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    傳統電網轉型新趨勢:邊緣計算引入智能電網
    (時間:2022/9/22 8:46:19)

      智能電網是指一個完全自動化的供電網絡,其中的每一個用戶和節點都得到實時監控,并保證從發電廠到用戶端電器之間每一點上的電流和信息的雙向流動。智能電網通過廣泛應用的分布式智能和寬帶通信,以及自動控制系統的集成,能保證市場交易的實時進行和電網上各成員之間的無縫連接及實時行動。 

      智能電網是將信息技術等新型技術融入傳統電網中,使電網在更加易于管理的同時可提高電網的經濟效益。數據量的激增是傳統電網向智能電網轉型的一個重要特征,當前的電網數據呈現出如下特點:
      1)數據采集多,不同采集點的采樣尺度不同,數據斷面不同,每個采集點采集相對固定類別的數據,且分布在各個電壓等級內;
      2)數據不健全,數據采集存在誤差和漏傳;
      3)數據分布在不同的應用系統中。 

      在數據量激增的同時,傳統電網的轉型還受一些其他因素的影響,如發電方式、用電方式等。針對電網中所存在的上述數據問題,近幾年引入了云計算來進行數據處理,但云計算有其劣勢,如傳輸成本高、實時性差等,為解決這些問題,將邊緣計算引入智能電網中成為了一種必然的趨勢,將邊緣計算應用到智能電網有以下3個優勢。
      1)改善性能。通過邊緣計算,可以在幾毫秒內分析和處理邊緣收集到的數據。例如在風電場中,若風速和風向發生變化,邊緣計算軟件可以實時地分析這些數據,并調整渦輪機以優化整個風電場的生產,并且只有進行過融合的數據才會被發送到云端,這就大大降低了通信帶寬并縮短了數據傳輸時間。此外,渦輪機在工作周期內會產生萬億字節的數據,將這些數據發送到云端后進行分析,在技術上是可行的,但其日常操作成本太高。通過邊緣計算,用戶最終可以從渦輪機捕獲流式數據并實時處理,以防止意外停機并延長設備壽命,同時可以將數據集縮減到更易于管理的大小以便傳輸到云端。
      2)保證數據安全和隱私。邊緣計算將計算遷移至靠近設備的地方,避免了將數據上傳至云端,這樣可以大大降低隱私數據在傳輸過程中泄露或損壞的可能性。 

      3)減少操作成本。云計算的連接性、數據遷移、帶寬和延遲特性造成云計算的使用成本非常昂貴,而邊緣計算通過降低帶寬要求和延遲可以大大減少運行時的成本。邊緣計算是解決電網中所存在數據激增問題的最好方法之一,而智能電網也被認為是邊緣計算的最佳落地場景之一。全球已經進行了十余年的智能電網建設,隨著新技術的不斷應用,智能電網的內涵也在不斷發展。在我國,2019年,國家電網有限公司提出要求全面加快泛在電力物聯網建設的戰略部署。2021年,國家電網有限公司發布了其行動方案,其中要求推動電網向能源互聯網,著力打造清潔能源優化配置平臺。伴隨著國家一系列戰略部署的實施,建立泛在電力物聯網已經成為一種必然趨勢,而邊緣計算是其重要載體。
      邊緣計算技術已經與智能電網產生了較為緊密的結合,在智能發電、智能輸變電、智能配電和智能用電等方面,都已開始逐步搭建基礎性框架和實現簡單的應用。邊緣計算是物聯網發展的產物,想要實現萬物互聯就離不開邊緣計算,因此想要建設完備的泛在電力物聯網體系就必須引入邊緣計算?傮w來說,現階段電網中對邊緣計算的應用還處在初步階段,主要集中在理論性框架的設計和簡單的邊緣應用,還未形成完整的體系結構,而隨著技術研究的飛速發展,邊緣計算會在電網中實現越來越重要的作用。

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