面向泛在电力物联网的分布式云数据中心优化选址

泛在电力物联网是应对海量综合能源设备、数据和业务计算负荷的关键,云计算是泛在电力物联网的关键技术。云数据中心是云计算架构核心,云数据中心选址对云计算性能意义重大。变电站是能量流、业务流和信息流的核心节点,且有建设数据中心的有利资源,分布式架构可以高效利用变电站资源。因此,基于变电站建设多站融合的分布式云数据中心是支持泛在电力物联网的有效方式。首先考虑能量流、业务流和信息流的关系,分析变电站特性,提出基于变电站的分布式云计算架构。然后针对该架构提出云数据中心优化选址策略。最后基于案例对优化选址策略进行仿真,证明了优化策略的有效性。     

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。     

电力物联网中5G边缘计算技术的研究

为解决电力物联网中海量设备接入诉求,云服务器集中处理架构逐渐向边缘计算模式演进,电力物联网演进为云、网、边、端四层模型。本文根据现有电力业务类型和传输需求,分析了电力物联网中边缘计算面临的技术难点,提出采用基于时隙的灵活调度,并结合自时隙结构和灵活时隙配置等方案改进边缘计算网络中的端到端时延;采用基于5QI配置及ARP优先级方案提升电力物联网中业务保障效果,采用业务安全隔离是保障电力业务安全运行。文章最后给出了基于5G技术的边缘计算网关体系架设和技术特点,指出可以充分利用基于5G的创新技术,提升电力物联网中边缘计算有效性和安全性,满足电力物联网蓬勃应用的需要。     

面向泛在电力物联网的分布式云数据中心优化选址

泛在电力物联网是应对海量综合能源设备、数据和业务计算负荷的关键,云计算是泛在电力物联网的关键技术。云数据中心是云计算架构核心,云数据中心选址对云计算性能意义重大。变电站是能量流、业务流和信息流的核心节点,且有建设数据中心的有利资源,分布式架构可以高效利用变电站资源。因此,基于变电站建设多站融合的分布式云数据中心是支持泛在电力物联网的有效方式。首先考虑能量流、业务流和信息流的关系,分析变电站特性,提出基于变电站的分布式云计算架构。然后针对该架构提出云数据中心优化选址策略。最后基于案例对优化选址策略进行仿真,证明了优化策略的有效性。     

面向电力物联网的5G移动边缘计算任务卸载方法

由于传统云计算范式已无法满足电力物联网日益增长的计算需求,文章引入5G移动边缘计算用于实现计算任务的就近处理,并将长期能耗约束与业务优先级考虑在内,将其中的任务卸载问题建模为长期时延优化问题.进一步利用Lyapunov优化将之转化为一系列短期的确定性优化问题,并对其理论上界加以分析,利用基于梯度价格的拍卖算法,可实现通...     

电力物联网5G云–边–端协同框架与资源调度方法

分布式能源、可调负荷及储能装置大规模接入配电网运行带动“源-网-荷-储”调控模式的转变,配电网与分布式资源之间频繁双向互动对通信网全面感知与广域传输能力提出更高要求。电力物联网与5G的融合通过云-边-端多层级资源的深度协同提供有效的解决方案。针对现有云-边-端协同技术在电力物联网与5G融合应用面临的与电力业务需求适配性不足、异构资源调度协同性差、数据隐私安全难以保障等挑战,文章提出电力物联网5G云-边-端多级协同框架,支撑分布式资源与配电网的协同互动;在此基础上,基于联邦深度Q学习,提出基于半分布式人工智能的云-边-端协同资源调度方法,在高可靠低时延约束下实现端侧任务卸载、功率控制与云侧/边侧计算资源分配的协同优化;最后,通过算例分析验证该技术在能耗、时延、吞吐量等方面的性能优势,同基于层次分析法和深度Q学习的边缘网络任务卸载算法(distributionoffloadingalgorithmbasedon analytic hierarchy process and deep Q network,AHP-DQN)和能量感知边缘计算移动管理算法(energy-awaremobility...     

泛在电力物联网传输网优化关键技术研究

泛在电力物联网作为能源互联网建设的重要基石,对于提升电网综合效能和社会效能,促进满足用户需求的新兴业务的发展具有重要意义。面对新形势、新要求,通过优化泛在电力物联网内部通信网络架构,加快建设泛在电力物联网步伐,实现“能源数据”广泛互联,成了亟待解决的关键问题。本文以泛在电力物联网架构下的传输网为例,分别从网络拓扑结构和路由层面2个角度出发,制定优化策略。从网络拓扑角度出发,提出了基于节点权重的加边优化策略;从路由层面出发,考虑业务均衡性问题,提出了基于边介数的优化路由策略;通过构建网络性能评价指标,将本文提出的优化策略与传统策略进行对比,验证了优化策略能够提升网络的健壮性,扩充网络容量。     

