泛在电力物联网体系架构及实施方案初探

为应对能源互联网发展对电力系统海量数据全面感知、广泛互联的要求,物联网技术与智能电网深度融合而来的泛在电力物联网概念被提出,成为能源互联网电力领域信息共享网络发展的新思路、新模式、新焦点。首先论述了泛在电力物联网的基本概念与主要特征,构建了由感知层、边缘层、网络层及平台层构成的泛在电力物联网体系架构;其次深入剖析了泛在电力物联网与坚强智能电网、能源互联网之间的协同发展关系;最后从功能模块与建设时序2方面,提出了适应多维业务场景需求的泛在电力物联网实施方案建议。     

深度学习在泛在电力物联网中的应用与挑战

泛在电力物联网是智能电网发展的高级应用形态,对电网的数据处理能力和计算能力提出了更高的要求。近年来,深度学习技术取得了突破性的进展,为泛在电力物联网的实现与发展提供了强大的支撑。基于此,总结了现有深度学习模型的主要组成及技术特点;从泛在电力物联网应用的技术需求出发,综述了深度学习在数据处理、边缘计算以及态势感知方面的技术特点与应用场合;基于泛在电力物联网应用的典型场景,深入分析了深度学习在泛在电力物联网中的具体应用,为泛在电力物联网的建设与研究提供参考。     

泛在电力物联网背景下变电站整体架构设计

提出了具备感知终端海量接入、网络计算集成协作和业务应用按需定制等特点的泛在电力物联网概念,设计了泛在电力物联网背景下包含感知设备层、网络传输层和平台应用层的变电站基本架构,并结合变电站常规业务与发电企业、电网等新业态的实际发展需求,从感知设备层、网络传输层、平台应用层提出了泛在电力物联网涉及的关键技术。     

用于泛在电力物联网的配电变压器智能感知终端技术研究

泛在电力物联网的建设对感知层设备提出了新的要求。针对目前小容量配电变压器无法感知高压进线侧信息的不足,提出了一种用于配电变压器的智能感知终端设计技术。该智能感知终端包括高压感知本体和智能测量终端两部分,高压感知本体可实现对配电变压器高压进线电压、电流的精确感知。智能测量终端则可通过边缘计算有效实现对配电变压器状态的监测以及对配电线路多种信息的检测。对高压感知本体传感的关键技术进行了分析,并对其传感准确度进行了测试。对智能测量终端的常用边缘计算技术进行了分析。该智能感知终端有效满足了电力物联网对配电变压器的感知要求,具有广阔的应用前景。     

泛在电力物联网优化与调控方法研究

建设泛在电力物联网能够为电网的运行与管理、投资与服务开辟新的道路。依托泛在电力物联网的发展路径,可实现泛在电力物联网优化调度建设,提升能源系统的效率。首先研究了泛在电力物联网平台层和感知层的优化主体和内容,然后在此基础上构建了物理网终端设备参与的边缘优化调度模型,最后以某园区的典型日负荷为依据,选择NSGA-II智能算法对该模型进行应用,验证了该模型的可行性,整体实现了对泛在电力物联网的建设与应用。     

泛在电力物联网环境下新一代智能电能表技术展望

随着泛在电力物联网建设方案的提出,智能电能表作为电力物联网感知层末端重要的传感设备,其技术功能被赋予更多的要求。新一代智能电能表既要兼顾传统计量功能又要考虑泛在电力物联网环境下业务的需求,其技术发展方向是保证感知层设备智能化升级、实现业务终端全连接、提升边缘智能水平的关键。文章基于IR46国际标准,从电能表的计量特性、电能表功能多元化发展方向、实时嵌入式操作系统应用等多角度,探讨新一代智能电能表的技术发展方向。     

电力视觉边缘智能:边缘计算驱动下的电力深度视觉加速技术EI北大核心CSCD

电力物联网和透明电网的背景下,电力系统智能终端感知的海量视觉影像对传统的云计算处理模式提出了重大挑战,边缘计算作为云计算的重要补充已经得到了电力系统的广泛关注。为此,首先梳理了边缘计算的演变历程,阐述了电力视觉边缘智能的基本概念,然后构建了云–边–端协同的电力视觉边缘智能结构框架,重点讨论了边缘计算驱动下边缘智能的关键技术,最后列举了电力视觉边缘智能的几种典型应用场景。     

电力视觉边缘智能：边缘计算驱动下的电力深度视觉加速技术

电力物联网和透明电网的背景下,电力系统智能终端感知的海量视觉影像对传统的云计算处理模式提出了重大挑战,边缘计算作为云计算的重要补充已经得到了电力系统的广泛关注。为此,首先梳理了边缘计算的演变历程,阐述了电力视觉边缘智能的基本概念,然后构建了云–边–端协同的电力视觉边缘智能结构框架,重点讨论了边缘计算驱动下边缘智能的关键技术,最后列举了电力视觉边缘智能的几种典型应用场景。     

