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。     

基于Edgex Foundry的配电网无功电压云边协同控制方法研究

针对大量多维异构的电网数据引起的存储压力、计算延迟和云边通信问题,提出了一种基于Edgex Foundry的配电网无功电压云边协同控制方法。首先,感知配电网10 kV侧的电网数据,构建了“边云”、“边边”协同控制模块与配电网无功电压信息交互模型,基于多种通信协议建立云边数据传输通道。然后,部署了面向配电网无功电压的云边协同控制模型,构建了基于Edgex Foundry的配电网无功电压“云-边-端”集中-分布式协同控制架构,实现云边协同架构与十五区图控制策略交互融合。最后,基于仿真验证了云边协同控制方法可以降低计算时延,缓解云端计算和存储压力,实现在云边协同控制中母线与支线整体联控、异常支线局部单调两种调控模式的深度融合,为实现配电网无功电压云边协同控制提供了技术支撑。     

基于云边协同的变电站倒闸操作平台设计与实现

随着智能电网技术的快速发展,变电站综合自动化技术取得了显著的提高。但监控与运维自动操作功能尚不完善,倒闸操作大多依赖于传统的人工逐项依次操作的方式,倒闸效率低下,已远远不能适应电力系统的发展需求。该文基于调控云平台利用云边协同技术实现调令、操作票、预演、操作全流程一体化在线协同管控,提高变电站倒闸操作效率与准确性。首先依据变电站倒闸操作过程中云防误中心与防误子站、移动终端的业务角色确立了云端和边缘侧,然后基于倒闸操作全流程设计了云边交互、云边协同机制,形成了状态全感知、防误全过程、操作全在线、业务全协同”倒闸防误操作平台,并引入信誉机制提高边缘节点的防误可信度,通过实验对云–边模型性能评估、系统可扩展性、防误准确性等方面进行了验证分析,结果表明所设计的云边协同倒闸防误操作平台在在提升倒闸操作效率和准确性方面具有一定的优势。     

电力物联网可信树形批量认证机制

电力物联网设备需要进行可信度量,然而现有数据处理架构存在云端压力过大的问题,现有可信度量架构也存在效率低下、消耗过大等问题.提出一种适用于云边协同电力物联网环境的基于树形结构的可信批量认证机制.该机制采用云边端协同的边缘计算架构缓解云平台压力,设备采用一种轻量级可信架构进行可信度量,获取度量信息;非平衡哈希树存储结构在...     

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。     

基于云边协同的配电网无功电压控制方法研究

配电网的无功电压问题对于降低线损、提高供电质量至关重要。针对配电网中无功电压集中控制无法快速响应、就地控制难以整体协调的问题,结合边缘计算技术提出了一种基于云边协同的配电网无功电压控制方法。首先,搭建了AVC作为云控制中心,配电网支线作为边缘节点控制终端的云边协同框架;然后,在云端和边端部署调控模型优化无功电压;最后,利用云边协同的控制方式进行变压器和电容器的优化调控,达到配电网无功功率整体平衡。通过仿真验证了所提方法具有易协同、易调控的特点,从而解决了配电网中电压合格率较低、通信困难、网络时延较长等问题。     

云边协同的调控云数据质量优化

调控云汇集了海量的模型和运行数据,采用集中处理方式对云中心的传输网络、计算资源和存储资源带来巨大的压力,数据时效性也无法得到保障.本文基于云边协同技术,设计了调控云广域云边协同总体架构,并以电网调控数据质量优化应用为例,对网络带宽及时延、数据协同处理性能、任务分解策略优化、云中心存储性能等指标进行了对比分析.实际系统应...     

融合多维度特征的绝缘子状态边缘识别方法

针对传统的绝缘子状态识别方法存在实时性差、特征提取能力不足的问题,基于边缘计算的思想,提出了一种融合多维度特征的绝缘子状态边缘识别方法.利用云边协同和边边联邦协同的联合技术手段,构建了绝缘子状态的边缘识别框架.设计了一种融合多维度特征提取的深度学习网络,该网络采用ResNet101作为主干特征提取网络,使用Incept...     

