智能電網(wǎng)是指一個(gè)完全自動(dòng)化的供電網(wǎng)絡(luò)，其中的每一個(gè)用戶和節(jié)點(diǎn)都得到實(shí)時(shí)監(jiān)控，并保證從發(fā)電廠到用戶端電器之間每一點(diǎn)上的電流和信息的雙向流動(dòng)。智能電網(wǎng)通過廣泛應(yīng)用的分布式智能和寬帶通信，以及自動(dòng)控制系統(tǒng)的集成，能保證市場(chǎng)交易的實(shí)時(shí)進(jìn)行和電網(wǎng)上各成員之間的無(wú)縫連接及實(shí)時(shí)行動(dòng)。
智能電網(wǎng)是將信息技術(shù)等新型技術(shù)融入傳統(tǒng)電網(wǎng)中，使電網(wǎng)在更加易于管理的同時(shí)可提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)據(jù)量的激增是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)型的一個(gè)重要特征，當(dāng)前的電網(wǎng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出如下特點(diǎn)：
1）數(shù)據(jù)采集多，不同采集點(diǎn)的采樣尺度不同，數(shù)據(jù)斷面不同，每個(gè)采集點(diǎn)采集相對(duì)固定類別的數(shù)據(jù)，且分布在各個(gè)電壓等級(jí)內(nèi)；
2）數(shù)據(jù)不健全，數(shù)據(jù)采集存在誤差和漏傳；
3）數(shù)據(jù)分布在不同的應(yīng)用系統(tǒng)中。
在數(shù)據(jù)量激增的同時(shí)，傳統(tǒng)電網(wǎng)的轉(zhuǎn)型還受一些其他因素的影響，如發(fā)電方式、用電方式等。針對(duì)電網(wǎng)中所存在的上述數(shù)據(jù)問題，近幾年引入了云計(jì)算來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，但云計(jì)算有其劣勢(shì)，如傳輸成本高、實(shí)時(shí)性差等，為解決這些問題，將邊緣計(jì)算引入智能電網(wǎng)中成為了一種必然的趨勢(shì)，將邊緣計(jì)算應(yīng)用到智能電網(wǎng)有以下3個(gè)優(yōu)勢(shì)。
1）改善性能。通過邊緣計(jì)算，可以在幾毫秒內(nèi)分析和處理邊緣收集到的數(shù)據(jù)。例如在風(fēng)電場(chǎng)中，若風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生變化，邊緣計(jì)算軟件可以實(shí)時(shí)地分析這些數(shù)據(jù)，并調(diào)整渦輪機(jī)以優(yōu)化整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的生產(chǎn)，并且只有進(jìn)行過融合的數(shù)據(jù)才會(huì)被發(fā)送到云端，這就大大降低了通信帶寬并縮短了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間。此外，渦輪機(jī)在工作周期內(nèi)會(huì)產(chǎn)生萬(wàn)億字節(jié)的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到云端后進(jìn)行分析，在技術(shù)上是可行的，但其日常操作成本太高。通過邊緣計(jì)算，用戶最終可以從渦輪機(jī)捕獲流式數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)處理，以防止意外停機(jī)并延長(zhǎng)設(shè)備壽命，同時(shí)可以將數(shù)據(jù)集縮減到更易于管理的大小以便傳輸?shù)皆贫恕?
2）保證數(shù)據(jù)安全和隱私。邊緣計(jì)算將計(jì)算遷移至靠近設(shè)備的地方，避免了將數(shù)據(jù)上傳至云端，這樣可以大大降低隱私數(shù)據(jù)在傳輸過程中泄露或損壞的可能性。
3）減少操作成本。云計(jì)算的連接性、數(shù)據(jù)遷移、帶寬和延遲特性造成云計(jì)算的使用成本非常昂貴，而邊緣計(jì)算通過降低帶寬要求和延遲可以大大減少運(yùn)行時(shí)的成本。邊緣計(jì)算是解決電網(wǎng)中所存在數(shù)據(jù)激增問題的最好方法之一，而智能電網(wǎng)也被認(rèn)為是邊緣計(jì)算的最佳落地場(chǎng)景之一。全球已經(jīng)進(jìn)行了十余年的智能電網(wǎng)建設(shè)，隨著新技術(shù)的不斷應(yīng)用，智能電網(wǎng)的內(nèi)涵也在不斷發(fā)展。在我國(guó)，2019年，國(guó)家電網(wǎng)有限公司提出要求全面加快泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略部署。2021年，國(guó)家電網(wǎng)有限公司發(fā)布了其行動(dòng)方案，其中要求推動(dòng)電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)，著力打造清潔能源優(yōu)化配置平臺(tái)。伴隨著國(guó)家一系列戰(zhàn)略部署的實(shí)施，建立泛在電力物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)，而邊緣計(jì)算是其重要載體。
邊緣計(jì)算技術(shù)已經(jīng)與智能電網(wǎng)產(chǎn)生了較為緊密的結(jié)合，在智能發(fā)電、智能輸變電、智能配電和智能用電等方面，都已開始逐步搭建基礎(chǔ)性框架和實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的應(yīng)用。邊緣計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)物，想要實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)就離不開邊緣計(jì)算，因此想要建設(shè)完備的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系就必須引入邊緣計(jì)算。總體來(lái)說，現(xiàn)階段電網(wǎng)中對(duì)邊緣計(jì)算的應(yīng)用還處在初步階段，主要集中在理論性框架的設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單的邊緣應(yīng)用，還未形成完整的體系結(jié)構(gòu)，而隨著技術(shù)研究的飛速發(fā)展，邊緣計(jì)算會(huì)在電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)越來(lái)越重要的作用。
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