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泛在電力物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、人工智能、區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算等信息技術(shù)和智能技術(shù)，是數(shù)字革命在能源電力領(lǐng)域迅速發(fā)展的必然產(chǎn)物。如果說云計(jì)算是“大腦”，邊緣計(jì)算就是針對實(shí)時(shí)性、安全性要求，或者由于地域、網(wǎng)絡(luò)等環(huán)境要求，無法集中計(jì)算而擴(kuò)展的“小腦”。

數(shù)據(jù)處理如何更迅速、更可靠？

隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的連接數(shù)量和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量正在以指數(shù)級(jí)的速度增長，未來，在各行業(yè)和日常生活中，將有數(shù)十億部設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。云計(jì)算將成為萬物互聯(lián)的數(shù)字大腦，網(wǎng)絡(luò)是萬物互聯(lián)的神經(jīng)，終端則是萬物感知的觸角。據(jù)華為技術(shù)有限公司預(yù)測，未來超過50%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析、處理與儲(chǔ)存。邊緣側(cè)面臨巨大挑戰(zhàn)。

如果將所有數(shù)據(jù)都傳送到云服務(wù)器進(jìn)行處理，必將會(huì)給通信網(wǎng)絡(luò)造成極大負(fù)擔(dān)。為了克服云計(jì)算的延時(shí)問題和網(wǎng)絡(luò)帶寬限制，邊緣計(jì)算通過利用更靠近用戶終端的網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備的計(jì)算、存儲(chǔ)、通信資源，為用戶終端提供高實(shí)時(shí)性服務(wù)。通過采用邊緣計(jì)算，許多控制將通過本地設(shè)備實(shí)現(xiàn)而不必交由“云端”，處理過程將在本地邊緣計(jì)算層完成。這無疑將大大提升處理效率，減輕“云端”的負(fù)荷。由于邊緣計(jì)算更加靠近用戶，因此，可以為用戶提供更快的響應(yīng)。

邊緣計(jì)算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的分布式開放平臺(tái)，就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。邊緣計(jì)算可以搭建物理世界和數(shù)字世界的橋梁。

世界上最大的分布式計(jì)算服務(wù)商之一AKAMAI，在一份內(nèi)部研究項(xiàng)目中提出邊緣計(jì)算的目的和解決問題，2003年與IBM合作開發(fā)邊緣計(jì)算。2016年，華為技術(shù)有限公司、中國信息通信研究院、英特爾公司等在中國聯(lián)合倡議發(fā)起邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，并發(fā)布邊緣計(jì)算參考架構(gòu)。

應(yīng)用案例

無錫配電物聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)是國網(wǎng)江蘇省電力有限公司打造的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)區(qū)，示范區(qū)全覆蓋實(shí)施配電線路全感知及主動(dòng)搶修，其中基于智能配變終端（邊緣計(jì)算終端）實(shí)現(xiàn)低壓線路、故障線路感知?，F(xiàn)場涉及到多個(gè)典型場景：所變、桿上變；低壓開關(guān)包括帶通信漏保、不帶通信漏保、塑殼斷路器，各型電纜分支箱；低壓線路包括架空分支、電纜分支；接線方式有星型和總線型等，為各場合低壓自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)提供了寶貴的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)。

通過采用邊緣計(jì)算，整個(gè)示范區(qū)預(yù)計(jì)到達(dá)報(bào)修現(xiàn)場的平均時(shí)間將由原來的30分鐘降至15分鐘，工作效率提升50%。同時(shí)，隨著智能感知設(shè)備和邊緣計(jì)算的全面應(yīng)用，供電服務(wù)指揮系統(tǒng)智能感知功能可提前發(fā)現(xiàn)、消除80%的中性點(diǎn)故障隱患和低壓回路斷線故障，每年戶均停電時(shí)間可從82分鐘降到55分鐘。

邊緣計(jì)算應(yīng)用

邊緣計(jì)算是云計(jì)算概念的延伸。與云計(jì)算相比，邊緣計(jì)算不需要性能強(qiáng)大的服務(wù)器，它由性價(jià)比更高、配置更為分散的各類計(jì)算機(jī)組成，可以滲入到各級(jí)控制系統(tǒng)中。

在電網(wǎng)領(lǐng)域，邊緣計(jì)算可以對傳感器、智能設(shè)備、智能終端的多重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行就地處理與分析，就近提供邊緣智能、敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)判決、數(shù)據(jù)優(yōu)化、安全保護(hù)，提高數(shù)據(jù)傳輸與處理效率，以滿足電網(wǎng)中設(shè)備及用戶的快速響應(yīng)需求，為智能調(diào)度、主動(dòng)配電網(wǎng)、配電物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用提供支撐。

邊緣計(jì)算根據(jù)所部署的硬件載體可分為器件級(jí)邊緣計(jì)算、終端級(jí)邊緣計(jì)算和網(wǎng)關(guān)級(jí)邊緣計(jì)算3類。器件級(jí)如振動(dòng)聲紋傳感器，進(jìn)行本地信號(hào)處理；終端級(jí)如智能AI攝像頭，基于輕量級(jí)深度學(xué)習(xí)算法就地實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別/目標(biāo)檢測；網(wǎng)關(guān)級(jí)如集中器，完成數(shù)據(jù)匯聚、清洗、分析、加密、上傳等。

【專訪】

官國飛 江蘇方天電力技術(shù)有限公司產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)中心高級(jí)工程師，多年來一直從事電力信息化相關(guān)工作。

《亮報(bào)》：邊緣計(jì)算是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)之一，您能否就邊緣計(jì)算目前及未來應(yīng)用做個(gè)介紹？

官國飛：由于電力覆蓋范圍廣、設(shè)備量大、對時(shí)效要求高，因此，在建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)時(shí)，經(jīng)常需要結(jié)合地區(qū)、網(wǎng)絡(luò)等特征進(jìn)行分散計(jì)算和處理，邊緣計(jì)算是非常必要的。而且針對電力，還需要依照現(xiàn)場情況進(jìn)行定制化的分析處理，這就必須依據(jù)靠近終端的邊緣計(jì)算進(jìn)行分析決策，以發(fā)揮計(jì)算的時(shí)效性和應(yīng)用成效。

未來，在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景下，控制領(lǐng)域?qū)漠?dāng)前的星型集中連接模式向點(diǎn)到點(diǎn)分布式連接切換，主站系統(tǒng)將逐步下沉，會(huì)出現(xiàn)更多的本地就近控制和邊緣計(jì)算。今后研究多類型二次終端及傳感器以即插即用方式接入基于邊緣計(jì)算的終端，是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)快速構(gòu)建和持續(xù)實(shí)用化的關(guān)鍵點(diǎn)。

本版內(nèi)容來源于中國電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)江蘇省電力有限公司，陳予堯、黃蕾、王成亮、李澄、張曉閩等對本文有貢獻(xiàn)。