边缘计算在电力的应用「总结智能变电站与综自变电站的区别」

今天带来边缘计算在电力的应用「总结智能变电站与综自变电站的区别」，关于边缘计算在电力的应用「总结智能变电站与综自变电站的区别」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

预计采用新的边缘计算解决方案将在能源行业创造急需的颠覆和增长机会，产品总监兼IOTech联合创始人Andrew Foster写道。

如果商业组织要扰乱现有市场并创造新的增长机会，创新至关重要。在这方面，能源行业也不例外。

采用新的边缘计算解决方案即将造成这种颠覆。最新一代的解决方案是软件定义的，能够进行多模操作，并且与OT协议无关。

这些解决方案正在取代传统的控制和监控系统，这些系统通常以硬件为中心且孤立无序。相反，在商用硬件上运行的灵活边缘系统现在正在跨电力行业用例进行部署。它们包括可再生能源发电，电池储能系统和分布式智能电网控制。

未来的数字电网

电网已经经历了一个变革过程，这是由数字化的需求驱动的，以支持更高的效率和响应能力。这是必需的，因为运营商必须处理的电网复杂性日益增加。它源于整合新能源以及以分布式方式产生和储存能源的需要。

推动这一变化的其他因素包括发电机、分销商和能源技术公司需要在竞争日益激烈的市场中提供新产品和服务。同样重要的是，监管机构和消费者都必须改善对最新运营和商业信息的获取。

当与跨子系统的更高智能相结合时，跨运营的电网资产数字化对于帮助管理这种复杂性至关重要。

对边缘计算的需求

能够支持开放、可配置和可管理软件架构的边缘计算解决方案已经开始取代传统的控制和监控系统。

边缘计算在变电站和电网中的现场资产级别引入本地计算资源。它使处理能力和存储更接近需要的地方。它还通过使系统更易于维护和更新来帮助提高可扩展性、响应时间和运营成本。

通过在本地处理从连接的电网资产生成的大部分数据，用户将看到与将不断增长的OT数据运送到云中的数据中心相关的网络带宽成本显着降低。通过实现分散的自主操作，电网的故障弹性得到改善。

边缘计算正在实现新一代智能应用程序，这些应用程序可以利用人工智能（AI）和机器学习（ML）的最新进展。它为OT世界带来了云计算的许多好处，例如容器化，虚拟化和现代应用程序编排和更新方法。

这使得通过利用商用边缘硬件更新现有系统或部署新应用程序变得更加容易 - 当然，与基于专用硬件（例如PLC和PAC）的传统方法相比。重要的是，在升级过程中，完全更换系统部件的需要较少，这既昂贵又耗时。

边缘计算与云计算

多年来，能源行业在云基础设施方面投入了大量资金，作为其正在进行的数字化转型的关键组成部分。在物联网（IoT）的推动下，连接互联网的设备和传感器数量的增长呈爆炸式增长。在各行各业，这种增长有助于实现数字化转型。

在能源部门也出现了同样的趋势。然而，随着OT数据量的指数级增长，将如此大量的数据不断传输到云端进行分析和处理变得不可行。它太昂贵了，并且会给系统带来延迟。未来的电网必须对能源生产和需求的实时变化更具反应性。以云为中心的方法可以抑制这种情况。

这就是边缘计算在连接资产，然后在本地实时获取和处理数据方面发挥重要作用的地方。必要时可以提供本地数据存储，以支持间歇性连接。边缘解决方案还可以提供与后端云系统的集成点，从而提供整体网格管理。在这种情况下，只需要将收集的OT数据的一个子集转发到云端进行进一步分析，而云端的响应时间并不苛刻。

这意味着在完全云或基于边缘的架构之间做出错误的选择。未来的电网需要两者，尽管更多的OT应用程序将驻留在边缘，其部署和更新将从云集中管理。在这种情况下，混合边缘云模型将成为常态。

挑战

边缘计算将成为能源领域的关键颠覆者，并且可以提供许多已经概述的好处，尽管仍然存在重大挑战。对于完全可互操作和分散的电网，边缘层将成为变电站级别和分布式能源资源（DER）中传统和新资产的集成点。这要求边缘系统使用过多的通信协议与许多不同类型的设备进行通信，并从一组不同的端点获取和规范化数据。

来自多个来源的数据的“融合”对于创建数据的通用表示形式至关重要，该表示形式可以以一致且可互操作的方式支持边缘应用程序（例如，控制，监视和分析）。当您考虑能源领域使用的各种通信和数据映射标准时，这是一个重大挑战，例如Modbus，IEC-61850，IEC-60870，DNP3，OPC UA，EtherNet / IP，MQTT，Sparkplug和SunSpec。单个电网资产可以使用自己的专有或专用通信协议，这些协议也需要集成到边缘系统中。

边缘计算还引入了新的计算资源层来支持本地处理。尽管这些设备基于商用硬件并使用商业操作系统（通常基于Linux），但它们可以具有一系列不同的外形尺寸（例如，MCU，IPC，服务器）。

在变电站和整个电网中，可能有许多这样的边缘设备需要管理。至关重要的是，用户能够集中管理这些设备及其应用程序工作负载，通常从云中管理，但在需要时也可能在本地管理。最新一代的边缘应用程序通常支持容器化（例如 Docker），这提供了一系列优势，例如应用程序可移植性。但是，管理系统还必须能够部署和管理其他工作负荷，例如常规可执行文件。

边缘平台

为了应对这些挑战并实现边缘计算将为未来电网带来的好处，新一代电力行业特定的边缘解决方案将是必要的。这些新产品的关键要素是边缘软件平台，它是部署应用程序的底层软件框架。

为了实现未来的分布式网格，边缘软件平台提供了一系列服务和互操作性基础，可以在此基础上构建边缘应用程序。主要平台服务包括可配置的无代码多协议OT集成、数据规范化、转换和过滤、本地规则和分析支持、数据存储/存储和转发、安全服务（包括客户端身份验证、访问控制和数据加密）、警报处理和云连接。

开放性是这些边缘软件平台的关键特征。这意味着提供一个应用程序部署环境，能源技术提供商可以使用该环境轻松创建自己的增值应用程序。该平台必须与 OT 协议和云无关，独立于硬件和操作，基于组件或微服务，以支持应用程序组合和分发。至关重要的是，它必须提供一组标准的API，以支持正在使用和处理OT数据的边缘应用程序的集成。

在过去几年中，商业和开源边缘软件平台的实现都出现了。这些已经达到了成熟的水平，现在为能源解决方案提供商提供了一系列可行的选择。

Linux基金会的LF Edge是Linux基金会的LF Edge，这是一个具有广泛跨行业支持的关键开源计划。LF Edge的目标是为边缘计算建立一个开放的、可互操作的框架。EdgeX Foundry是LF Edge旗下最大的项目之一。它提供了一个灵活且可扩展的开放式软件平台，可促进边缘OT设备和应用程序之间的互操作性。EdgeX Foundry及其商业衍生产品，如IOTech的Edge Xpert，在电力行业中越来越受欢迎。

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边缘计算的未来力量

新一代的边缘解决方案将彻底改变电力行业。这些解决方案已经在帮助加速数字化转型，并支持新的用例和服务。边缘计算将实现更加智能、敏捷、高效和分布式的电网。它对于变电站级别和DER之间的资产集成至关重要，并且将支持随着电网发展而更容易部署和维护的应用程序。

未来的电网将基于混合模型，利用云和边缘计算的优势。

最后，提供一系列可配置微服务的开放边缘平台软件将成为新一代能源特定解决方案的关键推动因素

文章来源smart-energy.com 作者Andrew Foster