Dr. Valerij Vjatkin

A Energia Internet (IoE) a jövőben IKT-alapú energetikai infrastruktúra. Az IoE lehetővé teszi az energia kereskedelmét gyakorlatilag bármilyen méretű szereplők között: a háztartásoktól a vállalkozásokig. A dolgok internetének technológiáin alapuló automatizálás a legfontosabb eszköz peer to peer együttműködés az IoE-ben. A jövőbeni automatizálási rendszereket intelligens együttműködő gépekből építik, amelyek képesek viselkedésüket központi vezérlő nélkül konfigurálni. Ezt a jövőképet az alábbiakban felvázolt több kutatási irányban vizsgáljuk.

1. ábra Az energia internetének IKT-ütemterve

Tervezési architektúrák az IoE Systems számára

A tárgyak internetének és az energia internetének szinergiája az elosztottabb energiatermelés és a megújuló energiaforrások költséghatékony módon történő integrálásának lehetőségét rejti magában, lehetővé téve az energia-kereskedelmet, pl. áram és hő. A kulcsfontosságú eszközöket, például újszerű intelligens elektromos elektronikus eszközöket, mint például a FREEDM EnergyHub, megfelelő IKT-infrastruktúrával kell fejleszteni.

G. Zhabelova, V. Vyatkin, V. Dubinin, „Az iparilag használható ügynöki technológia felé az intelligens rács automatizálásához”, IEEE tranzakciók ipari elektronikán, 62 (4), 2015

P. Vrba, V. Mařík, P. Leitão, G. Zhabelova, V. Vyatkin, P. Siano, C. Cecati, T. Strasser, „Az intelligens energiarendszerekre alkalmazott ügynök- és szolgáltatóorientált koncepciók áttekintése”, IEEE Tranzakciók az ipari informatikán, 10 (3), 2014

P. Vrba, V. Mařík, P. Leitão, G. Zhabelova, V. Vyatkin, P. Siano, C. Cecati, T. Strasser, „A jövőbeli villamosenergia-rendszerek intelligenciájának architektúráinak és koncepcióinak áttekintése”, IEEE tranzakciók az ipari elektronikáról, 62 (4), 2015, p. 2424-2438

G. Zhabelova, V. Vyatkin, „Döntéshozatal az ipari ügynökök számára a Smart Grid alkalmazásokban”, IEEE Ipari Elektronikai Konferencia az IECON 2014-ben, Dallas, 2014. október 30. - november 1.

V. Vyatkin, G. Zhabelova, N. Higgins, M. Ulieru, K. Schwarz, N. Nair, „Standards-enabled Smart Grid for the Future EnergyWeb”, 1. IEEE konferencia az innovatív intelligens rács-technológiákról, Gaithersburg, MD, 2010. január 19–21

Automatizálás A Peer to peer együttműködés révén elért funkciók

Szeretnénk bemutatni, hogy a több ügynököt automatizáló architektúrákkal olyan funkciók érhetők el, mint:

Intelligens energiagazdálkodás
Intelligens hibakezelés
Intelligens együttműködő energiatárolók

hatékonyabb és rugalmasabb módon.

S. Patil, V. Vyatkin, B. McMillin, „A FREEDM Smart Grid elosztott terhelés-kiegyenlítés megvalósítása az IEC 61499 funkcióblokkok segítségével”, IEEE Ipari Elektronikai Konferencia, IECON’13, Bécs, Ausztria, 2013. november

C.-W. Yang, J. Yan, V. Vyatkin, „Plug-and-Play és elosztott SCADA HMI megvalósítása a FREEDM rendszerhez az IEC61499-vel”, IEEE Ipari Elektronikai Konferencia, IECON’13, Bécs, Ausztria, 2013. november

G. Zhabelova, V. Vyatkin, Z. Zhang, M.-Y. Chow, „Ügynökalapú elosztott konszenzus algoritmus a decentralizált gazdasági diszpécserhez a Smart Gridben”, IEEE Ipari Elektronikai Konferencia, IECON’13, Bécs, Ausztria, 2013. november

Az energia internetének tervezési folyamatai

Úgy gondoljuk, hogy az IoE-ben a szoftverfejlesztés és a karbantartás erőfeszítései csökkenthetők az automatizált programgenerálás és a mesterséges intelligencia technikák alkalmazásával.

C.-W. Yang, V. Vyatkin, A. Mousavi, V. Dubinin, „Az ontológia által engedélyezett IEC61850/IEC61499 alállomás-automatizálási rendszerek automatikus létrehozásáról”, IEEE Ipari Elektronikai Konferencia (IECON 2014), Dallas, 2014. október 30. - november 1.

Szabványok és ipari átvétel

Az ipari gyakorlat és a fejlett kutatási eredmények közötti különbség legyőzhető a bevált gyakorlatok és a fejlett szabványok elfogadásával.

