基于云-边协同的配电网快速供电恢复智能决策方法

分布式电源高渗透率接入对配电网故障自愈能力提出了更高的要求。基于模型的供电恢复方法利用精准的网络参数构建优化模型,可以实现供电恢复策略的准确制定。但在配电网实际运行中,精准的配电网络参数往往难以获取,导致基于模型的供电恢复方法应用受限。云-边协同运行模式可作为配电网快速供电恢复的一种实现方案。提出一种基于云-边协同的配电网快速供电恢复智能决策方法。首先,在云端基于图卷积神经网络建立配电网快速供电恢复智能决策模型,包括网络重构模块和潮流模拟模块。当故障发生后,云端利用网络重构模块,快速制定网络重构策略,经过破圈法/避圈法验校后下发至配电网边缘侧的边缘计算装置。边缘侧根据云端的网络重构策略利用潮流模拟模块就地制定负荷恢复策略,实现系统的快速供电恢复。最后,依托改进的IEEE33节点配电网算例对所提模型进行分析,验证了所提方法可有效提升配电网的供电恢复能力。     

配电物联网自动化业务云边协同资源弹性配置方法

云边协同是适应分布式对象海量接入和支撑配电物联网自动化业务的电力自动化关键技术手段。为了充分发挥云边协同系统资源优势和降低配电物联网自动化业务延时，首先以云边资源协同的角度为切入，提出了一种计及资源弹性配置和通信安全加密功能模块的配电物联网云边架构，接着基于微服务的电力业务组织构建方式，构建了配电物联网自动化业务的时空逻辑模型和计算负荷模型。在此基础上，考虑容器资源的弹性分配和云边通信的加密延时，提出了一种云边协同资源弹性配置方法，通过整体协同边缘和云的多容器资源降低业务延时。最后，算例中分析了业务时空逻辑的影响，对比了不同场景设置下资源配置与业务延时结果，验证了所提方法的有效性。     

基于计算卸载的电力物联网能效优化研究

基于异构网络架构,考虑基于三层计算的电力物联网移动边缘计算架构,构建了各层计算的能量消耗模型和延迟模型,实现智能移动设备的任务从本地计算卸载到小基站的边缘服务器和宏基站边缘云服务器进行计算。针对电力物联网计算卸载的能耗最小化问题,采用变量替换分解问题,并利用目标函数单调性进行理论推导,得到优化的参数解。仿真结果表明,通过与其他方案相比,所提优化方案可以在较小的延迟条件下,实现优化的节能效果。     

面向软件定义网络的配电边缘计算终端优化部署方法

为增强配用电物联网的业务支撑能力以及节省经济成本,提出了一种面向软件定义网络(software defined network, SDN)的配电边缘计算终端优化部署方法。电力无线专网基站具有丰富的数据流与业务流,利用无线基站站址部署配电边缘计算终端具有显著的优势。首先,介绍了面向软件定义网络的配用电物联网边缘计算架构,建立了配用电物联网的业务、智能终端和边缘计算终端等要素模型。进一步,考虑边缘计算终端、智能终端以及SDN控制器的通信方式约束、边缘计算终端的服务延时和硬件配置约束,以年均设备成本和年均运行成本之和为目标,建立了配电边缘计算终端优化部署模型。最后,基于多场景的算例仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于智能融合终端云边协同的智能台区实用化设计及应用

智能融合终端是配电物联网中智能配电台区的核心管理单元和边缘计算节点,为提升智能融合终端在智能台区实用化应用,提出基于智能融合终端云边协同的智能台区实用化应用设计方法。重点阐述了低压拓扑自动生成、分时分路停送电验证拓扑、可开放容量分析3个应用案例的原理,并介绍了3个案例在智能融合终端、配电主站和移动设备端3个层级的设计和实际应用,提升台区智能化和实用化水平,为智能融合终端在配电物联网台区的实用化应用和云边协同提供参考。     