电力物联网移动边缘计算任务卸载策略

由于云计算框架中的传播延迟无法满足电力物联网对低延迟和可靠性的要求,在移动边缘计算框架的基础上,提出一种基于电力物联网的云-边缘网络结构,并对业务响应时延进行建模。通过约束优化和改进遗传算法相结合求解优化模型,得出最优计算卸载策略。通过仿真进行对比分析,验证提出的移动边缘计算卸载策略的有效性。结果表明,该策略在提高业务处理可靠性的同时,也大幅度降低了故障情况下业务响应时延,与仅重传策略的延迟性能相比,该策略延迟性能提高了6.4%。综上,该研究可对电力物联网的发展提供一定的参考和借鉴。     

利益驱动的泛在电力物联网

建设泛在电力物联网是实现我国能源生产和消费转型目标的关键步骤。从物联网在电力和能源系统中的利益问题出发,论述了利益驱动的泛在电力物联网的意义,提出了实施的关键技术和应用前景,其中,利益是泛在电力物联网发展的动力,经济价值回收是其可持续发展的关键。首先,分析了电力物联网演化到泛在电力物联网的过程,给出了电力物联网在不同文献中的定义,并提炼出泛在电力物联网的核心思想。在此基础上,阐述了泛在电力物联网在建设中所面临的挑战、需要的关键技术以及期望的目标。然后,结合国家电网公司的泛在电力物联网建设大纲,对泛在电力物联网的发展前景、开展形式和经济价值回收方式进行了探讨。最后,对泛在电力物联网在可再生能源高效利用和提高企业收益方面进行了分析和展望。     

基于泛在电力物联网的电力能耗管理系统研究

随着当今时代互联网的飞速发展,传统电网已经不再能满足人民日益增长的电力需求。为实现全面感知、可靠传输、智能处理、互交互联的新一代电力系统,国家电网提出发展泛在电力物联网的战略目标。首先以清洁能源、能源需求为背景,对泛在电力物联网的概念、基本构架进行详细阐述。然后对电力能耗监测管理系统构架的主要关键技术进行说明。最后以华北电力大学扬中智能电气研究中心的电力能耗监测管理系统为实例,阐述泛在电力物联网基本应用情况,为其它相关研究提供参考。     

泛在电力物联网释义与研究展望

能源互联网是以电力能源为中心,多种能源协同,消费协同,集中式、分布式协同,大众广泛参与的新型生态化能源系统,主要表现为坚强智能电网与泛在电力物联网深度融合。其中,泛在电力物联网还处于起步阶段,是能源互联网建设的关键一步。泛在电力物联网的建设对提升用户体验、提升电网运营水平、促进新能源消纳和培育新兴业务有明显的积极意义。从物联网概述、泛在电力物联网特征、支撑泛在电力物联网的关键技术以及典型应用场景几个层面对泛在电力物联网进行释义,最后对泛在电力物联网的发展进行了分析和展望。     

泛在电力物联网智能感知关键技术发展思路

智能感知是泛在电力物联网的数据入口,在泛在电力物联网建设中扮演着极其重要的角色。该文通过抽象化泛在物联网的信息论表述,量化比较了泛在电力物联网在数据传输容量上的优势,综合估算了智能感知网络规模,预测需要在此基础上解决海量异构多源数据融合、信息安全防护等问题。探讨了泛在电力物联网边缘算法的可分解性与下沉系数,定义了描述边缘算法可分解程度的范式,举例电力常用算法在泛在物联网边缘分解后的计算效率。讨论了智能感知在时空、类型、准确度的信息增益,以此为数学前提分别叙述了泛在电力物联网智能感知技术在通信网络、边缘计算、深度感知3个维度的发展思路,在此基础上讨论了泛在电力物联网的实际应用场景。     

能量与信息融合的电力物联网技术

电力物联网是建立以新能源为主体的新型电力系统的关键技术之一。电力线载波物联网(PLC-IoT)作为能量与信息融合的物联网技术的成功实例,不仅能够利用现有电力线资源进行数据传输,还能提高电网深度感知的能力,适合作为电力物联网网络层的通信方式之一,并促进电网与通信网的深度融合。首先介绍了电力物联网的发展概况,分析了能量与信息融合的物联网技术的可行性和关键问题,并结合PLC-IoT的关键技术和应用优势,探讨了PLC-IoT在电力行业的应用场景和发展方向。最后提出了建设更普遍的多能流多信道泛在能源物联网的愿景。     

