基于DQN的电力物联网5G边缘切片资源管理研究

随着5G通信技术以及移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)的发展,各式各样的电力物联网新需求层出不穷.一方面,部分新型电力物联网业务需要高服务质量保障;另一方面,移动边缘计算需要为新型电力物联网的业务提供差异化的计算服务.为解决上述问题,文章定义了一种面向电力物联网业务的可靠性衡量指标.基于...     

基于软件定义网络的电网边缘计算资源分配

针对电网节点中边缘服务器资源受限问题,提出了一种基于软件定义网络的边缘计算框架。采用深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient, DDPG)强化学习算法对边缘服务器中的计算、存储资源进行合理分配。首先建立应用于电网中的基于软件定义网络的边缘计算模型,得到边缘服务器计算存储资源及任务时延的约束条件,分析得到需处理的MINIP问题。使用Tensorflow搭建仿真环境并执行强化学习算法,实现电网边缘节点对边缘服务器存储计算资源的最优利用。结果表明,强化学习算法中的回复值呈上升趋势,采用DDPG进行分配的系统总延时更低。     

基于配电网网格边缘代理的电能质量感知技术

针对配网电能质量数据量大、数据处理困难、电能质量感知效率不高、电能质量事件溯源困难的问题,本文提出一种基于配电网网格边缘代理的电能质量分级感知技术,将复杂配电网进行网格化划分,对配电网电能质量进行网格级、用户级、设备级的分级感知.首先,为提高电能质量感知效率,基于网格边缘代理技术,构建了配电网网格电能质量感知技术架构....     

电力视觉边缘智能:边缘计算驱动下的电力深度视觉加速技术EI北大核心CSCD

电力物联网和透明电网的背景下,电力系统智能终端感知的海量视觉影像对传统的云计算处理模式提出了重大挑战,边缘计算作为云计算的重要补充已经得到了电力系统的广泛关注。为此,首先梳理了边缘计算的演变历程,阐述了电力视觉边缘智能的基本概念,然后构建了云–边–端协同的电力视觉边缘智能结构框架,重点讨论了边缘计算驱动下边缘智能的关键技术,最后列举了电力视觉边缘智能的几种典型应用场景。     

基于边缘计算技术的智能集中器多元负荷管理设计

集中器连接了终端、计算机或通信设备,是重要的中心连接点设备.随着采集终端新的业务发展,如光伏能源、电动汽车充电桩及各种储能设备等信息的接入,对终端的通信速度和处理能力提出了新的挑战.文章基于模型视图控制器(MVC)编程模式,利用边缘计算技术设计了多元化负荷管理的终端服务模块,赋予了集中器终端边缘数据交互与智能处理的能力...     

基于边缘物联网代理的智慧灯杆在电力基建工程现场中的应用研究

电网建设尤其变电站工程建设中视频监控、网络设备、环境监测等装置布设存在各项资源集成融合不足,对现有资源造成极大的浪费,同时,由于各自安装带来信息数据无法有效汇集、有效共享,且后端服务系统数据处理不及时,并对网络存在较大依赖性,提出了具有创新性的智慧灯杆设计方案,对变电站施工现场各种设备布设提供一体化、集约化、模块化的设计,有效解决了资源共享和集成融合问题,减少了安装布设及运行维护成本.同时,通过在智慧灯杆内部研发并布设边缘物联代理,实现数据本地汇集、本地存储、本地处理,较大地提高了数据处理的时效性以及故障隐患分析处理能力,从而较大地提高了施工安全管控能力.     

神经切片染色图像边缘的二次提取方法研究

针对神经切片染色图像的边缘模糊不连续、色泽不均匀、区域不规则的特点,提出了一种效果良好的神经切片染色图像边缘提取方法。通过改进的均值漂移滤波改善图像质量,获得第一次的连续边缘;考虑到切片图像的复杂性,对提取得到的连续边缘运用区域填充及数学形态学的方法处理后进行第二次边缘提取,从而提取到最终的较为准确、光滑的边缘;最后在人体周围神经组织切片图像上的实验证明,该方法具有提取效果好,抗噪声能力强等特点。     

异构网络中基于 MADDPG的协作边缘缓存策略研究

由于大量用户和设备共存,移动网络经历了数据量和用户密度的巨大增长。在宏基站(macro base station, MBS)覆盖区域内部署小蜂窝基站(small basic station, SBS),并提前在SBS缓存热门内容,是下一代移动通信网络提供高速、低时延服务的有效手段。针对异构网络环境不稳定以及难以找到精确的数学模型进行优化的问题,提出一种基于传输时延最小的异构网络协作边缘缓存算法。首先以Markov移动预测模型为基础,考虑用户社交关系对于用户移动性的影响,给出了新的用户移动位置预测方法;其次,采用多智能体深度确定性策略梯度(multi-agent deep deterministic policy gradient, MADDPG)算法,通过用户关联、延迟控制和缓存设计来减少内容传输时延并提高缓存命中率。仿真结果表明,同传统DDPG和Greedy算法相比,MADDPG算法缓存命中率分别提高17.89%和42.71%,内容传输时延分别降低9.07%和12.86%,能够有效地解决异构网络中的资源分配和缓存设计问题。     

基于NFV的边缘流量分析增强物联网安全方法

智能设备安全功能的减弱或缺失导致用户信息容易被攻击者非法窃取.针对传统的集中式IT安全措施在可扩展性和成本方面存在的局限性问题,设计了一种基于网络功能虚拟化(NFV)的边缘流量分析方法,该方法引入一种新的基于Docker的轻量级架构用于网络功能虚拟化,每一个网络功能都可以从云中获取并立即部署在IoT网关上.并通过特征提...     