基于云边协同和区块链的分布式能源交易系统设计

分布式能源的广泛发展使其成为电力市场的考虑重点,而传统的数据交互平台无法满足大规模分布式能源交易高效灵活、安全可靠的需求。为解决高信息处理复杂度与安全快速交易需求之间的矛盾,文中提出基于云边协同和区块链的分布式能源交易系统架构和整体设计方案。首先设计了云计算与边缘计算协同并结合两层区块链的系统架构,利用区块链技术实现交易去中心化,提高了交易的自主高效性,利用云边协同提升海量数据的处理能力和交易系统的扩展能力。然后基于双向竞价和预测补偿设计了分布式能源的交易机制,进一步对区块链的核心共识算法进行分析,并采用改进委托权益证明(delegated proof of stake,DPoS)作为交易系统的高效率、高可靠共识算法,实现大规模分布式能源的高效可靠交易,促进分布式能源参与电网调节,提高电网稳定运行水平。最后通过应用实例验证了所提系统对大规模分布式能源交易的适应性和优越性。     

云边协同在轨道交通供电在线监测系统的应用研究

云计算已成为大型、集中式的计算和存储的主流,但随着各种应用场景的丰富,日渐暴露出消耗大、时延长和通信要求高等弊端。伴随着边缘计算理念的兴起,云计算和边缘计算的协同和融合已逐渐成为各界共识。对云计算、边缘计算以及部分新型计算范式的研究现状进行了分析,指出云边协同的优势和重要意义;通过对云边协同的最新研究成果进行研究,结合轨道交通供电在线监测系统目前的架构,研究增强边缘计算的方法和云边协同的原则,提出对该系统进行云-边-端协同的新架构。     

基于容器技术的营配一体化智能终端软件架构与实现机制

随着综合能源设备不断接入低压配电台区,配用电业务的数据要求和业务要求不断提升.为此提出一种基于容器技术的营配一体化边缘计算终端软件架构,利用容器技术搭建数据安全隔离、软硬件解耦的软件架构.计量系统数据和配电自动化系统数据通过边缘计算终端实现集中采集,并通过业务容器把不同业务和应用隔离,实现业务数据安全隔离,最后阐述容器...     

制冷系统数据化设计方法

基于现有技术水平和测试条件，本文提出了制冷系统数据化设计方法，该设计技术将制冷系统划分成主要部件和次要部件，并对制冷系统主要部件进行数据分析。通过采用数据库技术，实现了主要部件的设计和选择，并且为计算模型提供了可靠数据。通过建立相应的数据处理机制，可以进行设计经验的总结，为换热器的优化设计提供有力的依据。而采用计算机仿真技术，可以进行整机性能的数据化分析，在整机试验之前就能较准确地判断制冷系统设计能否满足要求。     

基于云边协同的配电网运行框架及应用研究

分布式能源接入电网导致配电网产生的数据日益复杂,使得配电网的运维与控制也面临挑战,而云边协同在配电网中的应用能有效解决这些问题。为此提出了基于云边协同的配电网运行框架,分析了配电网中云边协同相关的关键技术,同时基于分布式能源接入的配电网台区自治复杂场景,提出了三种云边协同典型应用,对低压配电台区的边缘智能建设有指导意义。     

面向区域售电公司的边缘计算架构设计探讨

万物互联时代背景下，电力系统数据传递量不断增长，为了提高区域售电公司数据处理的准确性和时效性，文章提出了一种基于边缘计算的数据处理架构。首先阐明了边缘计算的定义和节点的设计框架，介绍了目前边缘计算在电力系统中的一些应用场景。其次搭建了面向区域售电公司的边缘计算框架，分别就云平台和边缘节点的模型进行定义和分析，并针对综合框架信息交互的内容进行详细讨论，且设计了整体运行流程。最后建立了区域售电公司边缘计算任务分配模型，通过算例分析了边缘计算节点的信息传输性能和计算性能。结果表明所提架构相较于传统云计算方法具有优越性，为售电公司制定用电套餐的计算分析方式提供了一种新的思路。     

