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。     

基于调控云的电网调控数据信息共享的研究

设计了基于调控云的电网调控数据纵向互联信息共享的系统。介绍调控云的建设情况,数据云平台的模型数据中心的建设情况,模型数据中心实现调控数据的结构化、规范化和标准化;采用Kafka消息中心实现调控数据信息的纵向互联和信息共享,最后对各级调控机构按订阅推送,保障了纵向和横向部门间的业务协同。目前该系统已应用于华中电网,推进了业务流程的交互,减轻了用户的工作量,提升了工作效率。     

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。     

调控云平台IaaS层技术架构设计和关键技术

调控云是中国国家电网有限公司"三朵云"规划中的一个重要组成部分,针对调控云统一和分布相结合的分级部署设计特点,结合国家电力调控中心-区域电网调控中心主导节点和各省级协同节点的两级部署体系构架,以云计算理念为基础,面向电网调控业务设计了调控云基础设施即服务(IaaS)层基本构架,实现了调控云平台硬件资源的虚拟化(共享与动态调配)、数据的标准化和应用的服务化.另一方面,服务器和存储资源的虚拟化、域名系统、负载均衡、读写分离等技术已被引入IaaS层构架中,为调控云各节点均采用双站点模式提供基础支撑,实现了调控云各节点在业务层面均可同时对外提供服务和异地应用双活.     

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...     

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。     

基于云边协同技术的柔性负荷聚合调控系统设计

作为发电调度的补充,柔性负荷调度能够削峰填谷、平衡间歇式能源波动和提供辅助服务,是丰富电网调度运行的调节手段,在电网调频调峰和新能源消纳中具有较大的调控潜力。首先,提出了一种“柔性负荷聚合调控云平台-智能边缘计算终端-客户侧能源信息物理系统”的优化调控架构;其次,借鉴云计算和边缘计算协同的架构理念,设计一套柔性负荷聚合调控系统,实现柔性负荷的聚合调控;再次,研究柔性负荷聚合调控策略,构建云边协同的多类型弹性负荷调控算法;最后,基于苏州同里小镇的实际场景,对温控负荷、电动汽车、储能参与聚合调控进行了仿真与算例验证。     

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。     

多SECC协同的配电网运行效率优化分析

现阶段光伏电池等新式能源接入配网比例日益增高,单独优化分析独立变电站-能源中心系统(Substation-Energy Center System,SECC)不利于配网运行效率的提高以及光伏能源的消纳.论文建立了包含变电站、光伏电池和燃气轮机等能源供应的多能源中心协同配网运行优化模型.采用模糊C均值聚类处理光伏数据,得到聚合后光伏优化出力,提高了运行效率.文章重点讨论了变电站内温度控制和电动车管理模式对多SECC协同运行效率影响.增加了SECC单独运行模式的仿真,对比多SECC协同运行模式下配网经济运行效率.通过算例验证了所提模型的合理性,并提出了合理的建议.     

基于云技术的区域调控技术支撑系统

针对目前各地区调度独立建设的调度自动化系统,其模型、计算、存储资源无法在更大区域内优化配置的现状,利用云技术具有的弹性伸缩、全局资源管理、高可靠性特点,设计了基于两层混合云架构的区域调控技术支撑系统,第一级公有云服务中心包含全省共享的模型云、数据云,服务于全局集中的非实时分析类业务.第二级为全省设置的若干个区域私有云,服务于区域的分布式实时调控业务.详细阐述了该系统架构、功能和实现方式,对系统性能提升、功能完善进行分析.     

考虑信息动态表达的异常用电模式识别云边协同方法

异常用电识别是用电稽查、计量装置运行状态辨识的重要内容,对维护电网的安全运行和保障正常用户权益有重要的意义。已有方法为了识别用户的多元用电模式,在保证识别准确性的基础上容易造成计算过于复杂的问题,而考虑效率的简单计算方法又难以准确度量不同用电模式的相似性,因此难以兼顾计算效率与准确性;此外,将用电数据上传至云端集中计算会占用大量的网络带宽和计算资源,进一步限制了异常辨识的应用。为此,提出了一种考虑信息动态表达的异常用电模式识别云边协同方法。根据边缘端和云端的计算资源合理分配协作任务,实现了异常用电的云边协同识别。针对边缘服务器算力有限的问题,对用电数据进行动态压缩重表达,在缩减数据量的同时保证数据信息的准确性。云端在收到压缩数据后以分段加权动态时间规整距离作为压缩数据相似性度量的依据,基于自适应参数选择的密度聚类算法识别异常用电。基于实际数据集验证了所提方法的有效性。     

