烽火边缘计算助推泛在电力物联网落地

    2019年3月以来，国家电网提出了建设泛在电力物联网的规划，并作出全面部署安排，加快推进“三型两网、世界一流”战略落地实施。泛在电力物联网建设规划分两个阶段，到2024年全面建成泛在电力物联网。泛在电力物联网的实施将进一步推动能源互联网的实现，会极大地改善能源供给和消费状况，为整个国民经济的发展打下一个非常坚实的基础。

    泛在电力物联网的根本需求来源于当前能源资源的不平衡。在电源方面，面临新能源占比逐年增加，能源结构发生根本性变化；在电网方面，原有基于传统发电方式、输变电方式面临和电力电子化网络特征的冲突；在负荷方面，面临由于新能源环保和用电电器种类增加导致的负荷状况变化；在储能方面，尚没有非常有效的储能办法，直接影响对新能源的消纳能力。提升电力安全生产效率和增加营销效益是当前电网亟需解决的两大重点问题。


    图一：新能源装机容量历年增长图

    面临问题，国家电网制定了《泛在物联网建设大纲》，提供十分详尽的建设思路和解决措施，包括从技术、营销到管理的各个层面。从技术角度来看，围绕对内和对外业务两个方面，包括以下三个重要措施。


    图二：泛在电力物联网的应用架构图

    第一，通过建立数据中台实现业务和管理的快速变革；

    第二，实现端到端线上和线下协同、跨层和跨域的全网智能调度系统，保证全网的高效和安全运行；

    第三，通过对末端二次设备的改造实现配网和运营数据的一致性，协助未来实现精准营销。

    以上措施都围绕着数据收集、融合、分析、建模、应用等内容展开，其中在大数据基础上建立新的电网源、网、荷、储模型是基础，还包括运营的数据和配电网的数据统一，人工智能的结合在自动控制和安全巡检的应用等。其中，边缘计算是建立数据驱动的泛在物联网应用的关键环节，在泛在电力物联网建设中，可广泛应用于支撑智能分布式配电自动化、毫秒级精准负荷控制等超可靠低时延控制类业务，无人机远程巡检、移动式现场施工作业管控等超大带宽视频类业务，以及低压用电信息采集、分布式电源等海量连接采集类业务。另外，利用边缘计算的分布式计算特点可更精确、更迅速对本地负荷和生产态势做出分析和反应，和网力中心云算力结合，对电网形成完整的态势分析和全域调度能力。

    近日，在无锡举行的2019数字电力峰会暨电力行业信息化年会上，烽火针对泛在电力物联网推出了整体的边缘计算解决方案。方案摒弃了孤立的电力边缘云平台设计，从云-管-边-端整体性构建端到端边缘云方案。在电力中心云部署边缘云中心管理平台和电力调度中心进行协同，部署于变电站和发电端的本地边缘云平台进行数据的本地化处理，能源模型、负荷模型的构建以及实现本地仿真，边缘云平台通过广域网和中心调度系统进行通信。专门开发了针对边缘的核心处理芯片和操作系统，并设计了和上层应用解耦的硬件平台，根据边缘云在电网位置不同提供边缘计算一体机、边缘计算服务器、边缘计算网关系列硬件解决方案。另外，在边缘计算技术支撑下，烽火边缘云平台可支持无人机、机器人、高清摄像头、移动终端等自动化巡检设备，并利用5G技术高带宽、低延迟、支持大规模通信的特点，以自动化设备替代人工巡检。在边缘预置AI算法，可实现高清监控视频、图像的预处理，将故障隐患识别的时效性缩短至秒级。目前，烽火已开始和电力系统研究机构的合作，并计划在短期内在电网实现应用。


    图三：电力边缘云示意图

    烽火通信是国家光通信核心企业，近年来大力发展新ICT技术，已成为具有综合能力的信息服务商，在云计算、大数据、5G、人工智能、物联网等方面成为国内重要力量。依靠中国信科集团对各领域业务的覆盖，烽火形成了面向行业服务的有线和无线相结合、网络和应用一体的资源融合能力，为电力客户提供一站式的解决方案。并且，烽火重视基础研究和标准制定工作，和各行业研究机构建立了广泛合作，在探索新方向和业务转型方面积累了较为丰富的经验，为建立更广泛的共赢生态提供开放的合作模式，为泛在电力物联网的落地和发展提供有力的支持。