算網(wǎng)融合產(chǎn)業(yè)及標準推進委員會中國信息通信研究院、北京航空航天大學、國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團有限公司北京分公司、中國電力科學研究院有限公司、浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司、國網(wǎng)浙江省電力有限公司信息通信分公司、北京郵電大學、浙江九州云信息科技有限公司、天翼云科技有限公司、中能融合智慧科技有限公司、朗坤智慧科技股份有限公司、北京火山杭州映云科技有限公司、網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實驗室、中國科學院自動化研究所、中國科學院重慶綠色智能技術(shù)研究院、中國科學院沈陽自動化研究院、邊緣計算社區(qū)、北京奧思工聯(lián)科技有限公司、天津安捷物聯(lián)科技股份有限公司、北京信息職業(yè)技術(shù)學院。衛(wèi)紅、仝杰、齊子豪、劉潔、楊潔、鄒穎、王伯伊、邱凱義、李朕、王波、劉香男、毛冬、陳祖歌、柴瑤琳、黨小東、張云暢、韓維娜、姜蔚蔚、胡衛(wèi)國、曹榮、段云涌、胡建鋒、安雨順、張克銘、鄭欽、毛旭初、胡杰英、陳松、王曉飛、沈建發(fā)、劉浩然、陸冠、張軼博、郭愛民、胡玉姣、賈慶民、樊榮杰、周赤、夏長清、史皓天、段嘉、黃磊、王鑫、黃杰數(shù)字化轉(zhuǎn)型是電力行業(yè)發(fā)展的必由之路，《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出要“堅持把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，著力增強能源科技創(chuàng)新能力，加快能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和智能化升級，推動質(zhì)量變革、效率變革、動力變革，推進產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化”。作為一種數(shù)字化賦能技術(shù)，邊緣計算受到電力行業(yè)廣泛關(guān)注。邊緣計算與AI、大數(shù)據(jù)、5G等ICT技術(shù)深度融合，滿足電力行業(yè)全環(huán)節(jié)的實時性、智能化需求，賦能電力行業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型。本白皮書以推進邊緣計算在電力行業(yè)中發(fā)揮賦能作用、助力能源強國建設(shè)為目標，重點關(guān)注電力行業(yè)邊緣計算的產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、參考架構(gòu)、應(yīng)用場景與典型案例、發(fā)展趨勢等，為邊緣計算在電力行業(yè)中落地部署提供重要參考。 1 1 4 8 11 11 11 14 21 23 25 29 33 33 43 50 57 60 65 72 72 73 74 74 7 11 36 38 39 39 40 41 41 43 46 48 49 50 52 54 55 56 60 62 64 64 66 701(一)邊緣計算已成為行業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型核心引擎1.邊緣計算行業(yè)賦能作用2供低時延、大帶寬、海量設(shè)備接入等網(wǎng)絡(luò)能力，提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力。.平臺賦能：邊緣計算平臺與云計算平臺之間實現(xiàn)高效協(xié)同，共同構(gòu)建“云、邊、端、網(wǎng)”于一體的行業(yè)應(yīng)用運行平臺。.創(chuàng)新賦能：邊緣計算技術(shù)通過與大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代ICT技術(shù)深度融合，在滿足行業(yè)應(yīng)用需求的同時，也深入行務(wù)響應(yīng)能力，降低部署成本，在邊緣側(cè)保障用戶安全隱私和數(shù)據(jù)安全。2.邊緣計算發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)階段，邊緣計算的基本內(nèi)涵與架構(gòu)已形成行業(yè)共識?！岸恕⑦?、云”已成為邊緣計算架構(gòu)的基本組成，邊緣計算網(wǎng)絡(luò)為三者間協(xié)同聯(lián)為行業(yè)應(yīng)用部署提供邊緣服務(wù)能力、為應(yīng)用高效運行提供多元算力供給能力、為數(shù)據(jù)的跨域流動提供協(xié)同聯(lián)動能力，四項能力共同構(gòu)建邊緣計算賦能基礎(chǔ)。商邊緣、以CDN改造、云算力下沉為代表的云邊緣、以電力邊緣計算、工業(yè)邊緣計算為代表的行業(yè)邊緣三類。三類邊緣計算在部署位置、;服務(wù)能力等不同方面均存在差異。邊緣計算的戰(zhàn)略布局。以美國、歐洲為代表的發(fā)達國家，均將邊緣計算列入產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對邊緣計算技術(shù)進行統(tǒng)籌部署，并積極推進其創(chuàng)新應(yīng)用。我國也高度重視邊緣計算的發(fā)展，國務(wù)院《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》等政策文件的相繼發(fā)布，積極推進邊緣計算在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等特定領(lǐng)域的技術(shù)、標準與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。資增長速度將遠快于核心位置。根據(jù)中國信通院市場和企業(yè)用戶調(diào)研測算，2021年我國邊緣計算市場規(guī)模達到436.4億元，其中邊緣硬件規(guī)模市場為290.2億元，邊緣軟件與服務(wù)市場規(guī)模達146.2億元，預計年平均增速超過50%，2024年邊緣計算市場整體規(guī)模達1803.7億元，增長空間廣闊。標準方面，國內(nèi)外標準組織及聯(lián)盟組織均加速推進邊緣計算標準成立MEC標準工作組，目前已發(fā)布包括邊緣計算平臺架構(gòu)、技術(shù)需求等多個標準。國內(nèi)方面，中國通信標準化協(xié)會（CCSA）圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等典型場景，針對參考架構(gòu)、技術(shù)要求等多個方面，開展了邊緣計算標準化相關(guān)研究工作。中國通信協(xié)會面向邊緣計算基準能力與4計算+”總體架構(gòu)與要求》、《5GMEC基礎(chǔ)設(shè)施共建共享技術(shù)要求》等在內(nèi)的多項標準。(二)邊緣計算全面支持電力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展以習近平同志為核心的黨中央創(chuàng)造性提出了“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略和“能源強國”新目標，為新時代我國能源高質(zhì)量發(fā)展指明了方向、開辟了道路。《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出要“堅持把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，著力增強能源科技創(chuàng)新能力，加快能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和智能化升級，推動質(zhì)量變革、效率變革、動力變革，推進產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化”。以“雙碳”為目標，能源電力發(fā)展需要依托以邊緣計算等為代表的新一代ICT技術(shù)，打造數(shù)字化技術(shù)支撐體系，全面推進ICT技術(shù)在電力行業(yè)各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)不同場景的廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)電力相關(guān)業(yè)務(wù)在數(shù)字空間的動態(tài)呈現(xiàn)、模擬與決策，不斷提升電力企業(yè)的數(shù)字化與智能1.邊緣計算滿足電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)需求邊緣計算是實現(xiàn)電力行業(yè)“數(shù)智”轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)。構(gòu)建覆蓋能源電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)的邊緣計算體系，對外可以推動電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)、供應(yīng)鏈泛在互聯(lián)，實現(xiàn)對電網(wǎng)和客戶狀態(tài)的深度感知，匯聚各類資源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，促進源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)互動，支撐區(qū)域電力能源5自治；對內(nèi)可以推動資源共享，實現(xiàn)源端數(shù)據(jù)融通和業(yè)務(wù)實時在線，匯聚各類數(shù)據(jù)進行共享應(yīng)用，提升電網(wǎng)安全運行、企業(yè)精益管理和客戶優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。當前邊緣計算技術(shù)在電力行業(yè)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電與源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動六大核心業(yè)務(wù)場景中，均得到廣泛應(yīng)用。.發(fā)電場景：發(fā)電企業(yè)在邊緣側(cè)搭建數(shù)據(jù)采集分析平臺，獲取發(fā)電設(shè)備與系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)，進行智能化分析，預測和優(yōu)化發(fā)電過程，提高發(fā)電場景中的能源利用效率，降低設(shè)備故障率，減少運維工作量。.輸電場景：為了解決傳統(tǒng)人工巡檢方式效率低、存在安全隱患等問題，利用邊緣計算設(shè)備執(zhí)行輸電線路的巡檢任務(wù)，是一種更為安全有效的解決方案。此外，輸電系統(tǒng)具有傳輸距離長、地理環(huán)境復雜、氣候多變等特點，可通過構(gòu)建邊緣計算平臺，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復雜情況下及時獲取并分析各類輸電設(shè)備的海量信息。.變電場景：變壓器的在線監(jiān)測和故障診斷是變電側(cè)的核心任務(wù)之一?；谶吘売嬎愕脑诰€監(jiān)測和故障診斷技術(shù)是當前研究的熱點研究方向。此外，在變電側(cè)搭建邊緣計算平臺，可以滿足變電站、換流站等廠站的設(shè)備管理和智能監(jiān)控需求。向中壓配電網(wǎng)和低壓配電網(wǎng)的配電自動化主站。通過在配電6臺區(qū)引入邊緣計算網(wǎng)關(guān)（融合終端），構(gòu)建以臺區(qū)邊緣計算網(wǎng)關(guān)為中心的低壓配網(wǎng)一體化管控體系，在邊緣側(cè)進行數(shù)據(jù)匯集、計算與回傳，實現(xiàn)接入設(shè)備的狀態(tài)全方位感知與需求快速響應(yīng)。