The Интернет на енергията (IoE) е бъдещата енергийна инфраструктура с възможност за ИКТ. IoE ще даде възможност за търговия с енергия между участници от почти всякакъв размер: от домакинствата до предприятията. Автоматизацията, базирана на технологиите Интернет на нещата, е основната възможност за сътрудничество между партньори в IoE. Бъдещите системи за автоматизация ще бъдат изградени от интелигентни съвместни машини, способни да конфигурират своето поведение без централен контролер. Ние изследваме тази визия в няколко посоки по-долу, посочени в изследването.

пътна

Фиг.1 Пътна карта за ИКТ на Интернет на енергията

Проектиране на архитектури за IoE системи

Синергията на Internet of Things и Internet of Energy носи потенциала за интегриране на по-разпределено производство и възобновяеми енергийни източници по рентабилен начин, позволявайки равнопоставена търговия с енергия, напр. електричество и топлина. Ключови фактори, като нови интелигентни силови електронни устройства като FREEDM EnergyHub, трябва да бъдат подобрени с подходяща ИКТ инфраструктура.

Г. Жабелова, В. Вяткин, В. Дубинин, „Към индустриално използваема технология на агенти за автоматизация на Smart Grid“, IEEE транзакции с индустриална електроника, 62 (4), 2015

P. Vrba, V. Mařík, P. Leitão, G. Zhabelova, V. Vyatkin, P. Siano, C. Cecati, T. Strasser, „Преглед на концепции за агенти и услуги, ориентирани към интелигентните енергийни системи“, IEEE Сделки с индустриална информатика, 10 (3), 2014

P. Vrba, V. Mařík, P. Leitão, G. Zhabelova, V. Vyatkin, P. Siano, C. Cecati, T. Strasser, „Преглед на архитектурите и концепциите за разузнаване в бъдещи системи за електрическа енергия“, IEEE транзакции по индустриална електроника, 62 (4), 2015, стр. 2424-2438

Г. Жабелова, В. Вяткин, „Вземане на решения за индустриални агенти в приложения с интелигентна мрежа“, Международна конференция по индустриална електроника IEEE IECON 2014, Далас, 30 октомври - 1 ноември 2014 г.

В. Вяткин, Г. Жабелова, Н. Хигинс, М. Улиеру, К. Шварц, Н. Наир, „Поддържана от стандартите интелигентна мрежа за бъдещата енергийна мрежа“, 1-ва конференция на IEEE за иновативни интелигентни мрежови технологии, д-р Гейтерсбърг, 19-21 януари 2010 г.

Функции за автоматизация, постигнати от сътрудничество между партньори

Ние се интересуваме да покажем, че архитектурите за автоматизация на много агенти могат да постигнат такива функции като:

  • Интелигентно управление на енергията
  • Интелигентно управление на неизправности
  • Интелигентни съвместни енергийни хранилища

по по-ефективен и гъвкав начин.

С. Патил, В. Вяткин, Б. Макмилин, „Внедряване на FREEDM Smart Grid балансиране на натоварването с помощта на IEC 61499 функционални блокове“, Международна конференция на IEEE по индустриална електроника, IECON’13, Виена, Австрия, ноември, 2013 г.

C.-W. Ян, Й. Ян, В. Вяткин, „Към внедряване на Plug-and-Play и разпределен SCADA HMI за системата FREEDM с IEC61499“, Международна конференция на IEEE по индустриална електроника, IECON’13, Виена, Австрия, ноември, 2013 г.

Г. Жабелова, В. Вяткин, З. Жанг, М.-Й. Чоу, „Агентен базиран разпределен консенсусен алгоритъм за децентрализирано икономическо изпращане в Smart Grid“, Международна конференция на IEEE по индустриална електроника, IECON’13, Виена, Австрия, ноември 2013 г.

C.-W. Ян, Й. Ян, В. Вяткин, „Към внедряване на Plug-and-Play и разпределен SCADA HMI за системата FREEDM с IEC61499“, Международна конференция на IEEE по индустриална електроника, IECON’13, Виена, Австрия, ноември, 2013 г.

Процеси на проектиране за Интернет на енергията

Ние вярваме, че усилията за разработване и поддръжка на софтуер в IoE могат да бъдат намалени поради прилагането на автоматизирани техники за генериране на програми и изкуствен интелект.

C.-W. Ян, В. Вяткин, А. Мусави, В. Дубинин, „За автоматичното генериране на системи за автоматизация на подстанции IEC61850/IEC61499, активирани от онтология“, Международна конференция на IEEE по индустриална електроника (IECON 2014), Далас, 30 октомври - 1 ноември 2014 г.

Стандарти и индустриално приемане

Разликата между индустриалната практика и напредналите резултати от научните изследвания може да бъде преодоляна чрез приемане на най-добри практики и усъвършенствани стандарти.