边缘计算网关的功能设计与系统实现

边缘计算网关是配电物联网解决方案中的重要设备,可将传统配电终端接入物联网云平台并实施配合云端服务的边缘计算.文章介绍了边缘计算网关的一种功能设计和系统实现方案.功能设计方面,围绕公网通信需求,介绍了网关的北向通信协议设计,包括物联网数据传输策略设计、通信可选项设计、基于MQTT协议的通信报文设计;围绕边缘计算需求,介绍了网关的设备模型设计和基于管道模式的计算模型设计.系统实现方面,边缘计算网关采用构件技术,系统由一系列独立的构件组成,通过消息总线实现业务协同.基于文章所述功能设计和系统实现的边缘计算网关产品在实际的配电物联网项目中进行了测试,结果达到预期.     

基于边缘计算的主动配电网信息物理系统

主动配电网支撑着分布式能源、储能设施和主动负荷的广泛接入,实现了能量流和信息流的高度融合控制,也是信息物理高度融合的智能化基础设施。CPS是主动配电网智能化的发展方向,该文结合主动配电网源—荷互联互通、泛在感知与智能控制的需求,分析了边缘计算技术与主动配电网和CPS的相似之处和融合方式;参考PTN网络的PE-P-CE结构,提出基于边缘计算的主动配电网的PTN物理架构模型;进一步构建了基于边缘计算的分层自治协同的主动配电网CPS管控模型。围绕边缘计算的敏捷联接、业务实时性、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等的关键需求,提出了基于边缘计算CROSS指标管控模型评价体系。     

融合型配电网大数据处理平台架构设计

为深化配电系统多源异构电力大数据的挖掘与应用,提出一种电力物联网与智能电网融合的配电网大数据处理平台架构方案.首先,针对两网融合的大数据处理研究现状,统筹当前主要业务需求,提出一种基于软件定义网络的云边协同总体架构设计;其次,就电力大数据的存取交互方式,考虑海量数据的多源异构特性,构建了一种分布式的3层数据管理架构;然...     

配变终端边缘节点化及容器化的关键技术和应用场景设计

低压配电网是电力物联网(EPIoT)最核心应用场合,智能低压配电网应实现向电力物联网的自然延伸。为此,现有低压配电网数据采集与自动化系统要发展成云-边缘节点-边缘设备的体系架构,而作为核心边缘节点的配变终端(TTU)必须具备快速迭代能力,以实现新旧多种业务的边缘融合和云边协同。为此,首先对支撑边缘节点的容器技术等关键技术进行了分析;然后提出配变终端边缘节点化和容器化的关键实现技术,包括硬件平台、软件架构、容器部署及交互、容器管理和云边协同等。最后,新增一种提出的低压回路监测终端(CTU),对配变终端新型应用场景进行了设计,从而论证了配变终端边缘节点化和容器化的必要性。     

面向居民智能用电的边缘计算协同架构研究

随着电力系统的快速发展和智能家电的普及,面向居民智能用电的能源互联基于家庭应用环境,重新定义了智能用电系统各终端的功能以及终端之间广泛的互联互通与智能协同内涵。该文为常见的用户侧智能用电相关系统提出了一种边缘计算协同控制架构,可以解决多个大功率负荷同时工作导致负荷过载的问题。在边缘计算参考架构的基础上,分析了居民智能用电协同架构,不同智能用电终端各自的云平台通过统一接口连接入云协同平台,将终端边缘计算的数据信息传入云协同平台,再根据家电优先级排序,由该平台统一控制家电的开关,达到避免负荷功率过载的目的。并提出了基于层次分析法的家电优先级排序思路,对比了分布式协同与集中式协同架构。边缘计算协同架构通过设备边缘计算、协同控制中心的运维管理及云平台的智能协同,分析并处理庞杂的家电负荷数据,优化居民智能用电的运行模式,保障智能家电系统平稳高效运行。     

