电力5G-MEC边缘云架构和流量卸载方法

随着新型电力系统的建设,电力业务的种类和数据量快速增长,大量业务流量需要卸载到电力5G-MEC边缘云进行处理,如何保障电力业务的差异化流量卸载时延需求成为一个亟待解决的问题。文章结合电力业务的差异化时延需求和5G核心网服务功能,构建了电力5G-MEC边缘云架构。以最小化业务流量卸载总时延加权和为目标,构建了边缘云低时延业务流量卸载优化问题模型,并提出基于业务优先级成本调节的5G-MEC边缘云流量卸载优化方法求解。仿真结果表明,所提方法能够降低业务流量卸载总时延加权和,解决低优先级业务与高优先级业务之间的流量卸载竞争问题,保障电力业务差异化时延需求。     

光伏现场基于5G NR-U任务卸载的边缘云组网方法

为处理分布式光伏发电设备接入电力系统所产生的大量计算任务,满足5G用户设备的低时延需求,文章提出了一种光伏现场基于5G空中接口(5G new radio in unlicensed spectrum,5G NR-U)任务卸载的异构边缘云组网架构,通过将光伏计算任务分布式分配给异构的移动边缘计算(mobile edge computing,MEC),建立多用户多任务场景下系统时延和终端能耗最小化为目标的边缘云任务卸载模型,进而提出了一种基于人工免疫算法的多任务卸载策略。实验结果表明,提出的方案有效降低了光伏现场计算任务的综合代价,为5GNR-U时间敏感业务提供确定性通信保障。     

一种高效的基于云边端协同的电力数据采集系统

针对云计算模型的数据分析及数据处理在实时性、隐私保护和能耗等方面所存在的问题,研究边缘计算模型的概念及其在数据处理与数据分析方面的优势;提出新型的边缘计算系统架构,设计能实现系统任务的卸载、运行及调度策略;针对提出的新型边缘计算系统的改进方向和应用前景,展开分析和研究,构造了一种基于云边端协同的新型电力数据采集系统。该系统架构由上而下分为云侧系统主站、边侧智能终端和端侧表计设备3层,端侧表计设备负责采集电力数据并上报到边侧智能终端,智能终端负责对数据进行预处理,而云侧系统主站负责收集预处理后的数据并进行统一处理。基于该文所提系统,云侧采集系统主站统管边侧智能终端设备,并支持将应用程序下发到边侧智能终端进行边缘计算;边侧智能终端设备纳管端侧表计设备,支持将表计设备采集的数据上传到边缘侧缓存和就近处理、分析与决策。该文通过实例测试验证了所提方案既解决了边缘应用的实时处理和响应问题,又减轻了云端与边缘端之间数据通信的带宽压力。     

基于强化学习的智能电网多接入边缘计算的位置隐私保护

文章以智能电网多接入边缘计算(multi-accessedgecomputing,MEC)中的移动终端电动汽车为主要研究对象,提出了一种既能满足系统能耗的计算卸载,又能实现对用户的位置隐私进行保护的方案。该方案以强化学习Q-learning算法为基础,根据MEC部署模式建立MEC计算卸载位置隐私保护模型,用户可根据隐私保护需求设置隐私保护强度,选择较远的MEC服务器进行计算卸载,在保证较低的系统能耗的情况下能够对自己的位置隐私进行保护。实验结果表明,所提出的地理位置隐私保护方案对保护用户的位置隐私具有良好的效果,并且用户可以根据个人的位置隐私保护需求调整保护程度达到不同的保护目的。     

电网现场作业下基于信道自适应的边缘计算AR技术

随着电网规模的日益扩大,电网现场作业面临巨大压力,将增强现实(简称AR)与边缘计算技术引进到电网现场作业中是缓解压力的有效方式。面向电网现场作业,提出了基于信道自适应的边缘计算增强现实技术,通过在现场作业中引入AR应用来提高现场作业的效率和准确性,并通过信道状态自适应技术来卸载AR应用的计算任务,通过边缘计算来降低AR应用在电网现场作业的时延。通过仿真分析得到现场作业的AR应用可以达到最优的时延。     

一种基于云边协同的电力业务时延优化方法

随着电力物联网技术的不断发展,新兴的多业务场景不断涌现,对电力大数据量业务的时延提出了新的挑战.文章针对物联网云架构,提出了一种基于软件定义网络的云边协同时延优化方法,以最小化系统平均时延为目标,通过引入一个连续可变的云、边任务分割系数,将时延优化问题转化为凸优化问题,并在此基础上最终得到了优化的任务分割策略.实验结果...     