車充電等不同典型場景，利用邊緣計算技術(shù)，一方面可以將智能電表與邊緣計算網(wǎng)關(guān)協(xié)同，為用電設(shè)備提供智能化控制調(diào)節(jié)；另一方面可以在智能電表中嵌入計算芯片，提供邊緣計算服務(wù)。用電側(cè)等多個方面，借助邊緣計算提供的高效智能算力，進行全網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集與計算，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲平衡化。7電力電力行業(yè)邊緣計算產(chǎn)業(yè)視圖電力行業(yè)邊緣計算產(chǎn)業(yè)可分為芯片、設(shè)備、軟件、網(wǎng)絡(luò)、解決方案、服務(wù)等六大板塊。在電力行業(yè)邊緣計算產(chǎn)業(yè)鏈條中，上下游產(chǎn)業(yè)緊密合作、協(xié)同聯(lián)動，在電力行業(yè)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電與源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動六大核心業(yè)務(wù)場景發(fā)揮賦能作用，助力電力行業(yè)數(shù)2.電力行業(yè)邊緣計算產(chǎn)業(yè)視圖服務(wù)提供商服務(wù)提供商方案提供商方案提供商SIEMENSZTE中興個百度智能云LenovwoDLLTechnologies三MQ騰訊云軟件開發(fā)商軟件開發(fā)商網(wǎng)絡(luò)運營商網(wǎng)絡(luò)運營商設(shè)備供應(yīng)商設(shè)備供應(yīng)商LenovoLenovo芯片供應(yīng)商芯片供應(yīng)商BITMAINBITMAIN字化轉(zhuǎn)型。于此同時，電力行業(yè)邊緣計算服務(wù)也正在向其它行業(yè)延伸。本白皮書整理了電力行業(yè)邊緣計算產(chǎn)業(yè)視圖如圖1所示，具體包含8的重要基礎(chǔ)，滿足智慧電廠、智能電網(wǎng)等多種電力行業(yè)邊緣計算典型場景需求。心構(gòu)建終端、服務(wù)器等設(shè)備，向電力行業(yè)邊緣計算中端、邊、云側(cè)供應(yīng)設(shè)備產(chǎn)品，是電力行業(yè)邊緣計算產(chǎn)業(yè)中的重要一環(huán)。業(yè)邊緣計算的系統(tǒng)、平臺等軟件產(chǎn)品，是電力行業(yè)邊緣計算的重要能力提供者之一。網(wǎng)絡(luò)運營商：網(wǎng)絡(luò)運營商是電力行業(yè)邊緣計算的網(wǎng)絡(luò)能力提供者，也是產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)。網(wǎng)絡(luò)運營商可面向電力行業(yè)構(gòu)建專網(wǎng)或提供互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，實現(xiàn)端、邊、云設(shè)備的互聯(lián)互通，支持電力行業(yè)邊緣計算解決方案和服務(wù)。焦于提供行業(yè)解決方案，即通過結(jié)合芯片、設(shè)備、軟件、網(wǎng)絡(luò)等產(chǎn)品和能力，面向特定場景需求提供電力行業(yè)邊緣計算解決方案。過協(xié)同整合電力行業(yè)邊緣計算產(chǎn)業(yè)資源，匯聚行業(yè)解決方案，提供一體化電力行業(yè)邊緣計算服務(wù)。(三)邊緣計算對電力行業(yè)應(yīng)用的賦能價值邊緣計算為電力行業(yè)應(yīng)用帶來的核心價值主要體現(xiàn)在五個方面：9低延時、低成本、智能化、高安全、高可靠。應(yīng)用時延通常由計算時延和傳輸時延兩部分構(gòu)成，降低應(yīng)用時延是提高用戶體驗甚至是使得某些應(yīng)用能夠工作的重要因素。一方面，邊緣計算通過在邊緣側(cè)進行數(shù)據(jù)處理，降低了數(shù)據(jù)在終端和云端之間產(chǎn)生的多跳傳輸時延。另一方面，利用優(yōu)化的邊緣算力進行數(shù)據(jù)比利用有限的終端算力進行數(shù)據(jù)處理所產(chǎn)生的計算時延更低。2.低成本電力設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具有體量大、價值密度較小的特性。如果把時傳輸所需帶寬也很大，成本極高。邊緣計算對海量原始數(shù)據(jù)進行預處理和分析挖掘，將產(chǎn)生的高價值洞察傳送到云端，極大程度降低業(yè)務(wù)部署成本。此外，通過在邊緣側(cè)部署智能巡檢、設(shè)備監(jiān)測等應(yīng)用，可以進一步降低人員成本，提升電力業(yè)務(wù)效率。3.智能化視頻監(jiān)控、語音識別、圖像分析等人工智能應(yīng)用越來越廣泛地被應(yīng)用于電力行業(yè)的業(yè)務(wù)需求。AI模型的訓練需要非常強大算力的支持。如果在云端執(zhí)行基于實時數(shù)據(jù)的模型推理，將極大提高網(wǎng)絡(luò)成本。同時，普通電力終端設(shè)備難以滿足模型推理的高算力、高能耗需求?，F(xiàn)有解決方案利用邊緣計算，將AI模型推理卸載到邊緣節(jié)點，在邊緣節(jié)點上通過GPU、加速硬件虛擬化等機制提高模型推理的并發(fā)能力，以一種經(jīng)濟有效的方式實現(xiàn)應(yīng)用智能。電力企業(yè)往往對生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫诉M行處理有很大顧慮。使用邊緣計算技術(shù)能實現(xiàn)敏感數(shù)據(jù)不出廠，直接在本地對數(shù)據(jù)進行清洗、預處理、聚合、篩選等操作，避免了數(shù)據(jù)傳輸過程中可能的泄露、遺密鑰生成、存儲和管理等方面的問題，可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)泄漏的風險。以邊緣計算為基礎(chǔ)的的數(shù)據(jù)安全方案可以實現(xiàn)更可控的本地數(shù)據(jù)存儲靠近數(shù)據(jù)生產(chǎn)或者使用的場所存在物理環(huán)境復雜、網(wǎng)絡(luò)條件不穩(wěn)定、潛在的攻擊窗口眾多等問題。邊緣計算硬件專為嚴苛的物理環(huán)境設(shè)計，具有緊湊、堅固、抗高溫高濕等物理特性。邊緣計算軟件平臺通過云邊協(xié)同來保障端到端的SLA，邊緣節(jié)點在斷網(wǎng)期間能實現(xiàn)自新數(shù)據(jù)、狀態(tài)。邊緣計算軟件平臺還支持應(yīng)用跨節(jié)點部署及多實例運行等能力，當某個節(jié)點發(fā)生故障時，可快速實現(xiàn)負載遷移，避免對業(yè)務(wù)的影響。(一)電力行業(yè)邊緣計算參考架構(gòu)本白皮書從電力行業(yè)應(yīng)用需求出發(fā)，結(jié)合業(yè)界優(yōu)秀電力行業(yè)邊緣計算實踐，在邊緣計算參考模型的基礎(chǔ)上，提出了電力行業(yè)邊緣計算邊緣側(cè)、網(wǎng)絡(luò)、云側(cè)、安全、運維等六個部分主要內(nèi)容。端側(cè)是位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備集合，是整個邊緣計算平臺的數(shù)據(jù)來源。電力行業(yè)邊緣計算端側(cè)主要通過導線溫度傳感器、電源管理設(shè)備等智能化設(shè)備感知外部環(huán)境變化，并通過接入?yún)f(xié)議與邊緣側(cè)協(xié)同聯(lián)動，進行智能化分析。端側(cè)設(shè)備包括電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)、供應(yīng)鏈等終端裝置。通常部署在采集監(jiān)控對象附近，對設(shè)備或?qū)ο蟮臓顟B(tài)量、電氣量和環(huán)境量等進行采集量測，具有簡單的數(shù)據(jù)處理、控制和通信功能。面向輸電、變電、配電臺區(qū)、用戶側(cè)和供應(yīng)鏈五類應(yīng)用場景，端側(cè)設(shè)備發(fā)揮不同的作用：在輸電應(yīng)用場景中，通過各類感知終端實現(xiàn)架空線路、電纜線路狀態(tài)的精準感知，數(shù)據(jù)通過短距離低功耗網(wǎng)絡(luò)傳輸至匯聚節(jié)點進行匯聚，并在接入節(jié)點進行區(qū)域匯聚和邊緣計算。視頻圖像采集終端的數(shù)據(jù)發(fā)送至統(tǒng)一視頻平臺，無人機和機器人等移動設(shè)備的采集數(shù)據(jù)在本地進行處理，相關(guān)數(shù)據(jù)可以選擇進入統(tǒng)一視頻平臺。在變電應(yīng)用場景中，視頻監(jiān)控、巡檢機器人采集的視頻圖像類數(shù)果上傳至物聯(lián)管理平臺。以狀態(tài)感知功能為主的無線傳感器可直接接入、或經(jīng)過匯聚節(jié)點接入邊緣物聯(lián)代理；其他涉控無線傳感器感知數(shù)據(jù)需經(jīng)安全接入網(wǎng)關(guān)接入邊緣物聯(lián)代理，邊緣物聯(lián)代理對傳感器數(shù)據(jù)進行邊緣計算，處理后結(jié)果上傳至物聯(lián)管理平臺。在配電臺區(qū)應(yīng)用場景中，在一個臺區(qū)部署一個邊緣物聯(lián)代理，統(tǒng)籌環(huán)境感知、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和可視化終端接入。終端設(shè)備采集電氣量、環(huán)境量、狀態(tài)量、視頻圖像等數(shù)據(jù)，主要對電網(wǎng)設(shè)備的運行狀態(tài)、環(huán)境數(shù)據(jù)、可視化信息、作業(yè)信息進行采集，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)全方位感知與快速響應(yīng)。在用戶側(cè)應(yīng)用場景中，部署能源控制器、臺區(qū)智能終端等邊緣設(shè)備，實現(xiàn)各場景的全息感知和優(yōu)化控制。終端設(shè)備（如智能家電、樓宇企業(yè)園區(qū)空調(diào)、環(huán)境傳感器等）采集環(huán)境量、狀態(tài)量和輔助設(shè)備狀據(jù)統(tǒng)一發(fā)送至物聯(lián)平臺。在供應(yīng)鏈應(yīng)用場景中，通過在電工裝備制造企業(yè)內(nèi)部部署生產(chǎn)、試驗設(shè)備信息數(shù)據(jù)采集中心、采集終端，采集生產(chǎn)試驗數(shù)據(jù)。通過部署電工裝備智慧物聯(lián)網(wǎng)關(guān)（邊緣物聯(lián)代理接入數(shù)據(jù)采集中心的生慧物聯(lián)網(wǎng)關(guān)（邊緣物聯(lián)代理）統(tǒng)一將數(shù)據(jù)發(fā)送給平臺層，為平臺層和應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)支撐。2.接入?yún)f(xié)議電力場景各類端側(cè)設(shè)備通過接入?yún)f(xié)議接入邊緣計算系統(tǒng)。這種協(xié)議定義了如何在邊緣計算系統(tǒng)和端側(cè)設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)交換。端側(cè)設(shè)備既可以使用ModbusTCP、MQTT、Profibus等多種協(xié)議，通過有線NB-IoT、ZigBee、LoRa、5G等無線協(xié)議接入。邊緣側(cè)位于端側(cè)與云側(cè)之間，在靠近用戶的位置，提供各類算力資源以及邊緣服務(wù)。邊緣側(cè)既提供計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)等電力應(yīng)用所需資源，也提供面向電力用戶的各類智能化、數(shù)字化邊緣服務(wù)。（1）通用服務(wù)器通用服務(wù)器是邊緣側(cè)計算資源的主要載體，通常支持包括x86、ARM、MIPS等在內(nèi)的一種或多種指令集，并支持多種GPU、FPGA等異構(gòu)加速硬件。通用服務(wù)器還應(yīng)支持安裝并兼容Linux、Windows等主流操作系統(tǒng)，并支持遠程KVM登錄、遠程固件版本升級、用戶權(quán)限配置、服務(wù)器日志操作等運維管理能力。