边缘计算网关为什么是电力行业的未来

传统上，电网由一定程度的单独发电、输电和配电构成。电力由大型旋转设备造成，随后建立的传输系统开展远程传输。一旦电力抵达目的地，它会降低电压，以挪动配电系统。此系统较为简单，基本上是单向的，从发电到使用点。

1. 传统上，电网非常简单，一般是单向的，能源遍布聚集。

由于能量分配控制相对简单，多为集中式，操作行为长期运行且可预测，通常根据一天的时长、周几或一年中的某一天进行。终端用户早晨用电后去工作，负载减少；晚上回家后用电高峰，负载增加。季节性加热、冷却变化及节假日差异使系统产生一定变化，但总体上系统可靠。

然而，随着对可再生资源依赖的增加，电力动态发生了变化。如今，分布式能源（DER）在配电侧的引入速度超过大容量能源发电。DER多为可再生能源发电，特别是太阳能，发电量和负载每天甚至每小时都在变化。这种动态变化增加了操作检测的难度，传统操作难以应对。

2.控制变化越来越困难

随着电力系统的复杂性增加，电压和趋势控制变得更加困难。大多数电压和趋势控制都依赖于集中的尖端配电管理系统，通过监控中心与现场设备连接，向操作员通报变化，由操作员调节设定值和均衡负载。

配电网络的复杂性增加，需要经验丰富的人员和大量人力。然而，由于退休潮和人力资源短缺，公用事业公司不得不依靠更少的员工完成更多工作。培训新员工需要数年时间，而现代员工的平均工作时间仅为两到三年，许多新员工在完全胜任前就会转向其他机会。因此，公用事业公司必须扩大业务模式，而不是仅仅增加专家数量。

解决方案是建立支持现有员工的基础设施，探索新的操作结构，利用持续访问的数据做出正确决策，减少对人工操作的依赖。闭环自动化和最佳实践将被整合到系统中。

3.改善边沿管理

电网边缘控制板是推动智能能源时代的关键技术之一。它将操作选项从监控中心扩展到现场，实现对电压控制系统、断路器、DER（分布式能源）和EV（电动汽车）充电器等设备的实时监测和控制。最有效的解决方案可能位于配电站，与中央配电控制设备相连。

中央控制设备不会消失，而是将许多传统的集中执行角色分布在整个配电系统的电网边缘控制板中。这些控制板将在集中控制设备的监督下实现高效控制功能。

例如，目前从中心位置管理现场电压调节器和/或电抗器的动态性能，数据传送到监控中心后，操作人员进行分析和决策，再将结果反馈给执行系统。这个过程较为缓慢，因为当前智能能源的电流几乎是瞬时变化的。

相比之下，电网边缘控制板可以根据当前现场运行条件自动管理稳压器或电抗器。控制板能够识别电压和功率流的需求，并即时调整设备的设定值，然后向监测中心报告，核心人员组进行实时监测。

这种方式建立了一个小网格，而不是集中控制所有内容，形成反馈到网格中。所有的协调、编辑和拓扑可见性仍在中央控制设施中进行，但计算将分布在许多电网中的小型计算机上，每台计算机都能提供快速反馈调节。

4.随之而来的好处

随着电网边缘控制器的提升，可以实现对电网更细致的视图。每个配电站的大多数数据可以在边缘控制板上汇总，并将总结信息发送至监控中心。最终效果是更好地了解配电网的状况，提升操作许多连接设备的能力和快速响应时间。

电网边沿控制是一项新兴技术,通过集中机器的高速监控和本地化实时控制,带来了更详细的电网视图。

分布式架构可提升电网弹性。当所有操作依赖于独立监控中心时,会出现单点故障风险。即使使用备用设备,操作人员在故障情况下也可能面临严重停运风险。分布式控制板为每个部分增添了一定管理自主权。在极端天气事件等破坏性故障情况下,一些区域能够独立运行,维持基本运营,直至恢复中央控制。

分布式控制还提供更本地化的分析选项。边缘控制板更贴近现场,团队可在设备上进行更高分辨率分析。机器学习模型能够就地分析数据,做出决策,实现更快速控制,减少通信带宽需求和相关成本,无需将大量数据传送到监控中心。