Н. Етерден, В. Вяткин, М. Х. Дж. Болен, „Виртуална електроцентрала за мрежови услуги, използваща IEC 61850“, Транзакции на IEEE за индустриална информатика, 2015, doi: 10.1109/TII.2015.2414354

Т. Щрасер, Ф. Андрен, V. Вяткин, Г. Жабелова, C-W. Ян, „Ein Standard-basierter Automatisierungsansatz für Smart Grid Komponenten: Analyze der Domänen-Standards IEC 61850 und IEC 61499 für Energieapplikationen“, SPS/IPC/Drives Kongress 2013, Нюрнбург, ноември, ISBN 978-3-8007-3464-1

Г. Жабелова, В. Вяткин, „Мултиагентна архитектура за автоматизирана интелигентна мрежа, базирана на IEC 61850/61499 Интелигентни логически възли“, IEEE транзакции върху индустриалната електроника, 2012, 59 (5), Страници: 2351 - 2362

Н. Хигинс, В. Вяткин, Н. Наир и К. Шварц, „Автоматизация на разпределената енергийна система с IEC 61850, IEC 61499 и интелигентен контрол“, IEEE транзакции върху системи, човек и кибернетика, част C, 41 (1), 2011, стр. 81-92

Как да проверявате IoE системите?

Симулационни среди за валидиране на системи за автоматизация, оптимизация, оценка на въздействието.

C.-H. Ян, В. Вяткин, Г. Жабелова, C-W. Ян, „Съвместна симулационна среда за разпределени контроли в SmartGrid”, IEEE транзакции за индустриална информатика, 2013, 9 (3), 1423 - 1435

С. Патил, Г. Жабелова, В. Вяткин, Б. Макмилин, „Към официална проверка на разпределената интелигентност на Smart Grid: случай FREEDM“, Международна годишна конференция на IEEE Industrial Electronics Society, Йокохама, ноември 2015 г., под преглед

Г. Жабелова, С. Патил, Й. Ян, C.-W. Ян, А. Шалито, В. Вяткин „Кибер-физически компоненти за хетерогенно моделиране, валидиране и внедряване на интелигентна интелигентна мрежа“, IEEE конференция по индустриална информатика INDIN’2014, Порто-Алегре, Бразилия, 27-30 юли 2014 г.

Оптимизации и пазари

Моделиране и симулация на пазарите на енергийни потребители, внедряване на софтуерни агенти, представляващи енергийни потребители.

Kilkki, O., Kangasrääsiö, A., Nikkilä, R., Alahäivälä, A., Seilonen, I., Koskinen, K. „Агентно базирано моделиране и симулация на честотен контрол и комуникация в Smart Grid“, Инженерни приложения на изкуствените Интелигентност, 33 (2014) 91 - 98

Kilkki, O., Alahäivälä, A., Seilonen, I. „Оптимизиран контрол на отговора на търсенето въз основа на цената с електрическо отопление на пространство за съхранение“, IEEE транзакции по индустриална информатика, 11 (1), 2015

Свойства на IoE системите

М. Хуркала, Х. Никула, С. Сиерла, Т. Кархела, Б. О'Халоран, В. Вяткин, „Оценка на автоматизацията на електрическата мрежа при опасност от наводнения“, Международна конференция на IEEE по индустриална електроника, IECON'13, Виена, Австрия, ноември 2013 г.

Kilkki, O., Kangasrääsiö, A., Nikkilä, R., Alahäivälä, A., Seilonen, I., Koskinen, K. „Агентно базирано моделиране и симулация на честотен контрол и комуникация в Smart Grid“, Инженерни приложения на изкуствените Интелигентност, 33 (2014) 91 - 98

M. Degefa, A. Alahäivälä, O. Kilkki, I. Seilonen, V. Vyatkin, M. Lehtonen, „MAS-базирано моделиране на активна дистрибуторска мрежа: симулация на възникващи поведения“, в IEEE транзакции на Smart Grid, кн. 7, бр. 6, стр. 2615-2623, ноември 2016 г.

S. Sierla, M. Hurkala, K. Charitoudi, C.-W. Ян, В. Вяткин „Анализ на риска за сигурността за автоматизация на интелигентната мрежа“, Международен симпозиум на IEEE по индустриална електроника, Истанбул, юни 2014 г.

Приложения

Отопление

К. Гюлзар, С. Сиерла, В. Вяткин, Н. Папаконстантину, П. Г. Фликкема, C.-W. Ян, „Интелигентна централна отоплителна мрежа, базирана на търг“, Международна конференция на IEEE за нововъзникващите технологии и автоматизация на заводите, Люксембург, септември 2015 г., в печат

Alahaivala, A., Kilkki, O., Degefa, M. Z., Seilonen, I., & Lehtonen, M. (2014, октомври). Виртуална електроцентрала за агрегиране на гъвкавост на битовото натоварване. В Конференция за иновативни Smart Grid Technologies Europe (ISGT-Europe), 2014 IEEE PES (стр. 1-6). IEEE.