此外，服務(wù)器還應(yīng)面向不同的電力應(yīng)用場景保證硬盤、風扇、電源可靠性以及長時間運行的存儲設(shè)備主要用于存儲電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，提供存儲能力。邊緣側(cè)存儲設(shè)備是邊緣側(cè)主要的存儲資源載體，這些設(shè)備通常包括存儲服務(wù)器、存儲陣列、網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備和磁盤陣列等。存儲設(shè)備可利用各種數(shù)高存儲容量、性能和可靠性。存儲設(shè)備在電力行業(yè)邊緣計算中扮演著重要的角色，負責存儲和管理電力行業(yè)數(shù)據(jù)。邊緣側(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是邊緣側(cè)主要的網(wǎng)絡(luò)資源載體，用于連接邊緣側(cè)計算與存儲設(shè)備，并實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和路由功能，主要包括交換機、路由器、防火墻等。邊緣側(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具備一定的安全性，可以防止網(wǎng)側(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還具有可靠性高、運行穩(wěn)定的特點，能夠滿足電力行業(yè)對于高可用性的要求。（4）加速硬件在一些電力行業(yè)邊緣計算場景中，傳統(tǒng)的ARM或x86架構(gòu)難以滿足功耗和性能要求，因此需要電力行業(yè)邊緣計算采用加速硬件以提升應(yīng)用性能。此外，隨著越來越多的電力應(yīng)用從云計算中心卸載到邊緣側(cè)，邊緣側(cè)也需要配套如GPU、NPU、FPGA等加速硬件，以支持系統(tǒng)根據(jù)計算任務(wù)的特點和需求選擇不同的算力類型，從而獲得更優(yōu)對于模擬和優(yōu)化類的任務(wù)，可以使用FPGA加速。2.資源虛擬化邊緣側(cè)資源虛擬化主要面向電力行業(yè)各類場景，從應(yīng)用需求角度出發(fā)，通過虛擬機、容器等方式，為電力用戶提供靈活的虛擬資源供虛擬機是計算資源云化提供的一種主要方式，可根據(jù)業(yè)務(wù)訴求，按需靈活提供規(guī)格各異的計算資源，尤其適用于基因測序、動漫渲染等采用數(shù)據(jù)并行方式運行的業(yè)務(wù)類型。其應(yīng)具備的主要特征如下：.可按需掛載訪問并行文件存儲、塊存儲、對象存儲等多種存加速方式。容器以其輕量、敏捷、更易于部署維護等特征，受到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。人工智能、大數(shù)據(jù)等新型業(yè)務(wù)，正更多地采用容器方式調(diào)度運行。容器應(yīng)支持如下特征：.支持多類型業(yè)務(wù)智能混合調(diào)度、多級隊列、應(yīng)用拓撲感知、分時復用等調(diào)度策略；支持基于優(yōu)先級，fair-share等的作業(yè)搶占策略；知和調(diào)度；降低網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)對資源的消耗；.應(yīng)支持通過卸載技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)能力卸載至專用硬件上，進一步提升網(wǎng)絡(luò)性能，降低網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)對機器資源和性能的消耗。3.資源管理調(diào)度資源管理調(diào)度主要用于對邊緣側(cè)各種資源進行統(tǒng)一的管理和使用，以向電力應(yīng)用提供更高效的邊緣服務(wù)。邊緣側(cè)資閉、變更規(guī)格等生命周期管理；.支持用戶對網(wǎng)絡(luò)地址、網(wǎng)絡(luò)連通性及安全隔離、公網(wǎng)連通性等網(wǎng)絡(luò)屬性按需自定義配置；.支持用戶遠程登錄系統(tǒng)，對系統(tǒng)擁有含root用戶在內(nèi)的完整控制權(quán)限，按需進行系統(tǒng)環(huán)境配置、監(jiān)控等操作；4.邊緣電力應(yīng)用電力行業(yè)邊緣計算參考架構(gòu)中的邊緣電力應(yīng)用能力主要指在部署在邊緣側(cè)、面向電力行業(yè)提供服務(wù)的應(yīng)用能力，邊緣電力應(yīng)用主要包含電廠應(yīng)用、電網(wǎng)應(yīng)用等。在電廠應(yīng)用中，邊緣計算設(shè)備被部署在電廠內(nèi)部，用于處理來自各個設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以包括電廠運行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)信息、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等?；谶吘売嬎阍O(shè)備對這些數(shù)據(jù)的處理和分析，電廠可以進行設(shè)備可靠性預測和運行參數(shù)優(yōu)化，從而提升效率、降低成的能源管理，從而優(yōu)化能源消耗、降低能源成本。電廠應(yīng)用可以處理來自電廠內(nèi)部設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并通過分析和優(yōu)化來提升電廠的效率和可靠性，是電力行業(yè)邊緣計算中一種重要的邊緣電力應(yīng)用。電網(wǎng)應(yīng)用涉及電網(wǎng)運行的監(jiān)控、控制、調(diào)度和優(yōu)化。在電網(wǎng)應(yīng)用中，可通過邊緣計算技術(shù)在電網(wǎng)邊緣進行實時數(shù)據(jù)采集和分析，并通過邊緣計算平臺對電網(wǎng)進行實時控制和調(diào)度。例如：在邊側(cè)設(shè)備中部署邊緣計算平臺，對電網(wǎng)進行實時監(jiān)控和控制，以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。此外，電網(wǎng)應(yīng)用還可以通過邊緣計算技術(shù)優(yōu)化電網(wǎng)運行，提高電網(wǎng)的負荷利用率。例如：在邊緣計算平臺上對電網(wǎng)數(shù)據(jù)進行分析和優(yōu)化，可以提高電網(wǎng)的負荷利用率，同時降低電網(wǎng)的運行成本。電網(wǎng)應(yīng)用可通過邊緣計算技術(shù)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集和分析、電網(wǎng)實時控制和調(diào)度，從而優(yōu)化電網(wǎng)運行，是電力行業(yè)邊緣計算中一種重要的邊緣電力應(yīng)用。5.邊緣管理邊緣管理是電力行業(yè)邊緣計算中，部署在邊緣側(cè)的通用管理能力，包括數(shù)據(jù)分析、模型推理、設(shè)備控制、設(shè)備接入、數(shù)據(jù)預處理等，可面向電力行業(yè)應(yīng)用提供高效、實時、智能化的邊緣服務(wù)。（1）數(shù)據(jù)分析行本地化智能分析處理，具體包括數(shù)據(jù)導入與預處理功能、智能分析邊緣側(cè)數(shù)據(jù)分析是邊緣計算在電力行業(yè)的核心價值所在。一方面，在邊緣側(cè)預處理電力終端設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)信息，進行數(shù)據(jù)過濾，可以有效降低上云帶寬；另一方面，將計算量大的訓練、推理卸載至邊緣側(cè)，可以有效地保障時間敏感應(yīng)用的處理需求。（2）模型推理模型推理是一種機器學習技術(shù)，用于通過已經(jīng)訓練好的模型來預測新數(shù)據(jù)的輸出。在電力行業(yè)中，模型推理可用來預測電網(wǎng)的負荷、發(fā)電設(shè)備的效率以及電力系統(tǒng)的性能。隨著人工智能應(yīng)用，如視頻監(jiān)控、語音識別和圖像分析，在電力行業(yè)中越來越廣泛地應(yīng)用，將AI模型推理卸載到邊緣節(jié)點上，并通過GPU等加速硬件提高模型推理的并發(fā)能力，一方面可以降低云端的算力負載，另一方面也可以滿足電力行業(yè)應(yīng)用的實時性需求、降低網(wǎng)絡(luò)成本，從而以經(jīng)濟有效的方式實現(xiàn)應(yīng)用智能。（3）設(shè)備控制在電力業(yè)務(wù)場景中，利用邊緣計算本地化計算能力可以對攝像頭等視頻設(shè)備上傳的采集信息進行及時、高效地處理，并根據(jù)外部環(huán)境變化生成控制指令，控制相關(guān)設(shè)備行為，滿足智能安防等應(yīng)用需求。因此，邊緣側(cè)設(shè)備控制功能主要包括采集信息能力感知、設(shè)備行為控采集信息能力感知要求邊緣側(cè)利用多種標準化接入?yún)f(xié)議感知設(shè)令，并通過南向協(xié)議向?qū)?yīng)設(shè)備下發(fā)指令，完成對設(shè)備行為的控制。（4）設(shè)備接入設(shè)備接入是指將電力行業(yè)邊緣計算參考架構(gòu)中的智能電表、智能轉(zhuǎn)換器、遙測設(shè)備等各種設(shè)備連接到邊側(cè)系統(tǒng)中的能力。設(shè)備接入可以通過通用邊緣計算平臺、邊緣計算協(xié)議等技術(shù)實現(xiàn)，以極大地提高邊緣計算參考架構(gòu)的效率和可靠性。所接入的設(shè)備可實時采集和傳輸數(shù)據(jù)，以支持實時監(jiān)測和分析。設(shè)備接入還可以為邊緣計算應(yīng)用提供（5）數(shù)據(jù)預處理數(shù)據(jù)預處理是指在進行邊緣計算之前，對原始數(shù)據(jù)進行清洗、提取、轉(zhuǎn)換、格式化等操作，使其能夠被邊緣計算系統(tǒng)更有效地使用。據(jù)中提取出有用的信息；轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為邊緣計算系統(tǒng)能夠識別的格式；格式化數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合邊緣計算系統(tǒng)處理的格式，以提高邊緣計算效率。此外，在邊緣側(cè)中數(shù)據(jù)預處理還可能包括對數(shù)據(jù)進行本地存儲、分發(fā)和壓縮等操作，以便在邊緣計算時更快速地訪問數(shù)據(jù)。電力行業(yè)邊緣計算參考架構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)主要包含云側(cè)和邊緣側(cè)間的邊緣計算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以及端側(cè)和邊緣側(cè)間的邊緣計算接入網(wǎng)絡(luò)。1.邊緣計算接入網(wǎng)絡(luò)邊緣計算接入網(wǎng)絡(luò)負責端側(cè)設(shè)備與邊緣側(cè)的信息交互。接入網(wǎng)絡(luò)既要支撐大量邊緣計算裝置接入、多元要素連接、靈活組網(wǎng)等多樣化需求，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化等多類型數(shù)據(jù)的高效傳輸；同時還要滿足電網(wǎng)控制、保護等核心業(yè)務(wù)對通信實時性、可靠性、傳輸速率、時延抖動等指標的嚴苛要求。在數(shù)據(jù)采集類應(yīng)用中一般需1G及以上有線/無線網(wǎng)絡(luò)；視頻監(jiān)控類應(yīng)用中一般需10G有線網(wǎng)絡(luò)；在控制類應(yīng)用中網(wǎng)絡(luò)延遲需達到毫秒級響應(yīng)，以保證故障信息及時回傳和處理，確保生產(chǎn)業(yè)務(wù)安全。接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可有多種模式，以靈活支持邊緣計算分布式或相對集中等多種部署方式。