基于云计算的电网调度控制培训仿真系统设计

针对传统电网调度控制培训仿真系统的不足,提出了基于云计算的电网调度控制培训仿真系统设计方案,并对基于虚拟化的场景构建、基于云计算的图模管理、分布式实时数据处理、基于云计算的协同仿真等关键技术给出了具体的解决方案。该系统已经在电力调度控制中心试点应用。实践表明,该系统能够实现电力调度控制中心多业务、多场景的仿真,提高联合仿真的异地互动协调能力及仿真的性能和效率,解决了传统培训仿真系统的不足,取得了良好的应用效果。     

基于云-边-端协同的电力物联网用户侧数据应用框架

物联网技术渗透到电力系统所形成的电力物联网承载着海量数据流,通过电力业务数据化和电力网络信息化,促进电力数据业务化目标的实现。目前电网基于云计算的集中式数据存储与处理,使得海量细粒度的用户侧数据无法得到有效应用。基于此,文章提出了基于云-边-端协同的用户侧数据应用框架,以打破由于计算资源有限而导致用户侧与电力系统的交互壁垒。利用边缘计算与云计算的互补性,以预测预警、分类聚类和需求响应3类用户侧基础数据应用为例,设计了用户侧数据应用框架,以期实现自下而上和自上而下的双向数据流、业务流的协同循环,从而达到对用户侧数据进行广而深的价值挖掘的目标。最后,从物理层、平台层和业务层3个维度对实现该框架的关键技术进行了分析与总结。     

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。     

跨数据中心一体化协同分布式云管理平台建设

通过分析广东电网信息基础支撑平台的现状和建设需求,阐述跨数据中心一体化协同分布式云管理平台的建设方案。在资源统一层面上,该平台通过对广东电网服务器虚拟资源池、存储虚拟化资源池的统一管理,实现跨数据中心的资源协同和分布式调度,实现电网企业信息建设的集团化运作;在数据中心精益管理层面上,该平台实现主机、存储设备、网络、数据库、中间件和应用软件等多种计算资源的一体化管理、标准化供给和自动化操作,为电网企业信息建设的标准化建设、精益化管理提供有力支撑。实践证明,跨数据中心一体化协同分布式云管理平台可增强信息资源的可伸缩性、扩展性和灵活性,提升信息技术运维管理能力和效率,提高业务响应能力和服务模式水平。     

基于边云协同的变电设备多状态量监测系统研究

为了解决变电设备的多状态量监测中面临的异构传感器接入困难、数据处理时延大、数据传输带宽占用率高等问题,提出了基于边云协同的变电设备多种状态量监测系统。设计了变电设备状态监测的边云协同服务架构。研制了边缘计算装置,支持多种传感器协议的解析、数据采集和边缘计算。实现了变电设备在边缘侧的状态评价和边缘服务,并进行了现场应用验证。该系统为变电设备的状态监测提供了新的思路,具有很高的应用价值。     

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。     

调控终端安全管控技术研究与应用

在能源互联网和电网智能化的发展趋势下,各类新型电网业务和工作场景访问调度主站系统的需求增多,需要规范调度终端的权限配置,加强操作过程安全审计,完善管理制度和技术手段,有效防范安全攻击,提升应对极端情况的风险防控水平.通过对现有调度终端键盘、显示器、鼠标延伸技术的使用现状分析,提出了一种基于云计算和生物多因子认证的调控终...     

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...     

发电集团数据中心云计算应用研究

发电集团的云数据中心将计算、存储及网络资源松耦合。虚拟化各种IT资源,并实现动态部署及共享。是一种在提高资源可调度性、可管理性、可伸缩性及可靠性,降低成本的同时具备绿色节能的新型数据中心。文章阐述了发电集团云计算数据中心的架构、需要解决的关键技术及安全问题。