浅谈边缘计算在低压配电网络中的应用

魏凯吴小东

边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。边缘计算处于物理实体和工业连接之间，或处于物理实体的顶端。而云端计算，仍然可以访问边缘计算的历史数据。从数据中实时捕获信息，并且可以快速解决问题的能力正在影响许多行业，而且为公司和消费者带来了巨大的好处。本文我们将研究五种用边缘计算解决问题的方案：

摘要：边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。目前电力系统低压配电设备信息化、集成化，在低压配电网络产生了大量的数据，如何从中获取有用的数据并且快速转变成为主导服务信息，是我们面临的困难，下面我们对边缘计算在低压配电网络中的应用进行阐述。

关键词：边缘计算、电力、低压配电网络、智能管理、台区、应用

1.边缘计算的概念

边缘计算和云计算正在塑造电力泛在物联网的未来。这种组合为物联网网络中连接的设备带来了稳定性，并通过处理更接近源的数据来解决延迟问题。配网由于安装了大量设备并连接到物联网，因此处理的数据量一直在增加。我们正应对着处理和分析这些数据的挑战，特别是在需要近乎实时处理这些数据的情况下。仅云计算无法帮助处理如此庞大的数据集并实时提供响应。边缘计算是一个微型数据中心的网状网络，可在本地处理或存储关键数据，并将所有接收的数据推送到中央数据中心或云存储库。简而言之，边缘计算可以处理和分析更靠近生成数据源的数据。在边缘计算环境中安装和连接的智能设备能够处理关键任务数据并实时响应，而不是通过网络将所有数据发送到云并等待云响应。设备本身就像一个迷你数据中心，由于基本分析正在设备上进行，因此延迟几乎为零。利用这种新增功能，数据处理变得分散，网络流量大大减少。

2.配电网络的特点

配电网的特点是网络结构复杂，设备类型多样，作业点多面广，安全环境相对较差分支多，链接元件多，复合垫多，其线损又受网络电压、电流、电量、负荷率、功率因数、补偿装置的容量和位置，运行时间等诸多因素的影响，再加上配网中的表计设置不全，所以配电网的管理和线损问题一直存在很大的问题。

3.低压台区线损管理

低压台区线损管理水平综合反映和体现了电力系统规划设计、生产运行和经营管理的水平，是电网经营企业的一项重要经济技术指标。线损率是台区线损管理水平的一个重要指标，它既反映了电力网络的规划设计、生产技术和日常运行管理水平，又决定了电力企业经济效益的高低。实际线损主要可分为两大类：技术原因产生的技术线损及管理原因产生的管理线损。技术原因包括供电半径不合理、武功补偿容量不足、负荷分配不合理、计量点装置配置不合理等原因。而管理线损主要包括日常营销专业管理不到位所带来的线损问题，如抄表问题、反窃电措施不足等。降低技术线损可以通过配网改造，现场供电线路整改等硬性措施，但是配基工程涉及配电、供电营销多个专业，成效不够明显。因此管理线损成为台区降损的关键。通过公变台区线损管理，可以实现台区降损的科学性、针对性。供电企业通过重视内部的台区线损管理工作，可以实现内部增效挖潜、多供少损、节能降耗，又可以提升营销工作的管理水平。

长期以来降低线损一直是供电公司的目标，也是管理水平的直接体现。随着地区用电量的快速增长，供电线损逐年升高的问题不得不引起公司相关部门的重视。据十一五期间的统计，全年全国损失的电量加上地方电网与企业电网的电能损失，线损电量相当于两个三峡电站的电力供应能力。因此最低可能地减少线损显得更为重要和迫切。

作为供电企业基层组织的供电所，线损率一直是供电所重要的经济技术指标。供电所线损管理水平的高低，直接关系到供电企业的经营业绩，甚至在一定程度上影响和决定供电企业的生存和发展。因此，供电企业想尽办法降低台区线损异常率，加强台区线损管理工作是十分有意义的。

4.边缘计算在低压配电网络中的应用

多年来，我国电力工作者一直早探讨适用于配电网的理论线损计算问题。随着配电自动化的实现，配电网络将逐步由无踪测装置向装备部分综测装置，最终向全部实测配电终端三相负荷数据发展。0.38kV低压配网比10kV配网更加复杂。不但结构上存在不对称，有三相四线制，单相两线制等供电方式，而且存在各项电流比平衡，各种容量的变压器供电出线数不一样，沿线负荷的分布没有严格的规律，同一回主干线可能由几种导线截面组成等问题，另外又往往缺乏完整、准确的线路参数和负荷资料。而本文首次将边缘计算用于典型配电台区的线损计算，并考虑了0.38kV低压电网的一些特殊性。边缘计算的数据主要是在近端处理，因此在网络传输、中心运算、中心存储、回传等各个环节，都能节省大量的服务器、存储、交换、带宽、安防、电量乃至物理空间等诸多成本，从而实现低成本化、绿色化。经武威供电公司两个线损较高台区用边缘计算法计算，结果表明对典型台区效果较好而且与电压损失法的就按结果和连续数月实抄统计的结果相比较，精度更高，速度更快。

结束语

台区线损管理水平是电网经营企业的一项重要经济技术指标。台区线损情况多变，成因复杂，实际线损通常由多个增损因素共同作用所致，综合治理台区线损更需各相关部门全力合作。而泛在电力物联网中边缘计算的发展，显得尤为重要。降低线损直接能够给企业带来利润、降低成本。边缘计算可以使得设备的支持数量提升几个数量级，让计算变得更为灵活和可控，更为直接地降低线损。目前配网设备的接入越来越多，云服务器的负担越来越重，接入的控制器等的种类也越来越多，原来的云服务数据计算模式难以满足越来越复杂的应用，这时候边缘计算对于降低线损的重要性就体现出来了。