未来能源互联网柔性资源协同博弈管理机制研究

Internet of Energy (IoE) provides an important technical mean to realize green and energy-efficient society. Internet of Things (IoT) and network communication are the basis of IoE technologies. However, due to using the traditional network approaches, the existing IoE is relatively static, rigid and inflexible in communication mechanisms, which result in some fatal flaws, such as the high complexity in resource management, the lack of flexibility in transmission and control, the low resource utilization and so on. All these severely limit the development of IoE. This project, which aims at satisfying the development demands of future IoE, concentrates on the key technologies of intelligent management of network resource and collaborative mechanisms. In detail, this project includes the following four aspects: (1) proposes a unified management method for the large amount of resources services based on “Identifier-Property” to resolve problems of the diversity of internet services and the complex management; (2) builds a flexible and dynamic resource scheduling strategy based on Wisdom Game to resolve problems of rigid scheduling and long repair cycle; (3) sets up a smart collaborative mechanism based on group intelligence fusion for energy devices to improve their abilities of self-awareness and interaction; (4) develops the key functional modules for future IoE, and establishes an experimental simulation platform to verify the effectiveness of the core mechanisms. The research achievements will be formed into the IoE-oriented smart and collaborative communication system, and will provide great contributions on the theoretical and technical research for the future IoE of China.

能源互联网是实现绿色环保的重要技术手段，万物互联与网络通信是能源互联网的基础。然而，现有能源互联网采用传统网络技术，通信机制相对僵化，存在一些致命缺陷，如：资源管理复杂、调度控制死板、组件利用率低等，严重限制了能源互联网的发展。本项目面向未来能源互联网的发展需求，重点聚焦于资源智慧管理与博弈协作关键技术研究，具体包括：(1)针对能源互联网服务种类多样化、管理复杂问题，提出灵活高效的基于“标识-属性”的资源服务统一管理方法；(2)针对能源互联网移动多源传输的调度僵化、修复周期长问题，构建柔性资源的动态博弈调度策略；(3)针对能源互联网中组件自身感知、能力弱、协同交互度低问题，创建智慧协同的组件强协作交互机制；(4)设计并研发未来能源互联网关键功能模块，搭建实验仿真平台，验证核心机制的有效性。研究成果旨在为我国能源互联网部署与发展提供基础理论与技术支撑。

万物互联与网络通信是能源互联网的技术基础，其作用非常关键。由于互联网原始设计的限制，通信体系与机制相对"静态、僵化"，难以满足未来能源互联网下泛在、动态、灵活的柔性网络应用需求。本项目主要分析了能源互联网发展的必要性和面临的主要挑战，完成了未来网络体系理论模型、柔性资源管理与传输等技术研究。项目提出了能源互联网中软件定义网络架构（以车联网为例），通过部署切片内和切片间的协作，实现能源互联网资源的动态适应和分配。同时，为了提高能源互联网中的传输效率，针对智慧标识网络架构提出了一种基于族群协作的缓存机制。通过感知网络实际拓扑，动态创建与优化缓存功能族群，并以族群为单元执行最大收益缓存算法，通过同一族群中优先缓存收益排名靠前的网络内容，实现缓存效率的最大化。进一步地，为了解决传统网络资源管理方式与能源互联网新需求之间的矛盾，发明了一种基于普适网络的网络资源管理方法和系统。与传统网络相比，其能够动态地对资源状态进行收集及管理，使得网络管理对网络各组件的实时状态有所把控，完成用户服务需求和网络复杂行为的博弈决策，来为用户提供最优化的服务；同时能够在一定规模用户服务请求和获取的行为过程中，对各网络组件进行实时的动态配置和管理，以保持整个网络的平稳运行和性能调优。最后，多路径传输控制能够解决端到端已确定多路径调度问题，但难以实现不同端以及变化端间的路径协作。针对此问题，提出了基于多源、多径协同传输控制方法，实现了传输控制协议从单源多路径向多源多路径的突破，对MPTCP进行了扩展。通过以上研究，累计发表论文14篇，其中，中文期刊论文3篇，SCI/EI 检索论文11 篇；提交国家发明专利6项，其中，授权2项，受理4项。项目超额完成了部分预期指标，项目的研究将为能源互联网的发展和推进提供重要的技术基础。