N. Etherden, V. Vyatkin, M. H. J. Bollen, „Virtuális erőmű az IEC 61850 szabványt használó hálózati szolgáltatásokhoz”, IEEE tranzakciók az ipari informatikáról, 2015, doi: 10.1109/TII.2015.2414354

T. Strasser, F. Andren, V. Vjatkin, G. Zhabelova, C-W. Yang, „Ein Standard-Basierter Automatisierungsansatz für Smart Grid Komponenten: Analyise der Domänen-Standards IEC 61850 und IEC 61499 für Energieapplikationen”, SPS/IPC/Drives Kongress 2013, Nuremburg, november, ISBN 978-3-8007-3464-1

G. Zhabelova, V. Vyatkin, „Multiagent intelligens hálózat automatizálási architektúra az IEC 61850/61499 intelligens logikai csomópontok alapján”, IEEE tranzakciók ipari elektronikán, 2012, 59 (5), Oldal (ok): 2351 - 2362

N. Higgins, V. Vyatkin, N. Nair és K. Schwarz, „Elosztott villamosenergia-rendszer automatizálása az IEC 61850, az IEC 61499 és az intelligens vezérléssel”, IEEE tranzakciók a rendszereken, az ember és a kibernetika, C. rész, 41 (1), 2011, 81-92

Az IoE rendszerek validálása?

Szimulációs környezetek automatizálási rendszerek validálásához, optimalizálásához, hatásvizsgálathoz.

C.-H. Yang, V. Vyatkin, G. Zhabelova, C-W. Yang, „Co-Simulation Environment for Distributed Controls in SmartGrid”, IEEE tranzakciók az ipari informatikán, 2013, 9 (3), 1423 - 1435

S. Patil, G. Zhabelova, V. Vyatkin, B. McMillin, „Az intelligens hálózat elosztott intelligenciájának hivatalos igazolása felé: FREEDM eset”, az IEEE Ipari Elektronikai Társaság nemzetközi éves konferenciája, Jokohama, 2015. november, felülvizsgálat alatt

G. Zhabelova, S. Patil, J. Yan, C.-W. Yang, A. Shalyto, V. Vyatkin „Kiberfizikai alkatrészek az intelligens rács intelligenciájának heterogén modellezéséhez, validálásához és megvalósításához”, IEEE Ipari Informatikai Konferencia INDIN’2014, Porto-Allegre, Brazília, 2014. július 27–30.

Optimalizálás és piacok

Az energiafelhasználók piacának modellezése és szimulációja, az energiafelhasználókat képviselő szoftverügynökök megvalósítása.

Kilkki, O., Kangasrääsiö, A., Nikkilä, R., Alahäivälä, A., Seilonen, I., Koskinen, K. „Agent-based modelling and simulation of frequency control and communication in Smart Grid“, Engineering Applications of Artificial Intelligencia, 33 (2014) 91–98

Kilkki, O., Alahäivälä, A., Seilonen, I. „Az áralapú keresleti válasz optimalizált ellenőrzése elektromos tárolóhelyiségek fűtésével”, IEEE tranzakciók az ipari informatikán, 11 (1), 2015

Az IoE rendszerek tulajdonságai

M. Hurkala, H. Nikula, S. Sierla, T. Karhela, B. O'Halloran, V. Vyatkin, „Az elektromos hálózat automatizálásának értékelése árvízveszély alatt”, IEEE Ipari Elektronikai Konferencia, IECON'13, Bécs, Ausztria, 2013. november

M. Degefa, A. Alahäivälä, O. Kilkki, I. Seilonen, V. Vyatkin, M. Lehtonen, „Aktív terjesztési hálózat MAS-alapú modellezése: A kialakuló magatartás szimulációja”, in IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 7. szám 6., 2615–2623., 2016. nov

S. Sierla, M. Hurkala, K. Charitoudi, C.-W. Yang, V. Vyatkin „Biztonsági kockázatelemzés az intelligens hálózat automatizálásához”, IEEE Ipari Elektronikai Szimpózium, Isztambul, 2014. június

Alkalmazások

Fűtés

K. Gulzar, S. Sierla, V. Vyatkin, N. Papakonstantinou, P. G. Flikkema, C.-W. Yang, „Aukciós alapú intelligens távfűtési hálózat”, IEEE nemzetközi konferencia az új technológiákról és a gyár automatizálásáról, Luxemburg, 2015. szeptember, nyomtatott formában

Alahaivala, A., Kilkki, O., Degefa, M. Z., Seilonen, I., & Lehtonen, M. (2014, október). Virtuális erőmű a háztartási fűtési terhelés rugalmasságának összesítésére. Ban ben Innovatív Smart Grid Technologies Conference Europe (ISGT-Europe), 2014 IEEE PES (1-6. o.). IEEE.