隨著5G等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，可利用核心網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)靈活地分配網(wǎng)絡(luò)資源，合理劃分監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)切片、控制網(wǎng)絡(luò)切片、計量網(wǎng)絡(luò)切片、保護網(wǎng)絡(luò)切片等，以保證不同數(shù)據(jù)類型的傳輸需求與QoS能力。隨著面向差異化服務(wù)的資源統(tǒng)一管理機制的逐漸完善，接入網(wǎng)絡(luò)資源將會實現(xiàn)高效分配，可滿足未來電力場景下業(yè)務(wù)隨遇接入與按需承載的需求。2.邊緣計算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)邊緣計算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)負責邊緣側(cè)與云端的交互連接，是支撐電網(wǎng)數(shù)據(jù)和信息在邊緣計算基礎(chǔ)設(shè)施與云端數(shù)字平臺之間雙向流動的必要保障，構(gòu)成了數(shù)字電網(wǎng)的“神經(jīng)通路”，是數(shù)據(jù)樣本學習、模型和控制策略下發(fā)的主要通道。邊緣計算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可通過跨域融合組網(wǎng)架構(gòu)滿足電網(wǎng)全域物聯(lián)與高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)汝P(guān)鍵需求。使用基于新一代通信技術(shù)的全域物聯(lián)高效接入、支撐多源數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通信、基于5G的電力通信等新技術(shù)，邊緣計算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可為電網(wǎng)多業(yè)務(wù)混合承載提供安全可信接入與可靠保障。在云邊交互中，邊緣計算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)一方面需要協(xié)同與云計算的資源調(diào)配，協(xié)同的資源包括計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源等；另一方面還需要協(xié)同邊緣設(shè)備的資源調(diào)配。此外，可采用軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以解決云邊協(xié)同架構(gòu)內(nèi)部的復雜交互需求，即將其作為管控層實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)資源控制和業(yè)務(wù)適配管理，同時完成邊緣服務(wù)器和云中心之間的交互以及邊緣服務(wù)器之間的通信管理。邊緣計算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可支持完成計算資源編排、業(yè)務(wù)編排、網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配等任務(wù)，同時支持完成數(shù)據(jù)模型適配、采集目標適配、計算算法適配等邊緣服務(wù)功能。在網(wǎng)絡(luò)訪問驗證、資源授權(quán)方面，邊緣計算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具備跨域訪問、資源授權(quán)等級劃分能力，可避免受到網(wǎng)絡(luò)竊聽、傳輸指令篡改等攻擊。邊緣計算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)還具備實時監(jiān)控和控制電力行業(yè)提供基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)能管理系統(tǒng)、智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)等智能解決方案。云側(cè)主要負責邊緣計算節(jié)點的管理以及電力相關(guān)的設(shè)備、應(yīng)用和節(jié)點管理指的是對邊緣計算節(jié)點進行監(jiān)控、維護和管理的能力。節(jié)點管理包括以下內(nèi)容：節(jié)點發(fā)現(xiàn)：在邊緣計算網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)新的節(jié)點，并將其注冊到云側(cè)內(nèi)存使用率、網(wǎng)絡(luò)流量等。節(jié)點維護：定期對邊緣計算節(jié)點進行維護，包括軟件更新、硬件節(jié)點配置：對邊緣計算節(jié)點進行配置，包括設(shè)置IP地址、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接、設(shè)置安全策略等。力行業(yè)邊緣計算應(yīng)用提供可靠的基礎(chǔ)設(shè)施。2.電力應(yīng)用管理電力應(yīng)用管理主要提供應(yīng)用商店、應(yīng)用監(jiān)控和應(yīng)用日志監(jiān)控等功能。電力應(yīng)用管理具體包括以下能力：應(yīng)用商店管理：可維護應(yīng)用（容器）的基本信息，并實現(xiàn)對應(yīng)用的上架、下發(fā)、安裝、啟停，從而保證應(yīng)用的穩(wěn)定性和可用性。應(yīng)用監(jiān)控：通過邊緣物聯(lián)代理上報的應(yīng)用（容器）狀態(tài)、告警信息，實現(xiàn)對應(yīng)用實時運行狀態(tài)的監(jiān)控。應(yīng)用日志監(jiān)控：通過對電力行業(yè)應(yīng)用的日志進行管理，包存儲、查詢和分析日志，幫助用戶排查應(yīng)用問題和優(yōu)化應(yīng)用性能。通過電力應(yīng)用管理，可以保障電力行業(yè)邊緣計算中電力應(yīng)用的便捷、可靠運行。3.電力設(shè)備管理電力設(shè)備管理是對電力行業(yè)邊緣計算中各類電力設(shè)備的管理能力，具體包含設(shè)備接入、設(shè)備監(jiān)控、模型管理和影子管理。設(shè)備接入：支持邊緣物聯(lián)代理及端設(shè)備信息認證，設(shè)備監(jiān)控：通過邊緣物聯(lián)代理上報的工況信息、告警信息，實現(xiàn)對設(shè)備接入數(shù)量及狀態(tài)的實時監(jiān)控。模型管理：支持對模型文件的定義及維護、數(shù)據(jù)傳輸格式的校影子管理：實現(xiàn)真實設(shè)備在物聯(lián)管理平臺的動態(tài)映射，包含設(shè)備狀態(tài)、采集數(shù)據(jù)和下發(fā)命令的斷面數(shù)據(jù)，支持設(shè)備命令的離線下發(fā)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的離線查詢。通過電力設(shè)備管理，可向業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供電力設(shè)備的臺賬錄入、模型管理、狀態(tài)信息查詢、命令下發(fā)等標準化接口。4.電力數(shù)據(jù)管理電力數(shù)據(jù)管理主要負責管理和維護電力行業(yè)的數(shù)據(jù)資源。電力數(shù)據(jù)管理包括以下能力：數(shù)據(jù)存儲：負責對電力行業(yè)的數(shù)據(jù)進行存儲和管理，包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)備份等。數(shù)據(jù)查詢：負責對電力行業(yè)的數(shù)據(jù)進行查詢和分析，幫助用戶快速獲取所需的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)安全：負責對電力行業(yè)的數(shù)據(jù)進行安全保護，包數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)審計等。電力數(shù)據(jù)管理是電力行業(yè)邊緣計算架構(gòu)的重要組成部分，能夠幫助電力行業(yè)用戶更好地管理和使用電力行業(yè)的數(shù)據(jù)資源，提高數(shù)據(jù)的利用效率。安全能力是電力行業(yè)邊緣計算中不可或缺的重要能力之一，其中重點包括安全管理和安全技術(shù)兩個方面。將安全能力融入電力行業(yè)邊緣計算中，提供更加安全可靠的電力行業(yè)邊緣計算服務(wù)，為電力行業(yè)應(yīng)用安全運行提供更有利的保障。電力行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護遵照“安全分區(qū)，網(wǎng)絡(luò)專用，橫向隔離，縱向認證”總方針建設(shè)。在安全管理方面，依托《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護按照《電力行業(yè)信息安全等級保護管理辦法》和《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全功能的系統(tǒng)或其中的監(jiān)控功能部分均應(yīng)屬于該區(qū)。II區(qū)為非控制生產(chǎn)區(qū)，原則上不具備控制功能的生產(chǎn)業(yè)務(wù)和批發(fā)交易業(yè)務(wù)系統(tǒng)均屬于該區(qū)。III區(qū)為生產(chǎn)管理區(qū)，該區(qū)的系統(tǒng)為進行生產(chǎn)管理的系統(tǒng)。IV區(qū)為管理信息區(qū)，該區(qū)的系統(tǒng)為管理信息系統(tǒng)及辦公自動化系統(tǒng)。V區(qū)為互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)。通過多種方式持續(xù)健全責任體系，落實“誰主管誰負責，誰運營誰負責”，遵循“同步規(guī)劃設(shè)計、同步建設(shè)設(shè)施、同步驗收投運”原則，不斷加強安全防護設(shè)備入網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)接入管理，加強維和基礎(chǔ)設(shè)施安全保障，不斷落地等保測評和安全評估要求。邊緣計算作為電力信息系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)，在管理上按照企業(yè)安全管理要求執(zhí)2.安全技術(shù)電力行業(yè)安全橫跨云計算和邊緣計算，整體需要建設(shè)立體的端到端的防護。網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)由于更貼近萬物互聯(lián)的設(shè)備，訪問控制與威脅防護的廣度和難度大幅提升。電力行業(yè)邊緣計算的安全技術(shù)主要包含數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全、平臺安全、網(wǎng)絡(luò)安全、物理安全等方面。安全技術(shù)對于保證電力行業(yè)邊緣側(cè)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)可持續(xù)健康發(fā)展，提供安全可靠的平臺安全環(huán)境具有重要意義。（1）數(shù)據(jù)安全數(shù)據(jù)安全應(yīng)確保電力行業(yè)數(shù)據(jù)處于有效保護和合法利用的狀態(tài)，并且具備保障持續(xù)安全狀態(tài)的能力，從而建立一套可基于能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的可用、可管、可監(jiān)、可控的數(shù)據(jù)安全管理體系。