物联网环境下考虑多个利益主体的区域配电系统能量管理

随着物联网设备和分布式资源在配电网中的不断渗透,区域配电网的能量管理问题面临新的挑战,为此提出云-雾分层能量管理架构,并利用智能算法实现含多个利益主体的配电系统的能量管理和优化决策。所提方法在雾层计算中借助机器学习完成对智能电表、各种物联网设备产生的数据进行计算和处理,在云端计算中通过云-雾间的数据交互及外部信息的收集,利用智能优化算法对配电网制定的决策目标进行整体优化计算,以达到智能决策的目的。通过建立配电网内普通用户、微电网、配电网运营商3个利益主体的效用和收益模型,在雾层捕捉用户用电行为和对新能源出力数据进行回归预测,根据用户用电负荷对电价的反应,在云端以社会福利最大为目标,对配电网的总购电负荷及零售电价进行优化决策,实现整个配电网的优化管理。通过IEEE 33节点系统算例对所提方法进行仿真,结果验证了所提方法的有效性。     

10 kV配电网潮流计算方法的实用化改进

充分考虑10kV配电网络的实际特点,基于动态链表存储技术,对10kV配电网潮流计算的常规前推回代法进行了实用化改进.改进方法采用动态链表存储技术描述并自动存储配电网络树状结构,无需对网络节点和支路进行任何预编号等处理;结合10kV配电网络的两级电压特点,基于网络单线图,最小化迭代节点规模,使潮流迭代计算节点规模约减半;对多电源配电网中的PV节点,直接应用无功迭代法进行处理,无需其进行节点分裂.还考虑了配电变压器空载损耗、电阻压降的影响.改进方法具有较强的通用性和实用性,使用方便、网络拓扑功能强.可与目前广泛应用的10kV配电网线损理论计算软件实现网络参数的无缝连接.算例表明改进方法计算结果正确,收敛性稳定,计算存储量小,计算速度快.     

基于SNOP的柔性配电网中分布式电源最大准入容量计算

分布式电源高比例接入配电网,将会引起配电网潮流越限等问题,影响配电网安全运行。基于智能软开关的柔性配电网为提高分布式电源消纳能力提供了新的思路。智能软开关的动态双向功率调节能力,有助于改善配电网中电压瓶颈节点和传输容量瓶颈支路的运行状态,实现全网潮流主动协同管理,从而提高柔性配电网中分布式电源准入容量。首先建立了柔性配电网中分布式电源最大准入容量模型,基于配电系统的多节点特性,该模型属于高维非线性优化问题。然后根据实际场景和参数设置的不同,分为传统配电网中分布式电源固定节点位置、柔性配电网中分布式电源固定节点位置、柔性配电网中分布式电源自由接入3种情况进行分析,并采用多种群遗传算法求解得到全局最优解。最后使用IEEE 33节点配电系统进行算例分析,结果验证了柔性配电网中智能软开关的应用对分布式电源接入能力的提升作用。所提方法在获得柔性配电网中分布式电源准入容量的同时,可从规划角度得到分布式电源接入的最优容量和位置。     

计及智能储能软开关的配电网扩展规划

智能储能软开关（ESOP）作为智能软开关（SOP）和储能系统（ESS）深度耦合的电力电子装置,其接入配电系统能有效降低网络损耗,提升系统运行经济性。提出一种计及ESOP接入的配电网协同规划模型。首先,以背靠背电压源型换流器为例,构建ESOP的数学模型;其次,利用线性化手段,建立了配电网的混合整数线性规划模型;最后,通过扩展的IEEE 33节点系统及Portugal 54节点系统对所提的规划模型和求解方法进行了分析和验证,结果表明考虑ESOP接入的配电网协同规划策略能够有效改善电压质量、提升配电系统的经济效益。     

边缘计算在智能电网中的应用综述

近年来,随着物联网技术的飞速发展,边缘计算受到了越来越多的关注,并在许多应用领域取得了一定的研究成果.物联网的发展推动了智能电网的发展,智能电网中激增的数据量又催生了边缘计算的应用研究.分析了边缘计算与智能电网的关系,讨论了边缘计算引入智能电网后的支撑技术,并从发电、输变电、配电和用电四个方面阐述了边缘计算在智能电网中...     