E. Vesaoja, C.-W. Yang, H. Nikula, P. Flikkema, S. Sierla és T. Karhela: Elosztott energiaforrásokkal rendelkező távfűtési rendszerek hibrid modellezése és társszimulációja, Workshop on Cyber-Physical Energy Systems Modeling and Simulation of IEEE CPSWeek 2014, Berlin, Németország, 2014. április 14–17.

Nagy adatközpontok

Olyan jövőbeni adatközpontokat vizsgálunk, amelyekben:

Hűtés és szellőzés a számítási terheléshez igazítható
Intelligens tápegység és UPS
A Datacentre vezérelhető elektromos terhelés lehet a SmartGrid-ben
Az adatközpontok hatása az elektromos hálózatra

G. Zhabelova, A. Yavarian, V. Vyatkin és A. Huang, „Az adatközpont energiahatékonysága és energiaminősége: alternatív megközelítés szilárdtest transzformátorral”, az IEEE Ipari Elektronikai Társaság nemzetközi éves konferenciája, Jokohama, 2015. november, felülvizsgálat

A. Yavarian, G. Zhabelova, V. Vyatkin, „Az adatközpont teljesítménydinamikája a regionális áramhálózat beállításain belül”, IEEE nemzetközi konferencia az új technológiákról és a gyár automatizálásáról, Luxemburg, 2015. szeptember, nyomtatott formában

A. Mousavi, Y. Berezovskaya, V. Vyatkin, „Az energia-intelligens adatközpontok felé: A kiszolgáló helyiségek hűtőrendszerének szimulációja”, IEEE nemzetközi konferencia az új technológiákról és a gyár automatizálásáról, 2015, Luxemburg, 2015. szeptember, nyomtatott formában

A. Mousavi, V. Vyatkin, Y. Berezovskaya, X. Zhang, „Az adatközpontok hűtőrendszer-automatizálásának kibernetikai-fizikai tervezése”, Elosztott intelligens automatizálási rendszerek első nemzetközi műhelye az IEEE 13. szimpóziumán az alkalmazásokkal folytatott párhuzamos és elosztott feldolgozásról ( IEEE ISPA'15), Helsinki, 2015

X. Zhang, T. Lindberg, K. Svensson, V. Vyatkin, A. Mousavi, „Elosztott légáramú adatközpont informatikai helyiség energiafogyasztási modellezése”, IEEE 20. nemzetközi konferencia az új technológiákról és a gyár automatizálásáról (ETFA'2015), 2015. szeptember 8–11., Luxemburg

Világítás

Chen-Wei Yang, Evgeny Nefedov, Seppo Sierla, Paul Flikkema, “ Jármű- és gyalogos-tudatos utcai világítás automatizálás ”, IEEE Ipari Informatikai Nemzetközi Konferencia INDIN’2015, Cambridge, 2015. július,

E. Nefedov, M. Maksimainen, C.-W. Yang, P. Flikkema, S. A. Sierla, I. Kosonen, T. Luttinen: Energiatakarékos forgalom alapú utcai világítás automatizálás, 2014 IEEE Nemzetközi Ipari Elektronikai Szimpózium (ISIE 2014) Isztambul, Törökország, 2014. június 1–4.

R. Baniya, M. Maksimainen, S. Sierla, C. Pang, C.-W. Yang, V. Vyatkin, „Intelligens beltéri világításvezérlés: teljesítmény, megvilágítás és színminőség”, IEEE Ipari Elektronikai Szimpózium, Isztambul, 2014. június

C. Pang és V. Vyatkin, Y. Deng, M. Sorouri, „Virtuális intelligens mérés az energiahatékony világítási rendszer automatizálásában és szimulációjában”, IEEE konferencia az új technológiákról és a gyár automatizálásáról, ETFA'2013, Cagliari, Olaszország, 2013 szeptember

Energiatakarékos épületek

A tárgyak internete, amely lehetővé teszi az intelligens, energiatakarékos épületeket: az intelligens szobák és eszközök együttműködéséből származó intelligencia
Átfogó modellezési és szimulációs környezetek automatizált épületekhez
Az automatizálási alrendszerek átjárhatósága (hűtés, szellőzés, fűtés, biztonság, tűzjelzés stb.)

C. Pang és V. Vyatkin, Y. Deng, M. Sorouri, „Virtuális intelligens mérés az energiatakarékos világítási rendszer automatizálásában és szimulációjában”, IEEE konferencia az új technológiákról és a gyár automatizálásáról, ETFA'2013, Cagliari, Olaszország, 2013 szeptember

Jia Wang, Zhibo Pang, Cheng Pang és Valeriy Vyatkin, „ Gyártásbarát mérnöki eszközök vezeték nélküli otthoni automatizálási eszközökhöz „, IEEE Ipari Informatikai Nemzetközi Konferencia INDIN’2015, Cambridge, 2015. július,