展动态分析
•   2.1 互联网区块链“去中心化”思想
•   2.2 复杂网络理论
•   2.3 群体机器学习
•   2.4 多主体演化博弈论
• 3 基于CPSS的微元网自组织耦合网络建模
•   3.1 可表征微元网自组织行为动态的网络数学模型和解析法
•   3.2 电力市场环境和微元网群体决策的CPSS建模与模拟
•   3.3 面向微元网的信息-物理-社会自组织耦合网络综合建模理论
• 4 微元网自组织演化稳定性分析及其稳定控制系统
•   4.1 基于MSCDG网络动力学模型的微元网信息-物理-社会网络的自组织演化稳定性
•   4.2 基于MSCDG网络动力学模型的微元网群体决策过程中的演化博弈稳定性
•   4.3 基于GAN和平行系统的微元网信息-物理-社会融合系统运行稳定性
•   4.4 微元网调度与稳定控制系统的架构研究
• 5 独立网元的高度自治式群体智能决策理论
•   5.1 面向频率自治的独立网元群体智能决策理论:从电压等级维度
•   5.2 面向电压自治的独立网元群体智能决策理论:从全系统维度
•   5.3 面向电压/频率/惯性协调的独立网元群体智能决策理论
• 6 微元网的全系统协同演化博弈及群体智能决策理论
•   6.1 地位差异网元互联系统的主从博弈与群体智能决策
•   6.2 地位平等网元互联系统的混合博弈与群体智能决策
• 7 系统研制与工程实践探索
•   7.1 基于CPSev?S平行系统的微元网智能调度与控制系统的软件平台
•   7.2 工程示范验证研究探索
• 8 展望及面临的挑战
• 9 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 余涛,程乐峰,张孝顺

关键词: 微元网,信息物理社会融合系统,分散协调控制,复杂网络,演化博弈论,群体机器学习,人工智能

来源: 中国科学:技术科学 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 动力工程,自动化技术

单位: 华南理工大学电力学院,汕头大学工学院

基金: 国家自然科学基金(批准号:51777078,51477055),中国南方电网有限责任公司重点科技项目(编号:GZKJQQ00000419),中国南方电网有限责任公司科技项目(编号:GDKJXM20180576)资助

分类号: TP181;TK018

页码: 1541-1569

总页数: 29

文件大小: 3274K

下载量: 643