數(shù)據(jù)安全管理上必須秉持以下原則：明確職責合規(guī)、質(zhì)量保障、數(shù)據(jù)最小化、責任不轉(zhuǎn)移、最小授權(quán)、數(shù)據(jù)保護、可審計等。基于數(shù)據(jù)分類分級標準指導數(shù)據(jù)治理和安全建設(shè)，明確數(shù)據(jù)分類分級的基本原則、維度、方法、示例等，為數(shù)據(jù)安全分類、分級保護提供依據(jù)，為數(shù)據(jù)安全規(guī)范、數(shù)據(jù)安全評估等方面的標準制定提供支撐。在數(shù)據(jù)全生命周期中，從風險防范角度，例如防止數(shù)據(jù)非法采集、數(shù)據(jù)源接入仿冒、數(shù)據(jù)權(quán)屬分歧、數(shù)據(jù)非法竊聽、數(shù)據(jù)跨區(qū)傳輸、仿冒數(shù)據(jù)傳輸、非授權(quán)訪問、敏感明文存儲、數(shù)據(jù)匯聚關(guān)聯(lián)攻擊、數(shù)據(jù)濫用、數(shù)據(jù)非法外發(fā)等問題的發(fā)生，需要建立各種專業(yè)的數(shù)據(jù)安全技術(shù)能力，例如數(shù)據(jù)脫敏、數(shù)據(jù)加解密、數(shù)據(jù)庫防泄漏、文件防泄漏、API安全監(jiān)控等。數(shù)據(jù)全生命周期監(jiān)控管理的核心功能包括：數(shù)據(jù)控規(guī)則管理、告警管理等。（2）應(yīng)用安全各電力企業(yè)結(jié)合自身業(yè)務(wù)情況，對電力行業(yè)邊緣計算應(yīng)用制定了安全要求。通過對APP進行加固以及確保APP發(fā)布渠道可信等方面，外，應(yīng)用系統(tǒng)接入必須經(jīng)過評估和安全測試，確認相關(guān)系統(tǒng)安方可進行部署及接入工作。物聯(lián)管理平臺與其它設(shè)施通信前，應(yīng)通過安全接口實現(xiàn)雙方的身份認證及訪問控制，并且記錄應(yīng)用訪問審計日志。物聯(lián)管理平臺應(yīng)對口令信息、隱私數(shù)據(jù)和重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等敏感信息的本地存儲進行加密保護，通過訪問權(quán)限控制、網(wǎng)絡(luò)安全隔離裝置、數(shù)據(jù)脫敏等措施開展平臺安全防護。平臺安全可通過各公司定制化的標準安全策略對物聯(lián)管理平臺運行環(huán)境進行安全加固及策略配置，并定期檢查運行環(huán)境的安全漏洞。電力企業(yè)對接入生產(chǎn)控制大區(qū)設(shè)立安全接入?yún)^(qū)，并且采用正反向隔離裝置，以保障網(wǎng)絡(luò)安全。邊緣物聯(lián)代理設(shè)備、傳感終端等類型終端接入時，采用防護措施避免單一終端跨接不同大區(qū)?；诿艽a技術(shù)進行設(shè)備或終端安全接入時，采用電力企業(yè)統(tǒng)一密碼服務(wù)平臺提供的密鑰和數(shù)字證書來提供身份認證和通信加解密保護功能。各專業(yè)的融相同的安全方式接入。傳感終端無線或有線接入邊緣物聯(lián)代理時，需采用身份認證措施，其中涉控終端采用對傳輸數(shù)據(jù)進行加密措施。物理安全是保護信息穩(wěn)定、可靠運行的基礎(chǔ)，確保平臺網(wǎng)絡(luò)及系人為因素等原因?qū)е路?wù)中斷、數(shù)據(jù)丟失、破壞等問題。物理安全將保障自管機房、托管第三方機房等物理環(huán)境的環(huán)境安全、設(shè)施安全和傳輸介質(zhì)安全。電力行業(yè)邊緣計算參考架構(gòu)中的運維模塊通過全面、智能的運維管理能力，保障平臺和業(yè)務(wù)的持續(xù)、可靠運行。運維模塊是電力行業(yè)邊緣計算中的重要組成，具體包含以下內(nèi)容：1.在線監(jiān)測在線監(jiān)測是運維模塊的重要組成部分，主要是對系統(tǒng)運行日志進行實時動態(tài)檢測，以支持及時的故障發(fā)現(xiàn)和處理，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)面向系統(tǒng)運維人員提供統(tǒng)一日志查詢、日志審計功能，為日常運維異常排查和操作合規(guī)性審計提供依據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)任何異常情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)就會向運維人員發(fā)出警報，并提供有關(guān)信息，以夠及時解決問題。在線監(jiān)測系統(tǒng)還可以與其它如故障管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)等系統(tǒng)進行集成，以更好地管理和維護系統(tǒng)。2.人工控制人工控制模塊基于統(tǒng)一賬戶系統(tǒng)和統(tǒng)一認證服務(wù)，為平臺各業(yè)務(wù)部門、管理部門、運營部門、股東企業(yè)、數(shù)據(jù)管理、平臺客戶等，提供包括權(quán)限申請撤銷、業(yè)務(wù)增刪改、合規(guī)審批、數(shù)據(jù)權(quán)限管理等流程配置服務(wù)。人工控制可以對電力系統(tǒng)的運行進行監(jiān)測、診斷和處理，包括分析故障原因、確定故障范圍、執(zhí)行修復操作、調(diào)整電力系統(tǒng)的運行參數(shù)等。人工控制模塊使用多種工具和方法來實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的控制和管理，包括人機界面系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、維護系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等。這些工具和方法為電力系統(tǒng)的運行提供了精確的監(jiān)測和控制，保證了電力系統(tǒng)的安全運行。3.智能預警智能預警旨在通過使用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，對電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障或異常情況進行預測。智能預警系統(tǒng)通常會分析大通過對這些數(shù)據(jù)的分析，智能預警系統(tǒng)能夠預測電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)能預警系統(tǒng)還能夠通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，為運維人員提供有關(guān)設(shè)備運行情況的統(tǒng)計信息，以便進行設(shè)備維護計劃的制定。智能預警能夠有效提升電力系統(tǒng)的運行效率，為運維人員提供實時的支持，同時降低故障率，在運維工作中發(fā)揮著舉足輕重的作用。4.設(shè)備管理設(shè)備管理主要負責管理電力系統(tǒng)中的各種設(shè)備，這些設(shè)備可能包括發(fā)電機、變壓器、輸電線路、電表等。設(shè)備管理功能的主要目的是維護設(shè)備的正常運行，包括設(shè)備的日常維護、保養(yǎng)、更新和更換。設(shè)備管理功能還可以提供設(shè)備的資產(chǎn)管理功能，包括設(shè)備的購置、領(lǐng)用、歸還、報廢等。在電力行業(yè)邊緣計算架構(gòu)中，設(shè)備管理功能通常采用軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)，可采用web界面或移動應(yīng)用程序等方式進行操作。通常設(shè)備管理功能會與資產(chǎn)管理系統(tǒng)、財務(wù)系統(tǒng)等其它系統(tǒng)集成，從而為運維人員提供更加全面的信息支持。5.運行管理運行管理模塊是電力行業(yè)邊緣計算中管理和維護系統(tǒng)正常運行的重要模塊，主要負責電力系統(tǒng)24小時運行保障，包括：發(fā)電廠機組啟停、變壓器啟停、線路停送電、有功/無功負荷調(diào)整、電壓和頻率調(diào)整、監(jiān)盤、抄表、巡檢、異常及事故處理等。6.故障處理故障處理是運維模塊的一個重要組成部分。它的主要目的是通過自動化的方式快速處理系統(tǒng)故障，以確保系統(tǒng)的正常運行。在故障處理中，系統(tǒng)會自動檢測到故障的發(fā)生，并觸發(fā)相應(yīng)的故障處理流程。這些流程可能包括重啟設(shè)備、遠程協(xié)助調(diào)試、轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)流量等。故障處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)和故障信息的不斷積累，可逐步形成豐富的故障信息庫，經(jīng)過分析、計算，在更短的時間內(nèi)形成解決方案，為生產(chǎn)運行提供更為有力的技術(shù)支持?？傊收咸幚硎沁\維旨在快速、有效地處理系統(tǒng)故障，確保系統(tǒng)的正常運行。7.輔助應(yīng)用輔助應(yīng)用是指為管理和維護邊緣計算系統(tǒng)提供支持的應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序可以幫助運維人員監(jiān)測和管理邊緣計算系統(tǒng)的性能、可監(jiān)控和告警系統(tǒng)：用于實時監(jiān)測邊緣計算系統(tǒng)的性能指標，并在發(fā)生異常情況時發(fā)出告警。軟件升級、參數(shù)調(diào)整等。幫助運維人員診斷問題和優(yōu)化系統(tǒng)性能。安全管理系統(tǒng)：用于管理邊緣計算系統(tǒng)的安全性，包括防火墻、身份驗證、加密等。資產(chǎn)管理系統(tǒng)：用于管理邊緣計算設(shè)備的資;;型號、位置等。運行數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：用于收集、存儲和分析邊緣計算設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，幫助運維人員評估系統(tǒng)性能和可靠性。配置管理系統(tǒng)：用于管理邊緣計算設(shè)備的配置信息，包括硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等。知識庫系統(tǒng)：用于存儲和維護邊緣計算設(shè)備的操作手冊、維修指南等相關(guān)文檔，幫助運維人員快速解決問題。運行指導系統(tǒng)：用于提供邊緣計算設(shè)備的運行指導信息，包括運行規(guī)程、操作流程等。包括維修計劃、維修進度等。輔助應(yīng)用能夠幫助運維人員更有效地管理和維護電力行業(yè)邊緣計算系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的可用性和可靠性。發(fā)電場景中的設(shè)備和系統(tǒng)會生產(chǎn)海量數(shù)據(jù)，包括發(fā)電量、設(shè)備運行狀態(tài)等能源數(shù)據(jù)，這造成了應(yīng)用和設(shè)備之間大量的數(shù)據(jù)采集和指令下發(fā)工作，同時也產(chǎn)生了信道占用、指令延時等問題。利用安全、可靠和高效的邊緣計算技術(shù)，通過近端側(cè)的邊緣算力服務(wù)實施能源數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化，并向電廠提供智能決策支持，使得發(fā)電場景中的決策更加科學、準確和高效。此外，邊緣計算在近端實時數(shù)據(jù)處理能力對于保障發(fā)電廠安全運營具有重要作用。邊緣計算在發(fā)電場景中可以為發(fā)電系統(tǒng)提供多種實用功能，有助于提高發(fā)電系統(tǒng)的效率、可靠性和安1.應(yīng)用場景與需求（1）智能化采集信息分析場景大量的電力基礎(chǔ)設(shè)施位于偏僻無人的地方，如蓄能型水電站、光伏電站、風電場等。不論從提高生產(chǎn)和管理效率的角度，亦或從電網(wǎng)安全的角度，都需要實現(xiàn)高度精準、智能的運維。