配电物联网边缘物联代理网络安全防护研究

配电物联网是配电监控系统向物联网模式演进的结果,边缘物联代理是连接物联网终端与云端的重要感知层设备。通过分析边缘物联代理自身及交互面临的安全风险和安全需求,研究了可信启动、身份认证、密钥协商、数据机密性保护、数据完整性保护、安全监测等技术,构建了基于可信启动的设备本体安全、基于身份认证和数据保护的交互安全以及基于日志、流量信息实时采集的安全监测于一体的安全防护架构,有效避免了因边缘物联代理遭受恶意攻击而导致整个系统瘫痪事件发生,有助于提升配电物联网在新的网络安全形势下抵御恶意攻击的能力。     

风电场储能装置的鲁棒优化配置

在含多风电场的电网中,为风电场配置一定容量的储能装置,能够有效削弱风电场出力波动性对系统运行带来的不良影响.首先以最小切负荷量作为评估系统运行安全的指标,在确定的网架和机组出力方式下分析多个风电场出力的随机波动对系统运行安全的影响;然后,在期望的系统安全运行风险下,求解对应的风电场出力可接纳范围;最后基于此确定风电场需要安装储能的位置和额定功率.在Garver算例系统中接入4座风电场,分析得出在不切负荷的情况下,很难基于有限的电源运行范围和线路传输能力约束消纳全部风电场的功率波动.研究表明,基于不切负荷的安全运行要求,需优先在传输能力不受限、风电功率波动较小的节点配置储能装置,最大限度减小储能配置需求.     

混合业务下的电力线通信资源优化分配

充分利用电力线频带资源、提高网络中用户各种业务的服务质量是宽带电力线通信系统的重要目标。讨论了功率谱密度限制条件下正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统中多用户混合业务资源优化分配问题,提出一种低复杂度的分配算法。首先,利用相对差额分配算法为用户实时业务进行资源分配以保证服务质量(qualityofservice,QoS);然后对非实时性业务采用比例公平算法分配剩余资源;最后利用比特削减算法控制总的发射功率。在典型电力线信道环境下进行了仿真,结果表明:与已有算法相比,所提出的算法可以有效地保证实时业务的服务质量并在兼顾公平性原则的前提下提高系统的总吞吐量,且具有较低的复杂度;同时,该算法满足电力线通信系统总发射功率和功率谱密度限制的双重约束条件要求,符合宽带电力线通信的要求。     

满足大型城市电网供电需求的在线预防控制方法

研究并提出计及城市电网不同类型负荷可靠性要求和事故风险的在线预防控制协调决策方法,适用于负荷特性多样、功能区可靠性要求差异化的大型城市电网。分析城市电网发展对事故预控提出的新需求和现有防御手段的不足,在此基础上,给出计及措施代价和事故风险的预防控制协调决策模型,进一步通过措施枚举组合、集群迭代计算的方式实现分区负荷转移和馈供用户优化减负荷方案搜索,为大型城市电网精细化、差异化和一体化事故防御奠定基础。利用实际电网运行数据进行仿真分析,验证方法的正确性和可行性。     

计及联络容量约束的配电网供电能力模型

为精确评估配电网的供电能力,建立主变联络矩阵,分析每一联络单元主变N-1情况下的允许负载率上限,利用已确定的主变负载率调整其他主变负载率,求出无约束时的最大负载率矩阵;利用联络线及对侧联络主变的容量约束,建立可转移容量约束矩阵,校验每个联络单元所需转移负荷,从而正确评估配电网的供电能力。通过实际应用,验证了该模型的有效性及正确性。     

大电网可靠性影响分析的潮流跟踪方法

提出了大电网可靠性评估中削减负荷的潮流跟踪模型, 建立了节点和系统可靠性对元件的分配计算模型,基于此易于分析系统的薄弱环节。在负荷削减的潮流跟踪模型中,按负荷对发电机和线路利用系数的大小顺序削减负荷。基于潮流跟踪削减负荷能建立故障元件与削减负荷节点间的映射关系,该模型的核心在于找出所有元件中对削减负荷节点利用系数最大的元件。算例结果证明了所提出方法的有效性。     

面向配电网故障快速处理的边缘计算单元优化配置方法

随着配电网自动化水平不断提高,感知终端数目和接入数据量激增,数据传输慢、信息漏报误报等问题严重影响了故障处理速度和准确性.边缘计算可就地高效地快速处理数据并决策.为此,提出一种面向配电网故障快速处理的边缘计算单元优化配置方法,包括体系架构、边缘生成、划分方法等内容.首先以经济性、通信实时性指标构造目标函数,可靠性及系统...     

配电网CPS的通信需求和网络资源分配方案探讨

分析配电网CPS与现行电信互联网系统的差异，指出通信网运行过程参与到自动化控制过程是其重要特征。将配电网CPS通信需求分为IT（information technologies）数据流和OT（operation technologies）操作2个层次，分别分析了其传输性能指标和可靠性机制。进而提出在一体化的承载网模型下，有效管理网络资源，构建出满足IT/OT不同需求的虚拟网络的多目标资源分配方案。最后通过配电网CPS的典型组网示例及其应用分析，验证了方案的合理性。     

提升并联运行并网逆变器效率的功率分配方法

针对并联运行逆变器单元转换效率不同引起的功率损耗问题,提出了一种实现系统效率优化的功率分配方法。首先,建立了逆变器单元的功率模型,从理论上证明了该方法可以获得较高的系统效率;其次,通过测量的电气量计算得到系统效率,借助爬山法实现在线寻优;再次,通过MATLAB仿真验证了该功率分配方法的可行性;最后,在实验室搭建两个逆变器并联运行的实验平台,进行相关实验,验证了所提出的优化功率分配方法的可行性和有效性。