中压配电物联网架空线-电缆混合线路电力线载波信道建模

针对中压配电网架空线与电缆线路混合连接的实际情况,提出了一种基于输入阻抗矩阵的混合型配电物联网电力线载波信道建模方法。首先,分析中压配电网架空线路和电缆线路的结构参数,在多导体传输线理论基础上,推导2类线路的相模变换矩阵,列写传输线的链参数方程;其次,重点分析了各类型配电线路节点连接处的阻抗矩阵关系;然后,根据配电网实际拓扑结构,将配电网划分为不同类型网络分支,给出各类分支输入阻抗矩阵的计算方法,依次求得网络中各节点及信源节点的输入阻抗;最后,由信源节点的输入阻抗与边界条件,结合各传输线的链参数矩阵及各节点的输入阻抗矩阵,求得网络中任意节点的电压向量,实现混合型配电物联网电力线载波信道的建模。理论分析与仿真验证表明了所提建模方法的正确性与有效性。     

基于传感器网络技术的低压配电网拓扑识别与故障监测设计

低压配电网是我国电力系统中的重要环节,为更好地适应智能电网的建设需求,基于物联网及边缘计算技 术,通过建立传感器节点网络,在配电网感知层对配电区实时运行工况、设备状态等信息进行实时采集、监控,实现 对低压配电网整体运行状态及配电设备的实时监控与风险预警,以此来提升低压配电网运行安全与设备管理水平;同 时结合网络拓扑互变自动识别技术,实现对故障环节的精准定位与分析以及对异常问题的闭环处理,并对线路损耗与 反窃电的处理提出了新的方案,整体提升配电网智能处置和自愈能力.     

基于图注意网络与深度确定性策略梯度的三相主动配电网供电恢复方法

配电服务恢复作为一种基本韧性范式，提供了一种优化协调的韧性解决方案，通过极端事件后配电网的供电恢复实现韧性提升。该文根据三相不平衡配电系统的网络特点，利用图注意网络对Actor-Critic架构的深度强化学习进行改造，通过增加网络拓扑特征提高其对不平衡配电系统的学习能力，提出一种基于图深度强化学习的三相不平衡主动配电网供电恢复新方法。该方法将配电网的动态供电恢复问题设计为一种新颖的马尔科夫决策过程，在此过程中不断产生样本数据并根据所提出的图深度强化学习算法对智能体进行训练，通过优化协调多个微电网以实现配电网动态供电恢复，其性能在IEEE37节点和IEEE123节点配电系统中得到了验证。     

基于边缘计算的能量自治区域调度策略

为了提升配电物联网基础数据海量增长背景下能量调度的效率,提出了基于边缘计算的能量自治区域调度策略,构建能量自治系统边缘计算架构和优化调度模型。该方法将大部分数据处理和储存工作下放至网络边缘侧,降低网络传输成本并且减少调度中心计算量,边缘侧采用基于莱维飞行的改进粒子群算法进行优化调度,既可以独立进行优化工作,也可以边云交互完成整体调度。相比于传统集中式调度策略,该方法可节省约90%的系统整体优化时间,且云层以及边缘层所进行的总迭代次数较集中式调度减少60%以上。最后以某地区电力负荷及分布式电源预测出力数据为算例进行仿真计算,结果表明基于边缘计算的优化策略有效地提高了能量调度的效率。     

基于物联网平台的低压配电台区数据采集方案

配电台区是连接配电网和电力用户的关键环节,智能电网建设需要推进低压配电台区数据的采集.为了解决配电台区点多面广、终端数量多、通信困难等问题,本文提出了基于物联网平台进行低压配电数据采集的方案,分别介绍了方案中的几项关键技术,包括总体架构、边缘计算智能终端、消息队列遥测传输协议(MQTT)、典型通信过程、统一模型及主站与...