基于边缘计算的配网管理和运维体系研究

针对目前配网管理和运维体系滞后、管理不善的问题,提出了新型的管理和运维体系架构。该研究基于边缘计算技术,构建出基于“云、管、边、端”4层架构的管理系统,更具体地说,该系统包括终端层、边缘设备层、信息化管理层和云端管理层,该系统能够计算出配电网系统中分布广泛、繁多的数据。通过在系统中构建出包括MEC虚拟化基础设施层、MEC平台层和MEC应用层的移动边缘计算平台,用户能够及时处理、应用平台内的数据。通过边缘计算,能够直观地反映数据库中的不同参数与边缘计算系统间的耦合关系,计算出影响配网管理和运维的不同参数,进而适时评估电力配网系统的运行状态。试验表明,基于边缘计算的配网系统优于传统的物联网技术、监测设备和人工计算方法。     

基于软件定义网络的5G电力通信网业务编排自主决策方法

在电力系统和能源互联网的深度融合大背景下,电力通信网融合第五代移动通信技术（fifth generation mobile communicationtechnology,5G）成为一种必然趋势,5G电力通信网业务编排成为支撑电力业务服务质量需求的关键手段。针对电网中现有业务编排优化存在的不足,提出了一种基于软件定义网络（software defined network,SDN）的5G电力通信网业务编排自主决策方法,利用Sarsa(state action rewardstateaction)算法,通过不断与环境交互,在信息不确定的情况下实现接入网信道选择与核心网路由选择的联合优化,从而最小化电力通信终端数据包传输总时延,为电力业务超低时延需求提供保障。仿真结果表明,所提算法能够在传输环境突变的情况下,保持较低传输总时延,并降低波动,有效地提高了电力业务的传输质量。     

智慧道路建运关键技术研究

近年来,数字治理的理念已植根于城市的转型与改造之中。介绍了智慧城市道路建运技术,一方面,结合多类感知设备和边缘计算终端,通过多元道路及交通信息,对交通态势、交通规律进行多维分析,再搭配通信设施及云平台,提出了“车路人云”协同的交通网联体系;另一方面,基于数字孪生技术建设智慧道路运管平台,量化整合道路以及相关功能设施的多元数据,并对数据进行深度挖掘,在数字层构建数据驱动的道路全生命周期预测模型,不仅提升了道路管养效率,而且全面实现了道路健康状况的定量把控。上述技术已应用于上海市嘉定区白银路全要素整治工程,取得了良好成效。     

基于边缘端目标识别与跟踪算法的输电线路航拍视频流诊断技术研究

边缘计算的出现改变了无人机影像诊断的方式,但是由于边缘端设备的功率和AI算力有限,将云服务器中的目标识别的算法部署到边缘装置时,极容易出现识别滞后、显示卡顿、缺陷检测率低等情况。将YOLOv5目标识别算法进行改进,引入Ghost模块改造Backbone部分实现轻量化;改进后YOLOv5-GBA算法结合目标跟踪算法,实现了边缘端的无滞后实时检测,针对9种不同的空间尺度的缺陷开展检测,平均准确率75.1%,相比YOLOv5的6.0版本平均提升2.8%,在边缘计算模块NVIDIA Jetson Xavier NX上实现了最高224FPS的测试效果,有效解决了边缘计算装置中深度学习算法应用效果差与识别准确率低的现实问题。     

变负荷下的空气压缩系统自调节控制研究

建立了常用螺杆机的运行能耗模型,储气罐以及进气阀模型,在加卸载控制方式下,利用Matlab对其运行过程进行了仿真,通过仿真确定了各负载率下最优卸载压力线,最后结合最优卸载压力,将负载率分段,提出了一种自动调节节能策略,并通过仿真证明了该节能方案可以使空压机系统产气压力波动小,在满足用户用气需求的前提下,系统总能耗有所降低。     

多信道多跳网络的时间同步方案

文章提出一种适用于电力物联网感知层本地通信的时间同步方案.该方案不需要系统通过广播带有时间戳的信标帧进行同步,而是利用MAC层的数据确认帧进行同步,仅在整个同步周期内没有数据发送的情况下,才单播发送时间同步定制包进行同步,大大减少了网络的同步开销.同时,数据确认帧的发送不需要信道访问,降低了信道访问随机时延的影响,保证...     

基于调相机的LCC-HVDC换流站无功优化与双层协调策略研究

[目的]现有换流站无功补偿方案下,调相机仅提供暂态无功支撑,交流滤波器承担稳态无功补偿与调整任务,两者间缺少协调方案,经济性不足。[方法]在保证调相机动态特性的基础上,基于直流送、受端系统运行特性,首先提出以调相机置换部分交流滤波器容量,两者共同参与稳态无功补偿的换流站无功优化方案。随后按照动作顺序先后提出换流站双层无功调整策略。第一层无功调整由调相机承担,通过在稳态运行范围内调节出力实现。第二层无功调节在第一层无功调整后启动,逐组投切交流滤波器进行无功调整,直至达到换流站无功调整要求。最后,在PSCAD中搭建LCC-HVDC(Line-Commutated Converter High Voltage Direct Current,LCC高压直流输电)系统仿真模型进行仿真验证。[结果]仿真结果表明文章提出的换流站无功补偿方案和双层无功调整策略能优化换流站交流滤波器配置组数,减少换流站交流滤波器投切频次。[结论]所提方案实现了对现有LCC-HVDC换流站无功补偿方案和无功调整策略的优化。     