此外，發(fā)電廠還需對設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度指令進行控制以達到電能平衡輸出的目的。其中，電廠的運行狀態(tài)采集、環(huán)境監(jiān)控分析、安全監(jiān)管均需要使用邊緣計算網(wǎng)關(guān)進行智能化收集和分析，并通過邊緣計算提供的異常狀態(tài)實時告警能力實現(xiàn)電廠安全智能穩(wěn)定運行。具體而言，智能化采集信息分析場景存在以下挑戰(zhàn)：云邊業(yè)務(wù)往來帶來的網(wǎng)絡(luò)壓力：調(diào)度中心需要對發(fā)電側(cè)進行等值建模，對網(wǎng)側(cè)進行運行狀態(tài)實時評價、對電網(wǎng)保護動作進行評價和安全風險分析，這些任務(wù)需要的復雜多源數(shù)據(jù)將會給電力系統(tǒng)北向通信通道帶來沉重的負擔。同時，通信堵塞帶來的數(shù)據(jù)延時和掉包，會對電網(wǎng)運行狀態(tài)評價、保護動作的安全風險分析等實時性要求很高的任務(wù)帶來極大的影響，甚至危害到電力系統(tǒng)的安全。電生產(chǎn)系統(tǒng)智能管控的基礎(chǔ)。但當前現(xiàn)場設(shè)備受限于傳輸規(guī)約與通訊質(zhì)量等原因，存在數(shù)據(jù)缺失、狀態(tài)不準確、時間戳丟失或不統(tǒng)一等問題，數(shù)據(jù)質(zhì)量難以得到保障。發(fā)電設(shè)備運維困難：火電廠、水電站和風光伏電分布區(qū)域廣、地處偏僻運行環(huán)境惡劣、規(guī)范管理及運維困難。同時隨著風電、光伏及儲能等新能源裝機量逐年攀升，電廠規(guī)模在逐運維工作量也持續(xù)增高。數(shù)據(jù)規(guī)模增長迅速：隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)的與電力行業(yè)的融合發(fā)展，多能互補、柔性控制、跨省調(diào)度等新需求涌現(xiàn)，呈現(xiàn)倍增趨勢。這對構(gòu)建智能應(yīng)用的底層數(shù)據(jù)架構(gòu)的擴展性和穩(wěn)定性提出了更高要求。立構(gòu)建，彼此之間無法有效數(shù)據(jù)共享和互通?；诂F(xiàn)有模式挖掘數(shù)據(jù)價值以及構(gòu)建人工智能應(yīng)用，需要對接多個系統(tǒng)。但各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)庫不同、數(shù)據(jù)標簽不統(tǒng)一、時間不匹配，對接工作需要耗費大量人力及開發(fā)成本。如圖3所示，邊緣計算可以充分發(fā)揮自身特性，在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)提供可靠算力，提升運算的及時性并減少對網(wǎng)絡(luò)的依賴性。通過構(gòu)建具備智能能力的邊緣計算平臺，實現(xiàn)多廠家、多類型設(shè)備的數(shù)據(jù)統(tǒng)一實時采集，再利用輕量邊緣流式處理引擎提供場站側(cè)的數(shù)據(jù)采集、過濾、補全、時間窗口計算等能力，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，形成強大的邊緣智能化數(shù)據(jù)采集和分析能力。（2）電廠智能巡檢場景發(fā)電行業(yè)作為生產(chǎn)設(shè)備密集型企業(yè)，生產(chǎn)現(xiàn)場錯綜復雜。為滿足未來發(fā)展需求，傳統(tǒng)電廠正在普遍進行系統(tǒng)升級，建設(shè)更安全、更高備、人員、車輛進行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，將視頻數(shù)據(jù)傳輸至邊緣計伏板污損和陰影、風機外殼裂紋等）、外物入侵、升壓變電站儀表異常等狀態(tài)并進行報警，并將報警信息上傳至發(fā)電廠自動化控制中心或邊緣計算網(wǎng)關(guān)對發(fā)電設(shè)備狀態(tài)進行自動化控網(wǎng)調(diào)度指令和廠內(nèi)控制指令自動通過邊緣計算設(shè)備控制AGC/AVC系統(tǒng)調(diào)節(jié)電量與電壓，光伏電站可根據(jù)太陽光方向由邊緣計算設(shè)備自動調(diào)節(jié)光伏板方向等等。邊緣計算可幫助發(fā)電廠提高智能化水平，滿足未來接入電網(wǎng)需求2.典型案例（1）基于邊緣計算的風機故障診斷及預警系統(tǒng)應(yīng)用風電機組大部件的可靠性對于機組性能和安全具有重大影響，其故障恢復成本也相對高昂。發(fā)生一次齒輪箱重大故障，其修理費用、吊裝費、安裝費等各項恢復費用約在50萬元左右。如齒輪箱報廢，總費用將接近100萬元，該費用超過風機年發(fā)電收益的30%以上。并來巨大損失。風機長時間停運，累計停運最多的7、8月份高達2000小時以上。從機的發(fā)電效率和整個風電場的盈利能力?；谶吘売嬎愕娘L機故障診斷及預警系統(tǒng)對風機運行狀況進行監(jiān)測、分析與診斷，能夠獲知機組整體和主要部件的運行狀況，對可能發(fā)生的故障及時預警，并為機組檢修計劃安排提供量化的決策支持計算，在更短的時間內(nèi)產(chǎn)生故障解決方案，為風電場的生產(chǎn)運行提供更為有力的技術(shù)支持。推動風電場從小件“響應(yīng)維護”和大件“定期維于邊緣計算的風機故障診斷及預警系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)如圖5所示：系統(tǒng)需要實現(xiàn)全站數(shù)據(jù)實時采集和歷史存儲功能，數(shù)據(jù)采集主要對象是風機、升壓站、測風塔、風功率預測、電能量系統(tǒng)、AGC和AVC系統(tǒng)。同時，系統(tǒng)需要提供友好的人機界面和開放的數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖6所示。交換機交換機此系統(tǒng)具有以下能力：狀態(tài)監(jiān)測：利用人工智能、數(shù)據(jù)挖掘和模式識別等算法，根據(jù)現(xiàn)并根據(jù)故障的嚴重程度優(yōu)化分配維修人員和設(shè)備，故障預測分級如圖長時間存儲時域波形能力：通過提供先進的數(shù)據(jù)分析工具，能夠深度調(diào)查和分析故障產(chǎn)生的根本原因；強大的數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)化信息管理：可以基于網(wǎng)絡(luò)獲取風機的物理參數(shù)、運行數(shù)據(jù)、報警狀態(tài)信息以及歷史數(shù)據(jù)。構(gòu)建風機故障診斷及預警系統(tǒng)軟件。為場站實施風機狀態(tài)檢修提供與預警相關(guān)的測點信息，便于運行維護人員制定運檢計劃及大型備品備件采購決策。系統(tǒng)構(gòu)建完成之后，對風機運行狀態(tài)進行分析及預警。以某一風機為例：發(fā)現(xiàn)某臺風機功率曲線與標準功率曲線存差異較大。經(jīng)過預警分析，發(fā)現(xiàn)風機風速傳感器存在故障，造成風機對風偏航存在較大經(jīng)維修校準后，風機功率曲線如圖9所示：通過精準預警及運維指導，使風機在各個風速段的功率曲線均維持或接近設(shè)計值。風機故障診斷及預警系統(tǒng)的持續(xù)運行，使風電場發(fā)電量提高約2%。該風場裝機容量50MW，設(shè)計年利用小時數(shù)2600小時，每年可增加260萬千萬時上網(wǎng)電量，經(jīng)濟效益十分明顯。（2）大規(guī)模風光發(fā)電站建設(shè)案例某地風光發(fā)電案例是推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展而規(guī)劃的一項重要舉措，擬建設(shè)規(guī)模為百兆瓦時級的發(fā)電系統(tǒng)示范及管理運維平臺。針對示范區(qū)大規(guī)模多類型風光發(fā)電系統(tǒng)運行管理的需要，基于物聯(lián)網(wǎng)云邊協(xié)同與邊緣計算技術(shù)提供對邊緣生產(chǎn)單元狀態(tài)感知、邊云協(xié)同能量管理、發(fā)電設(shè)備運行可靠性評估以及發(fā)電系統(tǒng)運維策略等多方面能力。在此基礎(chǔ)上，集成系統(tǒng)若干邊緣計算節(jié)點及系統(tǒng)私云，建立發(fā)電系統(tǒng)管理和設(shè)備智能運維平臺，實現(xiàn)大規(guī)模風光電發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)如圖10所示，該案例采用了邊云協(xié)同架構(gòu)實現(xiàn)了對海量發(fā)電設(shè)備的有效管理和儲能狀態(tài)的實時感知，并基于自律分散思想建立系統(tǒng)的一致性控制策略，保證儲能系統(tǒng)響應(yīng)的速度和準確性。該案例通過提供的邊緣計算和云邊協(xié)同數(shù)據(jù)接入與處理能力，建立了基于物聯(lián)網(wǎng)的風光發(fā)電物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控架構(gòu)，基于自律分散結(jié)構(gòu)的大規(guī)模發(fā)電設(shè)備協(xié)同控制和管理技術(shù)，實現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)感知和系統(tǒng)運行可靠性在線評估，開發(fā)發(fā)電系統(tǒng)智能診斷與預警算法，打造了大規(guī)風光發(fā)電系統(tǒng)智能運維平臺，并開展示范驗證。平臺支持數(shù)據(jù)點100萬個以上，控制響應(yīng)時間不超過500ms，滿足了大規(guī)模風光發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)協(xié)同控制、安全和可靠運行需求。的能源動脈。輸電系統(tǒng)中會有大量的傳感器和控制設(shè)備，收集到的數(shù)據(jù)可以用來監(jiān)測和控制輸電線路的運行狀態(tài)，并進行預測和優(yōu)化輸電過程。邊緣計算可以幫助輸電場景中的設(shè)備和系統(tǒng)進行實時設(shè)備數(shù)據(jù)理的效率和可靠性。邊緣計算還可以支持輸電場景中的設(shè)備和系統(tǒng)進行故障診斷和預測，從而提高輸電場景中設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性和安全1.應(yīng)用場景與需求（1）設(shè)備感知場景設(shè)備感知場景包括線路溫度監(jiān)測、異常放電偵測導線弧垂傳感器、氣象傳感器、通道監(jiān)控等端側(cè)感知設(shè)備，將所收集的數(shù)據(jù)通過本地組網(wǎng)方式傳輸至邊緣計算網(wǎng)關(guān)進行計算處理，計算結(jié)果上傳至物聯(lián)管理平臺，并接入實時預警平臺進行預警。（2）線路巡檢場景線路巡檢場景使用無人機、直升機等飛行器，通過拍照、錄制視頻、激光點云等方式對輸電線路通道和桿塔進行數(shù)據(jù)采集，采集數(shù)據(jù)可實時或統(tǒng)一回傳至邊緣計算設(shè)備，使用人工智能技術(shù)在前端對輸電線路設(shè)備和通道缺陷進行預識別，識別結(jié)果上傳至監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)中心。此外，線路巡檢場景還可使用桿塔上的監(jiān)控設(shè)備實時監(jiān)控線路、桿塔和通道環(huán)境狀態(tài)，監(jiān)控視頻信息傳送至桿塔側(cè)部署的邊緣計算設(shè)將結(jié)果上傳至監(jiān)控中心并實時告警。2.典型案例（1）輸電線路防鳥刺部件進行識別與故障檢測案例引起的輸電線路故障次數(shù)也呈明顯上升趨勢。現(xiàn)階段，采取的防鳥害于防鳥刺具有安裝相對簡單、綜合防鳥效果較好等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。然而隨著使用時間延長及惡劣環(huán)境的影響，防鳥刺容易產(chǎn)生倒伏等故障而失去防鳥作用，給輸電線路安全運行帶來隱輸電線路巡檢作業(yè)中及時對故障防鳥刺進行檢測處理?？