基于这种网络架构, 我们可以将原CPS(Cyber Physical Systems)的概念进一步扩展为新一代的CPS(Cyber, Physical and Socioeconomic)系统。在新一代CPS系统中, 社会经济交互活动与物理系统深度耦合, 物理系统的动态特征和状态将影响社会经济交互的决策与实施, 而社会经济交互将影响甚至改变物理系统的进程。
在新一代CPS系统中, 基于三层网络的深度融合, 社会经济交互网络与能量交互网络和信息交互网络的协调建模与分析将是未来研究的重点。而以往CPS中, 较为强调信息系统与物理系统的深度融合和相互作用, 而没有明确意识到隐藏在信息系统背后的社会经济行为及其作为一种交互网络的特征。因此, 未来的三层网络协调建模首先要在社会经济交互网络中合理模拟社会经济交互的机制、模式和决策过程。要明确社会经济交互网络节点与能量交互网络节点以及信息网络节点的映射关系。在能量流和信息流的相互转化作用研究基础上, 进一步定义社会经济网络中的资金流或财富流与前两者的相互作用。
3.统一对等的节点模型
如信息互联网中各节点的物理本质可归纳为一种计算机系统, 在能源系统的运行和调度过程当中, 应将各连接入网的能源节点归纳为具备一致属性的统一的物理模型, 只是由于各属性取值不同从而显现出不同的特征, 从而进行相应的协调分工。
图2给出了统一对等节点模型的示意图。如图所示, 与信息互联网节点同时拥有信息输入输出、信息生成与利用, 信息处理和信息存储类似, 能源互联网的某一集成节点可同时拥有供能(发电)和用能(用电)、储能以及能量转换等不同属性, 只是基于不同的物理特征, 其各属性取值不同。
网络化能源集成中的对等节点, 另一个重要特征就是其相对的自治能力, 通过可预测、可控制和可调度三个特征来描述。因此, 在统一节点模型中要包括对这三项特征的量化描述和分级。节点的可预测特征是指对其供能、用能和储能等进行量化预测, 节点需要向外呈现出这种预测的功率范围、时间范围以及预测精度。节点的可控制特性是指节点的供能、用能和储能可根据调度指令而改变, 从而参与调频调压和安全控制等, 不同类型的节点在功率控制范围和响应速度上具有差异。节点的可调度特性是指节点按照调度规划的时间、数量或范围供能、用能或储能。