陇东能源基地电源及电网建设方案研究

介绍了陇东能源基地煤炭、水资源情况,以及陇东地区电源建设规划,分析了陇东本地电网建设方案、陇东直流换流站及配套外送电源接人系统方案。重点论证了直流网侧交流电压、换流站站址、配套外送电源接人系统电压方案、站与地区电网的衔接等主要问题,提出直流网侧电压750kV方案和330kV方案各有优势,而配套外送电源建议主要考虑以直流网侧交流电压直接接人换流站。可为今后陇东地区电源电网建设及直流工程开展进一步工作提供参考。     

面向电力5G网络的边缘计算安全防护体系分析

近年来,电力5G网络规模建设逐步展开,5G通信网络由于其超高带宽、超低时延及大规模连接的特性,能够为电网发展提供一种更优的无线通信解决方案,电力业务终端互联互通需要一种手段为边缘计算提供可靠的安全技术.文章通过分析电力5G边缘计算软件架构,边缘计算设施本体安全,以及安全加固关键技术,最后给出适合电力5G网络的边缘计算安...     

换流站复杂工况下物联感知网络通信效能评估体系与模型

数字换流站是新型电力系统建设的枢纽节点,以融合终端为核心的物联感知网络是数字换流站物联感知体系的关键基础设施。数字换流站内复杂的电磁环境及高低温、盐雾腐蚀、交变湿热等工况条件下多种物理场相互作用和叠加,这些耦合干扰会影响换流站物联感知网络设备的通信效能,降低物联感知网络通信性能和服务质量,影响数字换流站全面智能感知能力和高效的智慧运检水平。针对缺乏数字换流站复杂电磁干扰与多物理场影响下物联感知网络通信效能有效评估方法这一问题,文章从基本通信能力、业务保障能力、生存保障能力和资源利用能力4个层面出发,建立多级分层的换流站物联网通信效能评估体系,在此基础上,采用支持向量机算法构建评估模型,实现对数字换流站物联感知网络通信效能的快速、准确评估,提升物联感知网络对换流站高效运行和数字化建设的支撑能力。     

云终端技术研究与系统建设

云终端采用"集中计算、分布显示"的架构,利用虚拟化技术将所有办公终端的计算需求在服务器端集中处理,员工使用瘦终端设备,仅负责输入、输出与界面显示,不参与任何计算和应用,具有高效、绿色的特点。文章介绍了云终端系统的技术方案与建设方案,云终端系统作为企业的办公支撑平台,可以有效地解决内外网的信息安全隐患,同时降低运维、管理和能耗成本,提高办公灵活性。     

考虑需求响应与火蓄调峰的优化调度模型研究

为了应对风电等可再生能源接入引起的系统调峰压力增大且影响系统经济运行的问题,进一步挖掘新型调节电源、传统调节电源和负荷侧协同调峰的潜力,综合利用负荷侧的需求响应和电源侧的抽水蓄能、火电三种调峰措施联合调峰,构建考虑需求响应和火蓄参与深度调峰的电力系统两阶段优化调度模型。第一阶段优化模型中引入负荷侧的需求响应,以最小化负荷与风电差值的平方之和为目标,优化负荷曲线,降低系统峰谷差;第二阶段优化模型利用电源侧的抽水蓄能和火电深度调峰,计及火电深度调峰电量损失成本、抽蓄调峰成本和弃风成本,以系统总运行成本最小为目标,在第一阶段模型的基础上优化各机组出力,增加风电上网空间。以改进的IEEE30节点系统进行算例分析和两阶段优化模型有效性验证,结果 表明,所建模型可提高调峰能力,促进风电消纳,并降低系统总运行成本。火电机组进一步降低出力,积极参与深度调峰,能够有效促进系统风电消纳。三种调峰方式有机结合联合参与调峰,降低了负荷的峰谷差,不仅有效降低了弃风率,还减轻了系统的调峰压力,缩短了火电深调时段。     

面向视频分析任务的边缘云资源分配策略

为保证电力物联网视频分析类业务的实时性,业界通常将基于神经网络的智能应用部署于边缘设备.由于电力物联网边缘设备资源有限,当系统中存在多个视频分析任务时,需合理分配资源,以期在满足输出精度的要求下尽可能降低任务处理时延.文章深入分析了视频分析任务在电力物联网中的运行特征,考虑了任务之间的依赖,探究了输出精度与时延的关系....     

FlexE承载电力业务的应用架构及测试验证

随着大规模配电网自动化、分布式能源接入、用户双向互动等通信业务快速发展,电网通信业务呈现出多颗粒度、安全隔离、低时延的承载需求,新一代以太网FlexE接口技术具有带宽灵活配置、硬隔离管道及超低时延的优点,能否在接入侧承载电网业务成为重要课题。文章研究了FlexE切片技术在电网中的应用架构,分析了电网典型业务对FlexE切片适配性,分别从隔离性、低时延及带宽灵活绑定3方面提出了FlexE切片技术承载电力典型业务的测试方案,为FlexE网络切片在电网中的推广应用提供测试基础。