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边缘计算为电网数字化转型带来了什么?

发布时间:2020-09-21 09:12:13 来源:国家电网报

  因特尔公司首席执行官布莱恩·科兹安尼克(Brian Krzanich)曾给出预测:2020年互联网用户每天将产生1.5GB的数据。而在这个与以前格外不同的2020年,这个数字似乎只增不减。你知道这些数据都是如何被收集、处理又反馈给用户的吗?

  在“万物皆可线上”的2020年,传统企业的数字化运营有如弦上之矢。对于能源企业,“以市场换技术、以时间换空间”,用市场规模做背书成为行业佼佼者的传统模式已是过去式。对于电网公司,顺应科技发展形势进行数字化转型既是创新之举也是历史之势。

  当数字化转型进入深水区,电网会遇到哪些挑战?

  在数字化转型初期,电力数据多是由各电力终端采集后统一传输到主站进行统一处理。随着转型深入,电力设备电子化比例不断提高,接入终端的数据量呈直线上升,问题在靠近用户的负荷侧逐渐显现:负荷侧资源日益多元分散、传至云端的网络链条长,“统一收集、统一处理”的模式导致数据生产端、数据传输、数据处理环节分离而形成更大的信息壁垒,电网侧与负荷侧无法实现有效互联。

  努力实现“源网荷储”的协同互动成为今天发展能源行业生态体系的重要一步。8月27日,国家发改委和国家能源局发布了《关于开展“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”的指导意见(征求意见稿)》,向行业抛出了“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”两大概念。

  指导意见提出“源网荷储一体化”应侧重于围绕负荷需求展开,优化整合本地电源侧、电网侧、负荷侧资源要素,实现源、网、荷、储的深度协同。

  功能强大,边缘计算可助力大电网发展

  边缘计算听着耳熟,不过它到底是什么?2016年,由华为、中国科学院沈阳自动化研究所、英特尔公司等联合倡议发起的边缘计算产业联盟(Edge Computing Consortium)给出的定义是这样的:边缘计算指在靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台,就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。

  从概念上,边缘计算可以看作是云计算的补充。把云计算延伸到网络边缘,在最靠近用户的地方提供服务,就是边缘计算。

云计算模型

云计算模型

  从功能上,边缘计算正在解决电网数字化应用中的三大问题:

  1、电网数据量大、传输成本高

  在使用以中心服务器为节点的云计算时,终端产生的数据需全部上传到云端。传输路径长、传输数据大等问题导致系统资源被过度消耗。在边缘计算中,数据在靠近用户侧的边缘节点被分析处理,不仅节省了宽带成本,而且缓解了网络拥堵,降低了延迟,提升了应用的响应速度。

  2、传输路径长,数据安全无法保障

  将终端设备采集的私密数据传输到中心服务器模式路径较长,意味着数据暴露在网络中的时间过长,这无异于增加了数据泄露的风险。边缘计算可将相对敏感的数据在边缘直接进行分析处理,省去传输环节,提高数据的私密性和安全性。

  3、数据处理不及时,网络时延难避免

  越来越多的数据业务场景需要超低的网络时延。在“统一收集、统一处理”的模式中,快速的响应速度让中央云端“力不从心”。而边缘计算的应用意味着只需将处理结果和必要数据传至云端中心服务器,这样不仅节约了带宽、存储、算力成本,提升了处理效率,也分担了中心服务器的计算任务,减轻了中心节点压力。实现数据处理业务就地就近、灵活坚强发展。

  打破信息壁垒,形成高效荷网互动

  边缘计算具体可以应用在电网哪些领域?国网宁夏电力的案例给出了一个答案。8月13日,国网宁夏电力研发的国内首台融合区块链与边缘计算为一体的区块链一体机成功接入“国网链”并上线试运行。

  国网宁夏电力的一体机采用“松耦合”的设计原则,超低耗能、体积小、装卸便捷,可在源—网—荷—储多环节及生产作业现场、户外设备及杆塔等环境下进行部署;具备图像识别、视频检测、语音识别等人工智能功能。

  同时,将区块链与边缘计算相结合,通过边缘计算实现了负荷侧资源接入后第一时间收集、上链、处理,规避数据从各应用数据库转存的冗长程序;又确保了源头数据的真实可信,努力打破负荷侧和电网侧中间的信息壁垒,形成高效荷网互动。

  挖潜增效,将数据服务延伸至社会场景

  边缘计算相较于云计算更加贴近本地,这意味着边缘计算可为本地客户提供更快响应。除了服务于电网本身,国家电网也积极面向社会提供数据服务。7月31日,银河边缘计算数据服务中心示范站在绍兴上虞建成落地,面向公众提供IDC(互联网数据中心)资源出租和IDC 联网运营服务。

  以宁波慈溪天元边缘数据中心站为例,它不局限于提供电网服务,而是致力于建成包含供电服务站、仓储中心、5G基站、电动汽车充电站、数据销毁中心等特色概念的多站融合数据中心示范站,为周围有需要的客户提供立体式能源、数据服务。结合慈溪家电可信区块链平台建设和“直播经济”兴起的契机,该站已为慈溪地区小家电和农产品等特色优势产业提供算力支持,服务当地产业数字化发展。

  着眼新基建,边缘计算电网应用前景广阔

  《财经》杂志预计:新基建落地能源行业将引发全国用电量暴涨近两成。边缘计算服务器、端设备和5G基站作为“能耗大户”,在城市中的大量建设可能会给现有的城市配电网带来巨大冲击。

  当数字技术应用场景最终都实现于城市中时,随着车联网、智慧城市布局的展开,大量的边缘计算中心将被设置在应用场景端,一众数字基础设施的建设也意味着对城市电力系统的扩容改造提出新需求。如何减少重复布局为资源利用找到最优解,宁波慈溪的实践似乎提供了一个思路:充分利用闲置资源选址,通过资源整合与设施共享,“一站多用”开展多站融合集约建设。

  边缘计算技术的引入不仅将进一步加强电源侧、电网侧、负荷侧、储能侧的多向互动,推进局部电力的就地就近平衡,也会满足本地企业和周围居民对于数据中心基础设施服务、云服务及边缘计算等服务方面的需求,开启能源共享互济新业态。

  未来,如果边缘计算将在电网中进一步推广应用,不断发挥数字优势,这不仅将激发电网公司更多5G+能源互联网的创新尝试,而且助力“源随荷动”向“源网荷储一体化”协同互动方式转变,全面推动科技创新,赋能企业发展。

标签:电网 编辑:潘洁

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