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随着能源互联网的发展,能源系统的参与者越来越多元化,具有独立响应能力的个体数目显著增加,供给侧和需求侧的信息交互也更加重要和频繁,对电力系统需求侧响应提出了更严格的要求。当前电网公司主要以节电指标来开展需求侧管理的工作,很少考虑用户与电网之间的互动,使得经济性和安全性指标难以进一步提高。另一方面,目前国内外对于需求响应系统的研究大多以电力公司为出发点,进行响应机制和模型的理论性仿真研究,缺乏实际验证。因此,有必要进行具体的需求侧响应系统硬件装置和软件系统的研发,开展相关的示范应用,从而验证需求侧响应的理论研究成果。为此,本文设计了面向能源互联网的需求侧响应系统,其硬件系统是各类型用户的统一接口,可实现不同类型的分布式设备即插即用,设备与电网之间可以进行能量流和信息流的双重流通。在计算机科学领域中,通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是支持不同设备接入和即插即用的统一接口,因此本文借用这一词,将所设计的需求侧响应系统命名为能源USB系统,其中的统一接口装置称为能源USB装置。本文首先介绍信息物理融合的概念,这是一种将信息与物理进行紧密耦合的计算测量控制系统。然后基于信息物理融合进行了能源USB系统的总体框架设计,包括硬件层、通信层、软件层和高级应用层,将硬件层和通信层合称为硬件系统,软件层和高级应用层合称为软件系统,分别进行了需求分析和框架设计。然后进行了能源USB装置的研发,包括每个功能单元的电路原理设计和嵌入式程序开发,展示了成品的样机外观。在实验室内部,利用高精密度的标准源发生器对装置进行了测试。依托南方电网公司的重点科技项目,进行能源USB系统的示范应用,硬件系统配合软件平台,实现不同类型用户、分布式发电、储能设备之间数据交互和设备配合。最后,对示范应用的经验进行了总结,为今后进一步完善系统、验证需求侧响应的理论研究成果奠定了基础。