梢钥紤]利用在無人機上搭載邊緣計算設(shè)備來對防鳥刺設(shè)備進行檢測處理。然而由于電力巡檢圖像中電力鐵塔上的防鳥刺具有輪廓特征較不明顯、部分重疊分布的特點給防鳥刺部件識別與故障檢測研究帶來一定挑戰(zhàn)。針對電力巡檢圖像中防鳥刺尺寸差別較大、部分防鳥刺輪廓特征較為不顯著、防鳥刺重疊較為嚴重等問題，為提高無人機電力巡檢中防鳥刺的故障檢測準確率，提出一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的防鳥刺識別與故障檢測方法。防鳥刺識別與故障檢測具體流程如圖11所示，首先利用銳化濾波器對電力巡檢圖像進行銳化處理，進一步增強防鳥刺的輪廓特征；其次采用經(jīng)過多尺度訓練的YOLOv3目標檢測網(wǎng)絡(luò)，增強網(wǎng)絡(luò)對不同防鳥刺尺度的適應(yīng)能力，并通過實驗選取NMS閾值，采用二階銳化微分方法實現(xiàn)電力巡檢圖像的銳化處理。先利用銳化濾波器對電力巡檢圖像進行銳化處理；其次運用經(jīng)過多尺度訓練的YOLOv3目標檢測網(wǎng)絡(luò)框選并截取出經(jīng)過銳化處理的電力巡檢圖像中的防鳥剌區(qū)域；最后利用基于Resnet152特征提取網(wǎng)絡(luò)的防鳥刺故障檢測器處理截取出的防鳥刺區(qū)域，實現(xiàn)防鳥刺故障檢測。利用YOLOv3進行目標檢測。YOLOv3檢測速度快且檢測準確率較高，尤其在小目標的檢測與識別上，檢測準確率有了很大的提升。YOLOv3特征提取網(wǎng)絡(luò)為52層的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)共進行5次下采樣，每次采樣步長為2，最后輸出層特征圖尺寸大小為網(wǎng)絡(luò)輸入尺寸大小的1/32，共進行3次檢測。為能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)的深層特征，分別在32倍下采樣和16倍下采樣處使用步長為2的上采樣，然后分別與16倍下采樣和8倍降采樣的特征圖拼接，實現(xiàn)多尺度檢測。利用上述方法，實現(xiàn)電力巡檢圖像中的防鳥刺部件識別與故障防鳥刺檢測，防鳥刺部件識別平均準確率為95.36%，故障防鳥刺檢測準確率為92.3%。實驗結(jié)果表明，所提方法能夠有效實現(xiàn)電力巡檢圖像中防鳥刺部件識別與故障檢測。（2）基于攝像頭的輸電線路異常目標檢測案例輸電線路作為電能輸送和分配的載體，其安全、可靠運行是智能電網(wǎng)持續(xù)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。電力系統(tǒng)輸電線路線跨距長、電壓等級高、地形條件復雜，容易受到輸電導線異常目標如山火、異物、塔吊、吊車的影響，極易造成相間短路或輸電設(shè)施破壞，導致線路非計嚴重危及輸電線路安全穩(wěn)定運行。據(jù)統(tǒng)計，近年來國家電網(wǎng)公司330kV及以上輸電線路共發(fā)生輸電線路異常目標所導致的故障436次，增長趨勢，輸電線路異常目標所導致故障已經(jīng)成為造成輸電線路停運的主要原因，對社會造成極大的經(jīng)濟損失。同時由于輸電線路邊緣側(cè)設(shè)備算力、供電、通信資源受限，導致數(shù)據(jù)中心負荷重，檢測漏報率高，應(yīng)急處理能力嚴重不足。提出一種針對輸電線路場景復雜背景復雜形狀的異常目標檢測模型，以實現(xiàn)輸電線路異常目標的快速準確識別。該模型基于改進型MobileNetv3網(wǎng)絡(luò)精細化提取異常目標特征信息，然后利用多尺度目MobileNetv3模型采用深度可分離卷積技術(shù)，如圖12所示，深度可入的每個通道上；逐點卷積負責通道變換和特征融合，作用在深度卷積的輸出特征映射上。針對資源受限的邊緣計算終端，基于貢獻度感知通道剪枝策略，實現(xiàn)模型輕量化壓縮，得到輕量化輸電線路異常目標檢測模型。使用通道剪枝來去掉模型參數(shù)W中冗余的通道，從而降低計算所需內(nèi)存，提升推理速度。為了驗證該方法的實際效果，嘗試研制輸電線路邊緣計算終端。如圖13所示，邊緣計算終端搭載高清攝像頭，并配備4G無線通訊模組，將輸電線路異常目標檢測結(jié)果和異常影像通過“國網(wǎng)芯”加密芯片加密后傳送給電力人工智能平臺。由于輸電線路場景取電困難，為了保持邊緣計算終端持續(xù)運行和綠色低碳，輸電線路邊緣計算終端采用太陽能電池供電。邊緣計算終端已在國網(wǎng)多地市公司開展了試點應(yīng)線路異常目標。輸電線路邊緣計算終端實際應(yīng)用效果如圖14所示，實現(xiàn)了塔吊、吊車、山火、導線異物邊緣側(cè)識別，無需將圖像遠傳至數(shù)據(jù)中心進行處理，配合聲光告警裝置和報警推送功能，有效避免因異常目標造成的輸電線路破壞或短路，具有良好的應(yīng)用效果和推廣前在變電場景中，邊緣計算可以通過放置計算資源在網(wǎng)絡(luò)的邊緣位置來滿足電力系統(tǒng)對低延遲、高實時性和網(wǎng)絡(luò)通信能力的需求。變電場景中的邊緣計算應(yīng)用包括實時監(jiān)測和控制電力設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)等，通過源轉(zhuǎn)換與電力系統(tǒng)的自主調(diào)度。通過邊緣計算的應(yīng)用，可以提高變電場景的安全性和可靠性，降低運行成本和維護難度，提升電力系統(tǒng)的智能化水平和可持續(xù)性，促進電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型。1.應(yīng)用場景與需求（1）電站設(shè)備管理場景電站設(shè)備管理主要包括對變電站和換流站的變壓器、斷路器、交直流濾波器、氣體絕緣開關(guān)、開關(guān)柜等主設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及氣象、噪聲、水浸、金屬腐蝕等環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和分析處理。通過各類端側(cè)傳感器進行數(shù)據(jù)采集后，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至邊緣計算網(wǎng)關(guān)進行統(tǒng)一格式化處理，然后傳輸至集控中心物聯(lián)管理平臺進行分析與統(tǒng)計，以支持電站設(shè)備的統(tǒng)一管理和運行維護。（2）變電站智能巡視場景邊緣計算在電力生產(chǎn)運行的應(yīng)用場景已日漸清晰，其中在變電業(yè)務(wù)中非常重要的使用場景就是變電站區(qū)域遠程智能巡視，如圖15所示。在區(qū)域?qū)蛹壊渴饏^(qū)域遠程智能巡視系統(tǒng)，統(tǒng)一承載集控站集中巡視功能，實現(xiàn)對下區(qū)域“自治”，對上云邊“協(xié)同”，大幅度提升部署效要求完成集控站和新一代集控系統(tǒng)建設(shè)，構(gòu)建“無人值守+集中監(jiān)控”、“設(shè)備主人+全科醫(yī)生”運維管理新模式，實現(xiàn)變電站設(shè)備全面監(jiān)控。模型調(diào)用模型提供服務(wù)調(diào)用結(jié)果反饋存儲最新樣本存儲最新樣本及模型提供歷史樣本及模型模型模型模型指令指令數(shù)據(jù)上傳巡檢任務(wù)巡檢數(shù)據(jù)巡檢任務(wù)巡檢數(shù)據(jù)上傳2.典型案例（1）供電公司邊緣智能運維巡視案例在新型電力系統(tǒng)的建設(shè)背景下，各省電力公司積極落實公司工作要求，開展變電站智能運維建設(shè)，穩(wěn)步推進變電設(shè)備監(jiān)控職責移交至運維單位。項目通過建設(shè)一套邊緣智能運維巡視系統(tǒng)，實現(xiàn)市供電公司下轄部分重點變電站的智能運維巡檢。載新一代集控站遠程巡視及站端分析業(yè)務(wù)。在市供電公司下轄的幾十供數(shù)據(jù)采集支撐。在其中選取一個通信情況較好的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點建設(shè)邊緣數(shù)據(jù)中心站，通過搭建遠程智能巡視系統(tǒng)，實現(xiàn)智實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合、優(yōu)勢互補，并最終將數(shù)據(jù)推送至相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。視頻智能識別同時自動生成巡視報表，進一步減輕甚至替代運行人員完成重復和繁瑣的巡檢工作，降低現(xiàn)場運維巡視工作量，解決整個運維班力設(shè)備專業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。未來隨著應(yīng)用規(guī)模的不斷擴大，在設(shè)備部變電站層級建立邊緣計算集群關(guān)鍵節(jié)點，保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上下貫通、業(yè)務(wù)應(yīng)用上下聯(lián)動。打造設(shè)備部自有的具有規(guī)模效應(yīng)的邊緣云，做到業(yè)務(wù)靈活可擴展、數(shù)據(jù)融合可調(diào)用、站站光纖聯(lián)網(wǎng)運營、資源彈性部署互為備份，為日后設(shè)備專業(yè)系統(tǒng)建設(shè)、智能化升級提供資源支撐。此外，在輸變配應(yīng)用基礎(chǔ)上，逐步擴大到互聯(lián)網(wǎng)部、營銷部等電力系統(tǒng)內(nèi)所有需要人工智能的應(yīng)用環(huán)境，提供應(yīng)用承載，實現(xiàn)電網(wǎng)靈活柔性調(diào)度，助力構(gòu)靠的新型電力系統(tǒng)。區(qū)域智能巡視系統(tǒng)主要包括以下巡視模式：a.視頻巡視基于邊緣數(shù)據(jù)中心站的區(qū)域智能巡視系統(tǒng)：對區(qū)域變電站站端視頻數(shù)據(jù)進行處理，利用人工智能、邊緣計算等技術(shù)，對采集到的變壓智能巡視、智能聯(lián)動、作業(yè)管控等功能。具體包含如下能力：巡檢任務(wù)定制化布控：多個變電站的巡視任務(wù)管理和下發(fā)、依次輪巡，支持對巡檢數(shù)據(jù)存儲、回傳、處理等個性化定制。設(shè)備集中管理：下轄變電站巡視設(shè)備的集中管理，包括巡視設(shè)備的缺陷記錄、運維信息、臺賬信息等。資源集約復用：邊緣數(shù)據(jù)中心站下變電站共用算法庫、樣本庫，減少系統(tǒng)維護工作量。視頻巡視模式如圖16所示。b.無人機巡視通過對無人機、機巢的遠程自動控制，實現(xiàn)變電站（換流站）無人一鍵式自主巡檢與風險及時預警，涵蓋無人機在變電站內(nèi)外巡檢安全作業(yè)全過程，包括事前路徑精準規(guī)劃；事中飛行作業(yè)的自動化、巡視過程的安全管控及所巡視設(shè)備狀態(tài)的智能分析預警；事后根據(jù)巡檢中排查出的隱患進行及時檢修，提升變電站運行的安全性及穩(wěn)定性。無人機巡視系統(tǒng)按照一定時間間隔定時、主動向巡視主機上報數(shù)據(jù)并接收響應(yīng)消息，由部署在邊緣云的管理系統(tǒng)向巡視主機發(fā)起無人機控制請求，巡視主機收到請求后控制無人機執(zhí)行相應(yīng)動作并發(fā)送響無人機巡視模式如圖17所示。c.機器人巡視機器人巡視通過紅外熱成像和高清視頻雙視相結(jié)合，精確識別變電站設(shè)備巡視效率。機器人采集的巡視數(shù)據(jù)包括可見光照片、紅外圖譜、音頻等。由部署在邊緣云的管理系統(tǒng)及相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施資源提供分析模型的建立、巡視任務(wù)調(diào)度及控制、系統(tǒng)設(shè)備的管理及監(jiān)視等功（2）變電站物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算平臺案例變電站物聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建邊緣計算框架，集變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)以及數(shù)據(jù)的接入、處理、分析等能力為一體，實現(xiàn)各類變電設(shè)備傳感器的數(shù)據(jù)接入、流式計算處理，支撐局部放電及其他智能診斷應(yīng)用的建立。