柔性互联配电网故障恢复的云边协同优化算法

柔性互联配电网是未来新型配电网的新发展方向,系统对故障恢复策略及其算法提出了更高的响应速度要求。为提升配电网故障恢复优化算法的响应速度,以柔性互联设备为网络边界,采用云边协同技术,在遵循云边端网络架构的约束下,将健全边缘网络的最优潮流计算前移到配电网正常运行时,采用定时或阈值触发扫描计算并拟合边缘网络最优运行指标与网间交互功率的分段线性关联函数,从而提出基于边缘网络前置预计算的柔性互联配电网故障恢复优化算法及其云边协同调控逻辑。由于各边缘网络的优化计算前置到正常时,且优化模型被限制在边缘网络内,优化模型维度被有效限制,配电网故障恢复算法的响应速度得到提高。算例分析与对比验证表明,所提方法准确且计算效率高。     

配电物联网云边协同系统计算资源双目标优化配置方法

云边协同系统能够支持计算资源弹性扩展,适应配电物联网技术的需求。针对云边协同系统的计算资源配置问题,刻画了云边协同系统的计算资源,建立了计算业务模型,提出了批量计算业务的业务超时系数以对系统效果进行定量评价。基于上述模型,以最小化云边协同系统开销和最小化业务超时系数为目标,建立了考虑云边互动的计算资源优化配置双目标规划模型,并采用改进差分进化算法得到帕累托前沿。基于仿真算例讨论了不同双目标处理方法、通信质量、并发业务规模等对所提计算资源配置方法的影响。     

面向配电网的云边端协同技术研究

随着新能源的大力发展和物联网技术在电力行业的广泛应用,配电网现有的集中式数据处理模式受限于存储资源和计算能力的不足,而无法满足海量数据处理需求和频繁用户交互需要,使得面向配电网的云边端协同技术受到了越来越多的关注。基于此,梳理配电网云边端协同的概念,介绍配电网的云边端网络架构,分析云边端协同的交互模式和支撑技术,探讨云边端协同技术在配电网领域的典型应用场景。通过总结目前云边端协同技术的研究情况,对未来的发展提出了展望。     

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...     

配电物联网台区边缘计算终端微服务的文件锁数据同步机制

为解决边缘计算终端微服务的数据读写冲突问题,文中提出了一种新型电力系统背景下配电物联网台区边缘计算终端微服务的文件锁数据同步机制。首先,设计了边缘计算终端微服务的文件锁数据交互机制,支撑微服务数据的有序存取。接着,提出了同步分区机制对微服务进行区域划分,消除跨分区微服务的数据读写冲突隐患。然后,提出了分区内同步机制和分区间同步机制解决相同分区内和相邻分区间微服务的数据读写冲突。最后,仿真分析了微服务时序逻辑结构对文件锁数据同步机制耗时的影响,对比了文件锁数据同步机制采用前后、考虑不同微服务分解度以及采用不同数据同步机制时的结果,验证了所提方法的有效性。     

一种高性能的多级异构电能质量数据库同步方法

为提高分布式电能质量管理系统中数据同步性能,提出了一种高性能的多级异构电能质量数据库同步方法。首先针对电能质量数据的特点,建立了基于事件驱动的多级异构数据库同步模型,然后提出了基于持久化消息队列的数据可靠同步方法,给出了基于事件日志的数据一致性检查和恢复算法,实现了海量电能质量数据在多级异构数据库中的高效同步。分析表明,该方法能有效提高多级异构电能质量数据库的同步性能。