融合交通网的局域能源互联网多故障修复策略

针对局域能源互联网发生多故障时的失电负荷快速恢复问题,在考虑交通网与电网信息耦合关系的基础上,提出了一种融合交通网的局域能源互联网多故障修复策略。当局域能源互联网发生多故障时,首先能源路由器将故障信息传递给各虚拟微网;然后,虚拟微网通过控制分布式电源出力,再联合交通网信息对电动汽车进行调度,以优先恢复重要负荷和失电负荷恢复价值最大化为目标制定恢复策略;在此基础上,考虑到微网恢复能力以及电动汽车电池容量限制,当局域能源互联网仍有失电负荷时,结合交通网信息以网损最小为目标优化抢修小队路径,从而实现对关键故障点的抢修,提高恢复效率;最后,以IEEE 69节点系统为例,验证所提策略的可行性。     

共识机制的身份认证算法研究*

共识机制是区块链的核心,实现整个区块链网络中高度分散节点对数据快速地达成共识,确保全网数据的一致性。随着泛在电力物联网的建设,海量终端接入系统的同时,给泛在电力物联网信息安全带来挑战。因此,文章基于区块链共识机制应用于泛在电力物联网,首先分析区块链整体架构的特性,将其应用于泛在电力物联网身份认证环节,构建基于区块链的身份认证算法,解决了终端(SM)与数据聚合器(SP)之间的身份认证问题,提高了认证的效率及安全,将认证的安全性与可靠性和区块链的安全性与可靠性保持一致。采用哈希算法签名及验签,提高区块链在泛在电力物联网认证的效率及认证过程的可扩展性,认证过程应用RSA算法进行非对称加密。最后,进行了安全分析和效率方面分析论证,指出了未来泛在电力物联网身份管理系统建设的趋势,并阐述了如何构建泛在电力物联网完整身份认证系统,论文的研究成果可为区块链在泛在电力物联网身份认证领域的应用提供参考。     

节能发电调度实用化措施框架体系

节能发电调度方式改革是当前及将来很长一段时间内中国电力工业节能减排的指导思想。文章针对国内区域电网的实际情况,提出了当前环境下具备可操作性的调度机构节能发电调度措施的框架体系：优化火电机组发电调度,节能环保机组优先安排发电,不同能耗火电机组的等效利用小时数拉开差距;优化水火电联合经济调度,保证汛期富余水电吸纳;优化系统潮流分布,降低输电线损;加强地区调度火电机组的节能管理和节能发电调度信息管理;加强节能发电调度技术支持系统建设。最后给出了节能发电调度统计指标体系。     

客户侧泛在电力物联网的信息通信技术及安全管理

针对泛在电力物联网客户侧设备类型多,采用的通信协议不统一导致系统互联难度大,在短时间内无法通过技术手段进行统一的问题,以电力需求响应业务为例,分析了目前客户侧泛在电力物联网的业务应用场景和信息通信技术(ICT)在该领域的深度融合方式,需要从信息互操作模式、客户侧信息模型、控制方式等方面进行有效统一,以解决客户侧能源设备之间的交互问题,并提出未来泛在电力物联网安全方面的建议。     

泛在电力物联网关键技术探讨

能源供应压力不断增大和大量多种类型分布式能源不断接入给电力系统的经济运行、安全管理和应用服务提出了前所未有的挑战。国家电网有限公司提出了打造泛在电力物联网的构想,拟通过物联网技术赋予电力系统灵活感知、实时通信、智能控制和可靠的信息安全等能力,不断提升电网运行控制和调度的智能化水平,持续深入提高各种类型能源之间的互动能力,将现有的电力系统转变为更高效、更安全、更可靠、更具弹性和可持续性的智能网络化电力能源系统。对泛在电力物联网的基本概念、主要特点、关键技术和典型应用进行说明与分析,在此基础上给出泛在电力物联网建设面临的主要挑战,为相关研究的深入开展提供有益的参考。     

基于最大化网关流量的物联网路由方案研究

为解决现有依赖具体链路探测包的物联网路由方案易遭受干扰的问题,给出了一种基于虚拟网络估计的物联网路由方案。所给方案首先利用网络状态矢量和活动共享估计每条链路的成功传输数据率,然后根据节点局部产生流量、邻居节点的流入流量和重传流量估计节点流量,最后选择能够增加网关流量的节点作为下一跳节点,并按照这一原则建立物联网路由。仿真分析结果表明,所给路由方案估计的传输数据包数与仿真实验结果一致,并且所给路由方案的吞吐量优于基于负载感知的物联网路由方案。因此,所给路由方案可以很好地用于寻找物联网的有效传输路径,具有较好理论研究价值和实际推广应用价值。     

泛在电力物联网的技术架构与关键技术研究

介绍了泛在电力物联网的概念与技术架构,泛在电力物联网的核心是利用智能芯片、人工智能、大数据、云计算及无线通信等先进技术对电力信息等进行可靠、高效、实时地传输与利用。并从信息采集、信息识别、信息传输与信息处理4个方面阐述了泛在电力物联网的关键技术,分析了泛在电力物联网建设中存在的信息采集的准确性、信息传输的安全性、可再生能源消纳等难点,并提出未来展望。