同時基于設(shè)備裂化狀態(tài)，需要及時開展預防性檢修工作，以提高變電站設(shè)備運行效能，降低設(shè)備運維和使用成本，實現(xiàn)設(shè)備健康管理水平質(zhì)的飛躍，提高電網(wǎng)的智能化、安全運維水平。如圖18所示，物聯(lián)網(wǎng)平臺形成由自下而上的信息流和自上而下的決策流（管理指令、優(yōu)化控制指令等）構(gòu)成的端邊云協(xié)同的應(yīng)用閉變電設(shè)備的數(shù)據(jù)感知處理主要是邊緣計算層完成。邊緣計算層由存儲服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)以及邊緣管理接口服務(wù)等組成。物聯(lián)網(wǎng)云平臺作為連接各個邊緣節(jié)點的物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心，由分布式數(shù)據(jù)接入、分布式數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)計算分析、數(shù)據(jù)服務(wù)組成，提供面向全局的數(shù)據(jù)匯集、處理、計算分析、訪問和共享能力。感知層的微功率傳感器數(shù)據(jù)（主要包括環(huán)境監(jiān)測和設(shè)備監(jiān)測兩種類型通過接入?yún)R聚節(jié)點和邊緣節(jié)點，上傳到物聯(lián)管理平臺，助力用戶打造集狀態(tài)全面感知、數(shù)據(jù)安全接入和信息高效處理為特征的物聯(lián)網(wǎng)型的智能變通過將邊緣計算模塊接入各類設(shè)備傳感器，實現(xiàn)了變電站核心設(shè)備性能監(jiān)測量全覆蓋、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的實時接入以及信息高效處理，支撐各類設(shè)備故障診斷、預測預警等智慧應(yīng)用的建立。在碳達峰、碳中和大背景下，數(shù)字能源、智慧能源建設(shè)是能源行業(yè)發(fā)展趨勢，變電物聯(lián)網(wǎng)平臺、邊緣計算框架是推動變電站智能化運營的基礎(chǔ)，極大降低變電站的設(shè)備診斷、運維檢修成本。配電是電力系統(tǒng)中直接與用戶相連并向用戶分配電能的環(huán)節(jié)，主要涉及管理包括面向中壓配電網(wǎng)和低壓配電網(wǎng)的配電自動化主站等測控主站。在配電場景中，邊緣計算技術(shù)可支持配電網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場維護和檢修、規(guī)劃和設(shè)計、狀態(tài)估計和狀態(tài)辨識、故障診斷和故障定位、能耗管理和能效優(yōu)化等。通過邊緣計算的應(yīng)用，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集、即時處理、就地分析需求，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)全方位感知與需求快速響應(yīng)，從而提高配電場景的維護效率和規(guī)劃能力。1.應(yīng)用場景與需求（1）配電網(wǎng)場景配電業(yè)務(wù)場景主要包括配網(wǎng)運行狀態(tài)感知、營配業(yè)務(wù)貫通、臺區(qū)精益管理三大類。覆蓋了柱上變、箱變、配電室等三種主流低壓配電臺區(qū)環(huán)境，構(gòu)建以臺區(qū)邊緣計算網(wǎng)關(guān)為中心的低壓配網(wǎng)一體化管控體戶服務(wù)水平。具體而言，配電業(yè)務(wù)場景主要包括：配網(wǎng)運行狀態(tài)感知：基于物聯(lián)網(wǎng)及邊緣計算技術(shù)，在感知層實現(xiàn)配電臺區(qū)運行工況、設(shè)備狀態(tài)等信息的實時采集監(jiān)控，動態(tài)獲取節(jié)點拓撲信息，主動發(fā)現(xiàn)臺區(qū)變壓器-用戶關(guān)系等信息。然后，將所收集的數(shù)據(jù)上傳至配電自動化主站的邊緣計算網(wǎng)關(guān)，對數(shù)據(jù)進行在線分析與深度挖掘，在邊緣計算節(jié)點完成本地用戶停電時間、類型、原因、性質(zhì)等事件的統(tǒng)計匯總，實現(xiàn)對低壓配電網(wǎng)整體運行狀態(tài)及配電設(shè)備的實時監(jiān)控與風險預警，實現(xiàn)配電網(wǎng)運行狀態(tài)全景感知。結(jié)合臺區(qū)動態(tài)電氣拓撲關(guān)系，對低壓臺區(qū)線損進行準確計算分析，精準定位低壓配電網(wǎng)上的竊電行為。建立典型日負荷曲線的預測模型，對臺區(qū)負荷情況進行預測。臺區(qū)邊緣計算網(wǎng)關(guān)存儲的運行數(shù)據(jù)可作為預測客戶用電需求及實際負載趨勢的基礎(chǔ)，支持業(yè)擴配套建設(shè)。臺區(qū)精益管理：依托臺區(qū)客戶用電數(shù)據(jù)和邊緣計算網(wǎng)關(guān)算力，研判配電臺區(qū)故障及停電事件，發(fā)揮臺區(qū)邊緣計算網(wǎng)關(guān)本地化邊緣計算能力和處置優(yōu)勢，支撐故障停電精準分析，實現(xiàn)故障點和停電地理分布的即時展示，自動識別停電影響范圍及重要敏感用戶并自動通知停2.典型案例（1）高性能硬件加速聲紋檢測用于放電檢測機載式聲紋相機AC910是一個面向電力行業(yè)輸電和配電場景，應(yīng)用機載式聲紋相機是進行電力傳輸線路局部放電定位檢測的專用分析設(shè)備。在輸電和配電的輸電線路巡檢中，一臺機載式聲紋相機可以輕松地在2個小時的時間內(nèi)完成往常需要人工1個禮拜的巡檢工作，大大提升了輸電、配電巡檢的效率。機載式AC910采用高通道數(shù)、高采樣率的聲紋陣列采集大量聲圖、局放圖和時頻圖。機載式AC910需要將聲紋熱力圖、局放圖等特征圖譜與攝像頭拍攝的視頻進行疊加后，在遙控器上顯示。這些高密度數(shù)據(jù)的計算通過使用強大并行計算的能力，有效降低了AC910在邊緣側(cè)提供強大的多媒體硬件編解碼能力，高效地實現(xiàn)視頻處理功能，有效支撐放電定位檢測應(yīng)用，如圖19所示。用電業(yè)務(wù)場景下，以優(yōu)質(zhì)用能服務(wù)為抓手，提高能源傳輸和利用效能，通過采集用電終端（如智能家電、智能電表、中央空調(diào)等）數(shù)價值共享開放、賦能變現(xiàn)的能力。1.應(yīng)用場景與需求（1）智能用電場景用電業(yè)務(wù)場景包含居民智慧家庭用能服務(wù)、商業(yè)樓宇用能服務(wù)、電動汽車及分布式能源服務(wù)等典型業(yè)務(wù)場景，支持居民和樓宇負荷靈活、柔性、高效調(diào)節(jié)，支持電動汽車有序充電，并結(jié)合用戶側(cè)分布式光伏、儲能等有源網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制。用電業(yè)務(wù)場景主要包括：居民智慧家庭用能服務(wù)：采集居民側(cè)智能家電、智能電表信息，包括設(shè)備運行狀態(tài)及待機狀態(tài)電能數(shù)據(jù)、啟停時間、儲能單元、環(huán)境等信息抄表數(shù)據(jù)，由邊緣計算網(wǎng)關(guān)進行匯總和計算，計算后的結(jié)構(gòu)化信息上傳至物聯(lián)管理平臺、用電計量平臺等平臺進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和決策通過傳感器將空調(diào)系統(tǒng)組件及其狀態(tài)信息實現(xiàn)就地感知與融合，由邊緣計算網(wǎng)關(guān)進行就地整合和計算分析，并將計算結(jié)果上傳至物聯(lián)管理平臺、社區(qū)綜合能源系統(tǒng)，對樓宇用能設(shè)備進行實時優(yōu)化控制，提升系統(tǒng)能效管理水平。電動汽車及分布式能源服務(wù)：電動汽車與分布式能源系統(tǒng)基于新一代智能電表實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的感知、采集和控制。通過將設(shè)備數(shù)據(jù)上傳至邊緣計算網(wǎng)關(guān)，該系統(tǒng)作為臺區(qū)智能管理單元實現(xiàn)對臺區(qū)充電樁運行狀態(tài)實時感知，支撐用戶側(cè)查詢閑置充電樁的功能，進而提升充電樁利用率；該系統(tǒng)支持負荷數(shù)據(jù)收集和臺區(qū)內(nèi)用戶側(cè)設(shè)備的智能控制，支持進一步分析電耗數(shù)據(jù)、運行時長、支撐充電負荷預測與2.典型案例（1）邊緣智能用電電表應(yīng)用案例智能電網(wǎng)芯片是一種可嵌入智能電表的智能電網(wǎng)模塊，可以增強電網(wǎng)彈性，在太陽能發(fā)電設(shè)施、儲能設(shè)施和電動汽車之間整合分布式能源（DER并加速向脫碳電網(wǎng)的過渡。圖20顯示了嵌入在智能電網(wǎng)芯片上的平臺工具和用于高級計量基礎(chǔ)設(shè)施的核心服務(wù)，以及可以開發(fā)的應(yīng)用示例。（2）基于邊緣計算與機器學習的建筑能源管理系統(tǒng)以往建筑能源管理系統(tǒng)存在著信息感知不精準、缺少負荷與能耗的精準預測、多能源綜合調(diào)度優(yōu)化等問題，難以兼顧低碳高效和靈活智慧能力。具體來說，大多數(shù)系統(tǒng)只能實現(xiàn)源側(cè)、網(wǎng)側(cè)、負荷側(cè)電能在數(shù)量上的互補，以及在供電、輸電和負荷之間的協(xié)同互補，沒有考慮不同類型能源的屬性差異，以及它們在轉(zhuǎn)換、輸運、存儲和利用的優(yōu)化控制。利用邊緣計算和機器學習技術(shù)能實現(xiàn)能源精準預測與跨時空分配調(diào)節(jié)，并可以從源頭上實現(xiàn)建筑能源系統(tǒng)的精準感知、精確預測、精密調(diào)度和精細控制，有效賦能能源利用效率與碳排放等關(guān)鍵業(yè)如圖21所示，基于邊緣計算與機器學習的建筑能源管理系統(tǒng)綜合邊緣計算與機器學習兩者的優(yōu)點，基于邊緣計算的多能互補智能調(diào)度技術(shù)實現(xiàn)了分層的、多類型的、可復用的物聯(lián)感知與控制系統(tǒng)，提升了系統(tǒng)對于能源領(lǐng)域等物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)場景下的數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用開發(fā)能力。面向業(yè)務(wù)需求不斷升級、按需分配難度較大、策略優(yōu)化復雜度高等物聯(lián)感知問題，該建筑能源管理系統(tǒng)可以通過平臺連接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集數(shù)據(jù)，借助邊緣計算對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行采集、清洗、存儲、建模與計算，并將得到的信息與決策上報能源路由器，并轉(zhuǎn)發(fā)給不同控制設(shè)備。在此之上，該建筑能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)了基于機器學習的高維度多層次物聯(lián)感知關(guān)系建模，通過基于機器學習的數(shù)據(jù)填充、關(guān)聯(lián)特征提取與回歸預測建模，避開了實時性不足、能耗高、決策衡量指標關(guān)系復雜等弊端，有效滿足效率、碳稅、電價等多種類的業(yè)務(wù)指標分析與控制需求。深度強化學習與聯(lián)邦學習的協(xié)同式資源分配方法以尋求最大化長期效用期望，如圖22所示。借助流行的機器學習技術(shù)，該方法能有效避免大量的數(shù)據(jù)傳輸，提供良好的數(shù)據(jù)隱私保護，同時優(yōu)化資源利用率與任務(wù)執(zhí)行開銷，