泛在电力物联网下的配电网典型配置模式研究

泛在电力物联网是传统工业技术与以物联网为代表的新一代信息通信技术深度融合而产生的一种新型电力网络运行形态。配电网是泛在电力物联网建设中极为关键且能够快速见效的重要组成。文章研究泛在电力物联网下的配电网典型配置模式,通过对配电网中低压设备的全域识别及设备间广泛互联,实现配电网状态全面感知、数据融合和智能应用,使得配电网运行更安全、管理更精益、投资更精准、服务更优质。文章给出的配电网"站-线-台-户"的典型配置模式覆盖广泛、易于扩展,为泛在电力物联网建设提供了参考。     

泛在物联的配用电优化运行：信息物理社会系统的视角

泛在物联的配用电系统是智能配电网与电力物联网深度融合形成的信息物理社会系统(CPSS)。分析了泛在物联的配用电系统的参与主体及其信息、物理、社会属性,并从物理域、信息域和社会域3个层面探讨参与主体之间的交互影响,并提炼其运行特点,包括物理域中的节点、网络和功能的灵活性;信息域中的泛在感知的不确定性、计算模式的边缘化、开放交互的安全性;社会域中的角色可变性、效用个性化、商业模式多元化。在分析国内外研究动态的基础上,提炼其难点,包括复杂配用电系统的特征识别、社会行为建模与混合仿真、非完全信息的随机博弈框架与应用、融合社会属性的优化问题建模与求解、边缘计算的调度策略与驱动机制、配用电终端物联网的交互安全机制等。在理论层面为信息、物理、社会系统的多学科交叉提供分析探讨,在应用层面为泛在电力物联网和智能电网的建设提供技术支持。     

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。     

物联网技术在通信管理系统中的应用研究

物联网技术作为互联网技术发展新的应用形态,已渗透到各个领域.文章通过引入物联网技术,充分利用物联网在网络末梢环节的感知优势,实现传感网、终端通信接入网和骨干网的无缝衔接,从而全方位地提高电力通信网络信息感知的深度和广度,为电力系统的智能化及信息流、业务流、电力流的融合提供高可用性支持.文章通过对物联网技术的研究,探讨了物联网在通信管理系统中的应用场景,提出了基于物联网技术的通信管理系统设计与实现方案.     

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。     

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。     

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。     

面向城市能源互联网的电力物联网内涵、架构和关键技术

电力物联网是保障电力系统安全可靠、经济高效运行的重要基础,也是支撑城市能源互联网的基础平台。为此,文章对面向城市能源互联网的电力物联网内涵、架构和关键技术进行了深入探讨和分析。首先,梳理和分析了城市能源互联网和电力物联网的区别,并指出了面向城市能源互联网的电力物联网内涵;其次,分别提出了面向城市能源互联网的电力物联网的体系架构、物理架构和系统架构;最后,结合现有的“云大物移”、电力光纤入户、“四网融合”和“三表集抄”等技术,从信息化和通信化2个角度阐述了面向城市能源互联网的电力物联网关键技术内容及其现存的不足,以期为未来城市能源互联网的发展和研究提供一定的借鉴。     

中国智能用电的实践与未来展望

基于对智能用电领域国内外发展现状的分析,依据中国智能电网建设实际,提出适合中国国情的智能用电体系架构,并对物联网和云计算关键支撑技术在智能用电方面的实践应用进行分析与探讨。结合在智能小区、智能楼宇和智能园区的智能用电典型实践,展望了未来用电数据价值的挖掘和城市能源管理网络的构建。     

泛在电力物联网中基于网络虚拟化的节能卸载机制

针对泛在电力物联网(electric internet of things, EIoT)中海量物联网设备信息处理任务卸载到云端时存在能耗较高的问题,文章提出了一种泛在电力物联网中基于网络虚拟化的节能卸载策略。首先由虚拟网络管理层中的虚拟网络控制器采集网络中的任务请求状况与网络状态信息,并构建多目标整数规划模型;然后由路由和优先级决策算法确定物联终端协作节点和划分资源分配优先级,依据上述结果,根据网络单元剩余电量对抽象的虚拟资源进行分配,然后将虚拟链路嵌入到物理链路的未使用资源中,实现资源的重复利用,达到节能的目的;最后提出一种有效性保障策略,保证重用链路的有效性。根据仿真分析证明,文章所提的节能卸载机制在降低网络能耗,优化网络性能方面具有显著成效。     

电力物联网：数据科学视角及商业模式

当前电力(能源)系统正在向数字化转型,电力物联网的建设进入新阶段。大量感知设备和智能终端接入电力物联网,在电力系统内部和外部产生并积累了大量的数据。特别是电力系统的用电数据蕴藏巨大的价值,内含丰富的社会经济信息。针对用电数据,电力物联网有着多种可能的商业模式。介绍了电力物联网的3重涵义,结合电力物联网中不同类型用电数据的来源阐述其背后的信息,探讨信息/数据融合的理论与技术,并指出数据驱动下电力物联网商业模式的关键问题和具体业务,最后分析了电力物联网数据服务所面临的挑战。