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傳統(tǒng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)型新趨勢:邊緣計算引入智能電網(wǎng)
(時間:2022/9/22 8:46:19)

  智能電網(wǎng)是指一個完全自動化的供電網(wǎng)絡(luò),其中的每一個用戶和節(jié)點(diǎn)都得到實(shí)時監(jiān)控,并保證從發(fā)電廠到用戶端電器之間每一點(diǎn)上的電流和信息的雙向流動。智能電網(wǎng)通過廣泛應(yīng)用的分布式智能和寬帶通信,以及自動控制系統(tǒng)的集成,能保證市場交易的實(shí)時進(jìn)行和電網(wǎng)上各成員之間的無縫連接及實(shí)時行動。 

  智能電網(wǎng)是將信息技術(shù)等新型技術(shù)融入傳統(tǒng)電網(wǎng)中,使電網(wǎng)在更加易于管理的同時可提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)據(jù)量的激增是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)型的一個重要特征,當(dāng)前的電網(wǎng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出如下特點(diǎn):
  1)數(shù)據(jù)采集多,不同采集點(diǎn)的采樣尺度不同,數(shù)據(jù)斷面不同,每個采集點(diǎn)采集相對固定類別的數(shù)據(jù),且分布在各個電壓等級內(nèi);
  2)數(shù)據(jù)不健全,數(shù)據(jù)采集存在誤差和漏傳;
  3)數(shù)據(jù)分布在不同的應(yīng)用系統(tǒng)中。 

  在數(shù)據(jù)量激增的同時,傳統(tǒng)電網(wǎng)的轉(zhuǎn)型還受一些其他因素的影響,如發(fā)電方式、用電方式等。針對電網(wǎng)中所存在的上述數(shù)據(jù)問題,近幾年引入了云計算來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,但云計算有其劣勢,如傳輸成本高、實(shí)時性差等,為解決這些問題,將邊緣計算引入智能電網(wǎng)中成為了一種必然的趨勢,將邊緣計算應(yīng)用到智能電網(wǎng)有以下3個優(yōu)勢。
  1)改善性能。通過邊緣計算,可以在幾毫秒內(nèi)分析和處理邊緣收集到的數(shù)據(jù)。例如在風(fēng)電場中,若風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生變化,邊緣計算軟件可以實(shí)時地分析這些數(shù)據(jù),并調(diào)整渦輪機(jī)以優(yōu)化整個風(fēng)電場的生產(chǎn),并且只有進(jìn)行過融合的數(shù)據(jù)才會被發(fā)送到云端,這就大大降低了通信帶寬并縮短了數(shù)據(jù)傳輸時間。此外,渦輪機(jī)在工作周期內(nèi)會產(chǎn)生萬億字節(jié)的數(shù)據(jù),將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到云端后進(jìn)行分析,在技術(shù)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(jī)捕獲流式數(shù)據(jù)并實(shí)時處理,以防止意外停機(jī)并延長設(shè)備壽命,同時可以將數(shù)據(jù)集縮減到更易于管理的大小以便傳輸?shù)皆贫恕?
  2)保證數(shù)據(jù)安全和隱私。邊緣計算將計算遷移至靠近設(shè)備的地方,避免了將數(shù)據(jù)上傳至云端,這樣可以大大降低隱私數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(yùn)行時的成本。邊緣計算是解決電網(wǎng)中所存在數(shù)據(jù)激增問題的最好方法之一,而智能電網(wǎng)也被認(rèn)為是邊緣計算的最佳落地場景之一。全球已經(jīng)進(jìn)行了十余年的智能電網(wǎng)建設(shè),隨著新技術(shù)的不斷應(yīng)用,智能電網(wǎng)的內(nèi)涵也在不斷發(fā)展。在我國,2019年,國家電網(wǎng)有限公司提出要求全面加快泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略部署。2021年,國家電網(wǎng)有限公司發(fā)布了其行動方案,其中要求推動電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng),著力打造清潔能源優(yōu)化配置平臺。伴隨著國家一系列戰(zhàn)略部署的實(shí)施,建立泛在電力物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)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(shù)已經(jīng)與智能電網(wǎng)產(chǎn)生了較為緊密的結(jié)合,在智能發(fā)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(chǔ)性框架和實(shí)現(xiàn)簡單的應(yīng)用。邊緣計算是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)物,想要實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)就離不開邊緣計算,因此想要建設(shè)完備的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系就必須引入邊緣計算?傮w來說,現(xiàn)階段電網(wǎng)中對邊緣計算的應(yīng)用還處在初步階段,主要集中在理論性框架的設(shè)計和簡單的邊緣應(yīng)用,還未形成完整的體系結(jié)構(gòu),而隨著技術(shù)研究的飛速發(fā)展,邊緣計算會在電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)越來越重要的作用。

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