基于邊緣計算的智慧用電系統

羅玉龍 陳偉華 趙巖

摘 要：隨著社會經濟不斷發展，物聯網技術、智能芯片技術等新型技術得到充分合理地利用，才能夠有效地提高我國傳統電力系統在收集信息與儲能技術以及用電安全監管方面的技術水平，并且還能有效地解決這些方面存在的問題與隱患。基于此，文章主要針對邊緣計算技術如何幫助電力系統轉向智能化技術進行了分析，并提出了智慧用電系統在各應用環境中所存在問題的相應解決方案，希望可以為相關工作者提供一些幫助，以求促進智慧用電系統更好更快發展，大力促進我國電力行業的長遠發展。

關鍵詞：邊緣計算;智慧用電;系統

一、 引言

自改革開放以來，我國的生產力不斷地增強，而這也大大增加了我國各行各業對于電力的需求，而且根據國際能源署的《世界能源展望2018》中的報告所示，我國到2040年所需的能源將會提高26%。屆時，電氣化技術也會更加受到人類的青睞與肯定，也會更加深入滲透到社會的各行各業。例如，現階段提倡的電器火災預警（智慧消防）、電動汽車的使用、工業生產自動化等。面對世界不斷增長的電力需求，如何有效地提高智能化電力系統的控制與管理水平，成為當今電力技術工作人員面對的重要挑戰。

二、 邊緣計算的概述

（一）邊緣計算的含義

邊緣計算又稱之為邊緣運算，是一種較為分散的計算體系，它以網絡中心為基礎，將各類應用程序與數據信息以及服務器的運算轉移到網絡邏輯的邊緣處進行管理與控制。它將原本完全由網絡中心控制和管理的大型服務器分割開來，并將分解成更小的、更容易處理的部分，分散到邊緣處進行管理。由于邊緣處的節點更加接近用戶端的裝置系統，有利于數據信息的快速傳輸與處理，最大限度地減少延遲問題。這種計算體系更貼近數據信息的來源出處，因此，更加符合進行大數據的信息分析和處理。

（二）邊緣計算的特點

邊緣計算是云計算的延伸與補充，它可以為物聯網的終端設備提供更加便捷、更加豐富的資源，同時也是信息連接與通信技術的重要環節。該計算具備智能化、低延時、低消耗，以及可靠性等優秀特點。它能夠不斷的優化和完善智能型的設備，并將其更新到邊緣的設備上，使邊緣設備擁有持續的、安全的可靠數據分析能力，提供更加有效便捷的智能化服務功能。

三、 智慧用電系統的概述

（一）什么是智慧用電系統

智慧用電系統是我國針對社會頻發、占比數量最多、重特大火災事故而衍生的一種新型的電氣火災預警和管理系統。該系統24小時在線，實時監控用電單位線路中引發電氣火災危險參數的變化，一旦發現異常，設備會實時把此異常信息上報到系統平臺，當平臺收到異常信息時，將以短信、語音電話或App推送等方式通知管理人員，并采取相應的措施消除隱患;用電單位的管理者以及電力安全管理人員也可以利用平臺或手機上安裝的軟件實時監測電氣系統的工作過程與狀態。

（二）智慧用電系統的組成

完整的智慧用電系統是由探測裝置與無線報警監控裝置組合而成的，它主要安裝在被保護線纜上，具備可以發現漏電以及過載等安全問題的特點，并能夠及時地向安裝單位或者電力管理人員上報預警信息，同時它還可以幫助用電單位監測剩余電流、溫度等危險參數的變化，并能夠有效地預防潛在的安全隱患。

（三）智慧用電技術的概括

智慧用電系統主要是通過物聯網技術，在用電單位的配電柜或者是重點的用電單元安裝電氣火災監控器，實時監控線路的剩余電電流、溫度以及用電情況，一旦監測出線路剩余電流、溫度超出正常標準，安裝在監控中心的設備就會立即在本地發出聲光報警，在紅燈亮的同時，系統也會向電力管理工作人員發出報警信息，監管人員就會立即使用電話或者短信的形式向用電單位通知，以便用戶及時采取措施進行解決。

四、 基于邊緣計算的智慧用電系統的應用

（一）電路網線與變電場所的智能監控

高壓電線路的運輸與維護是國家電網管理工作的重點內容之一。現代社會的用電設施與用電量的不斷增加給電網與電力系統帶來了更大的壓力。比如電動汽車的普及與應用為電力系統增加了不小的負荷。另外，電力線路與變電場所的環境以及施工設施與塑料垃圾等對電力設備與線路也造成了很大的威脅。但到目前為止，對于電力的運輸以及管理和檢測主要依靠的還是人力，人工檢測模式的缺點較多，比如效率低下、工作時間較長，而且在維護電路時還需要進行停電才可以進行，并且在夜晚無法進行維護工作，等等。

（二）對用電單位進行電氣火災的預警

由于現代經濟的發展和生活水平正在不斷提高，電網也正在飛速發展，生活生產的電氣化也正在不斷地提升，因此，電氣設備引發的火災時有發生，一旦發生火災，不僅僅會對電氣設備造成損壞，還會影響電能的生產與傳輸，導致大規模的長時間停電，甚至會給工作人員或者群眾帶來極大的傷害，同時帶來的經濟損失也不可估量。而分析發生電氣火災的原因，并找出相應的解決與預防的對策十分關鍵，近年來我國發生電氣火災的主要原因都是由于電氣線路的短路和過載引發可燃物的燃燒造成的，傳統的電氣監控系統無法真正起到防火的作用，主要的原因是傳統的監控系統無法對絕緣破壞和線纜超溫以及過載等因素導致的起火和電弧發出預警，而邊緣計算與智慧用電系統則良好地解決了發生火災不能及時斷電以及發出預警的問題，通過邊緣計算可以快速地接收到預警的信號，及時通知相關工作人員進行處理和解決，有效地減少了由于電氣火災給人們帶來的傷害和損失。

五、 結語

文章闡述了邊緣計算與智慧電力系統的基本內容，并對邊緣計算推動智慧電力系統的發展進行了分析。智慧電力系統能夠完美地解決電力當中的各種難題與隱患，并且還能實現智能化電力系統的擴展與進步，逐步完成傳統電力系統向智能化方向轉變。邊緣計算與智慧電力系統勢必會成為我國電力發展的主流趨勢。

參考文獻：

[1]劉燈，周偉.基于邊緣計算的智慧工廠系統[J].湖北工業大學學報，2019（2）：74-77.

作者簡介：

羅玉龍，陳偉華，趙巖，賽歐緹（北京）物聯網科技股份有限公司。