智慧城市能源感知与边缘计算湖南省重点实验室成立于2019年10月，由MK官网机械与电气工程学院建设，围绕智慧城市能源感知、边缘计算、故障预警、系统故障预警等领域，面向区域经济社会发展重大需求，开展基础理论研究和技术应用推广服务。

平台依托“湖南新型智慧城市研究院”、“湖南网络技术与信息安全实验室”、“湖南省智能配电网成套设备工程技术研究中心”、“国家级众创空间”、“博士后科研工作站”、“院士专家工作站”等科研平台，拟从能源感知、边缘计算、故障预警等三个方向集中开展智慧城市能源管理关键理论与技术问题的研究，提出创新性技术解决方案，实现智慧城市多源融合数据智能化分析，支撑可再生能源高效汇集、高度电气化用能、高可靠能源供应保障、高质量智慧能源服务。

主要研究方向包括：

一、复杂能源系统的状态全面感知与协同估计方法研究。针对集中式信号处理方式计算成本高实时性不强的问题，本实验室拟开展大规模复杂能源系统全面态势感知关键技术研究，建立复杂能源系统数学模型，计及气象条件、设备状态、负荷能力等随机性的问题，实现态势觉察、态势理解到态势预测的全面态势感知能力。

二、智慧城市复杂能源系统边缘计算研究。构建复杂能源系统边缘计算模型，提出一-种边缘侧数据分析与业务自治处理能力的方法，研究边缘节点动态实时地实现自我优化调整策略。深入研究边缘计算背景下云端和设备端高效协同、无缝对接问题， 研究网络边缘侧访问控制与威胁防护问题，研究边缘网络中传感器测量数据的能量最优路由和多宿聚合问题。

三、智慧城市复杂能源系统非侵入式故障预警方法研究。研究研究检修、运行工况、气象条件等因素对设备状态的影响，基于设备运行机理和退化规律，开展故障预测与健康管理，解决大量监测设备可靠性差从而导致初始微弱故障被控制器所掩盖的问题

核心团队在“智慧城市”与“能源互联网”等方面取得了一些列重要的研究成果。共获省级以上科研项目40余项，其中，国家863项目1项，国家自然科学基金项目5项、湖南省自然科学基金项目8项、湖南省科技计划项目4项，发表高水平论文50多篇。获得专利及软件著作权近80项，获科技进步奖10余项，其中湖南省科技进步奖一等奖2项，三等奖2项；学校和华翔翔能股份有限公司联合研发“园区能源互联网关键技术攻关及产业化”和“微电网关键装备研制及示范项目”已投产，年创产值18000万元。

主要研究方向包括：

复杂能源系统的状态全面感知与协同估计方法研究：针对集中式信号处理方式计算成本高实时性不强的问题，开展大规模复杂能源系统全面态势感知关键技术研究，建立复杂能源系统数学模型，计及气象条件、设备状态、负荷能力等随机性的问题，实现态势觉察、态势理解到态势预测的全面态势感知能力。

智慧城市复杂能源系统边缘计算研究：构建复杂能源系统边缘计算模型，提出一种边缘侧数据分析与业务自治处理能力的方法，研究边缘节点动态实时地实现自我优化调整策略。深入研究边缘计算背景下云端和设备端高效协同、无缝对接问题，研究网络边缘侧访问控制与威胁防护问题，研究边缘网络中传感器测量数据的能量最优路由和多宿聚合问题。

智慧城市复杂能源系统非侵入式故障预警方法研究：研究检修、运行工况、气象条件等因素对设备状态的影响，基于设备运行机理和退化规律，开展故障预测与健康管理，解决大量监测设备可靠性差从而导致初始微弱故障被控制器所掩盖的问题。

智慧城市复杂能源系统能量调度方法研究：综合考虑各能源局域网内部发电能力和负荷状态，开展各能源局域网能量协调优化调度。研究包括局域供需管控层、区域集中调度层广域需求匹配层在内的能源互联网系统能量管理分层递阶架构。研究考虑城市大气污染物的时空分布控制的多时间尺度协调多目标优化调度模型和调度策略。

图1  试验平台

图2  办公场地