E. Vesaoja, C.-W. Янг, Х. Никула, П. Фликкема, С. Сиерла и Т. Кархела: Хибридно моделиране и косимулация на системи за централно отопление с разпределени енергийни ресурси, Семинар по моделиране и симулация на кибер-физически енергийни системи на IEEE CPSWeek 2014, Берлин, Германия, 14-17 април 2014 г.

Големи центрове за данни

Ние разследваме бъдещи центрове за данни, в които:

  • Охлаждане и вентилация, приспособими към изчислителното натоварване
  • Интелигентно захранване и UPS
  • Datacentre може да бъде контролируем електрически товар в SmartGrid
  • Въздействие на центровете за данни върху електрическата мрежа

Г. Жабелова, А. Явариан, В. Вяткин и А. Хуанг, „Енергийна ефективност на централата за данни и качество на електроенергията: алтернативен подход с трансформатор в твърдо състояние“, Международна годишна конференция на IEEE Industrial Electronics Society, Йокохама, ноември 2015 г., под преглед

А. Явариан, Г. Жабелова, В. Вяткин, „Динамика на мощността на центъра за данни в настройките на регионалната енергийна мрежа“, IEEE Международна конференция за нововъзникващи технологии и автоматизация на фабриките, Люксембург, септември 2015 г., в печат

А. Мусави, Й. Березовская, В. Вяткин, „Към енергийните интелигентни центрове за данни: симулация на система за охлаждане на сървърната стая“, Международна конференция на IEEE за нововъзникващите технологии и фабрична автоматизация, 2015 г., Люксембург, септември 2015 г., в печат

А. Мусави, В. Вяткин, Ю. Березовская, X. Джанг, „Кибер-физическо проектиране на центрове за данни Автоматизация на охлаждащите системи“, Първа международна работна среща по разпределени интелигентни системи за автоматизация на 13-ти Международен симпозиум на IEEE за паралелна и разпределена обработка с приложения IEEE ISPA'15), Хелзинки, 2015 г.

X. Джанг, Т. Линдберг, К. Свенсон, В. Вяткин, А. Мусави, „Моделиране на енергопотреблението на информационната зала на центъра за данни с разпределен въздушен поток“, 20-та Международна конференция на IEEE за нововъзникващи технологии и автоматизация на фабриките (ETFA'2015), 8-11 септември 2015 г., Люксембург

Осветление

Чен-Вей Ян, Евгений Нефедов, Сепо Сиерла, Пол Фликкема, „ Автоматизация на уличното осветление, информирано за превозни средства и пешеходци ”, Международна конференция IEEE по индустриална информатика INDIN’2015, Кеймбридж, юли 2015 г.,

Е. Нефедов, М. Максимайнен, C.-W. Yang, P. Flikkema, S. A. Sierla, I. Kosonen, T. Luttinen: Енергийно ефективна автоматизация на уличното осветление, базирана на трафика, 2014 IEEE Международен симпозиум по индустриална електроника (ISIE 2014) Истанбул, Турция, 1-4 юни 2014 г.

R. Baniya, M. Maksimainen, S. Sierla, C. Pang, C.-W. Ян, В. Вяткин, „Интелигентен контрол на вътрешното осветление: мощност, осветеност и качество на цветовете“, IEEE Международен симпозиум по индустриална електроника, Истанбул, юни 2014 г.

C. Pang и V. Vyatkin, Y. Deng, M. Sorouri, „Виртуално интелигентно измерване в автоматизация и симулация на енергоефективна система за осветление“, IEEE конференция за нововъзникващи технологии и фабрична автоматизация, ETFA'2013, Каляри, Италия, Септември 2013

Енергийно ефективни сгради

  • Интернет на нещата, даващ възможност за интелигентни енергийно ефективни сгради: възникваща интелигентност от сътрудничеството на интелигентни стаи и устройства
  • Изчерпателна среда за моделиране и симулация за автоматизирани сгради
  • Оперативна съвместимост на подсистемите за автоматизация (охлаждане, вентилация, отопление, охрана, пожароизвестяване и др.)

C. Pang и V. Vyatkin, Y. Deng, M. Sorouri, „Виртуално интелигентно измерване в автоматизация и симулация на енергоефективна система за осветление“, IEEE конференция за нововъзникващи технологии и фабрична автоматизация, ETFA'2013, Каляри, Италия, Септември 2013

Джиа Уанг, Жибо Панг, Ченг Панг и Валерий Вяткин, „ Индустриални инструменти, подходящи за индустрията за безжични устройства за домашна автоматизация „, Международна конференция IEEE по индустриална информатика INDIN’2015, Кеймбридж, юли 2015 г.,