基于边缘计算的智慧用电系统

罗玉龙 陈伟华 赵岩

摘 要：随着社会经济不断发展，物联网技术、智能芯片技术等新型技术得到充分合理地利用，才能够有效地提高我国传统电力系统在收集信息与储能技术以及用电安全监管方面的技术水平，并且还能有效地解决这些方面存在的问题与隐患。基于此，文章主要针对边缘计算技术如何帮助电力系统转向智能化技术进行了分析，并提出了智慧用电系统在各应用环境中所存在问题的相应解决方案，希望可以为相关工作者提供一些帮助，以求促进智慧用电系统更好更快发展，大力促进我国电力行业的长远发展。

关键词：边缘计算;智慧用电;系统

一、 引言

自改革开放以来，我国的生产力不断地增强，而这也大大增加了我国各行各业对于电力的需求，而且根据国际能源署的《世界能源展望2018》中的报告所示，我国到2040年所需的能源将会提高26%。届时，电气化技术也会更加受到人类的青睐与肯定，也会更加深入渗透到社会的各行各业。例如，现阶段提倡的电器火灾预警（智慧消防）、电动汽车的使用、工业生产自动化等。面对世界不断增长的电力需求，如何有效地提高智能化电力系统的控制与管理水平，成为当今电力技术工作人员面对的重要挑战。

二、 边缘计算的概述

（一）边缘计算的含义

边缘计算又称之为边缘运算，是一种较为分散的计算体系，它以网络中心为基础，将各类应用程序与数据信息以及服务器的运算转移到网络逻辑的边缘处进行管理与控制。它将原本完全由网络中心控制和管理的大型服务器分割开来，并将分解成更小的、更容易处理的部分，分散到边缘处进行管理。由于边缘处的节点更加接近用户端的装置系统，有利于数据信息的快速传输与处理，最大限度地减少延迟问题。这种计算体系更贴近数据信息的来源出处，因此，更加符合进行大数据的信息分析和处理。

（二）边缘计算的特点

边缘计算是云计算的延伸与补充，它可以为物联网的终端设备提供更加便捷、更加丰富的资源，同时也是信息连接与通信技术的重要环节。该计算具备智能化、低延时、低消耗，以及可靠性等优秀特点。它能够不断的优化和完善智能型的设备，并将其更新到边缘的设备上，使边缘设备拥有持续的、安全的可靠数据分析能力，提供更加有效便捷的智能化服务功能。

三、 智慧用电系统的概述

（一）什么是智慧用电系统

智慧用电系统是我国针对社会频发、占比数量最多、重特大火灾事故而衍生的一种新型的电气火灾预警和管理系统。该系统24小时在线，实时监控用电单位线路中引发电气火灾危险参数的变化，一旦发现异常，设备会实时把此异常信息上报到系统平台，当平台收到异常信息时，将以短信、语音电话或App推送等方式通知管理人员，并采取相应的措施消除隐患;用电单位的管理者以及電力安全管理人员也可以利用平台或手机上安装的软件实时监测电气系统的工作过程与状态。

（二）智慧用电系统的组成

完整的智慧用电系统是由探测装置与无线报警监控装置组合而成的，它主要安装在被保护线缆上，具备可以发现漏电以及过载等安全问题的特点，并能够及时地向安装单位或者电力管理人员上报预警信息，同时它还可以帮助用电单位监测剩余电流、温度等危险参数的变化，并能够有效地预防潜在的安全隐患。

（三）智慧用电技术的概括

智慧用电系统主要是通过物联网技术，在用电单位的配电柜或者是重点的用电单元安装电气火灾监控器，实时监控线路的剩余电电流、温度以及用电情况，一旦监测出线路剩余电流、温度超出正常标准，安装在监控中心的设备就会立即在本地发出声光报警，在红灯亮的同时，系统也会向电力管理工作人员发出报警信息，监管人员就会立即使用电话或者短信的形式向用电单位通知，以便用户及时采取措施进行解决。

四、 基于边缘计算的智慧用电系统的应用

（一）电路网线与变电场所的智能监控

高压电线路的运输与维护是国家电网管理工作的重点内容之一。现代社会的用电设施与用电量的不断增加给电网与电力系统带来了更大的压力。比如电动汽车的普及与应用为电力系统增加了不小的负荷。另外，电力线路与变电场所的环境以及施工设施与塑料垃圾等对电力设备与线路也造成了很大的威胁。但到目前为止，对于电力的运输以及管理和检测主要依靠的还是人力，人工检测模式的缺点较多，比如效率低下、工作时间较长，而且在维护电路时还需要进行停电才可以进行，并且在夜晚无法进行维护工作，等等。

（二）对用电单位进行电气火灾的预警

由于现代经济的发展和生活水平正在不断提高，电网也正在飞速发展，生活生产的电气化也正在不断地提升，因此，电气设备引发的火灾时有发生，一旦发生火灾，不仅仅会对电气设备造成损坏，还会影响电能的生产与传输，导致大规模的长时间停电，甚至会给工作人员或者群众带来极大的伤害，同时带来的经济损失也不可估量。而分析发生电气火灾的原因，并找出相应的解决与预防的对策十分关键，近年来我国发生电气火灾的主要原因都是由于电气线路的短路和过载引发可燃物的燃烧造成的，传统的电气监控系统无法真正起到防火的作用，主要的原因是传统的监控系统无法对绝缘破坏和线缆超温以及过载等因素导致的起火和电弧发出预警，而边缘计算与智慧用电系统则良好地解决了发生火灾不能及时断电以及发出预警的问题，通过边缘计算可以快速地接收到预警的信号，及时通知相关工作人员进行处理和解决，有效地减少了由于电气火灾给人们带来的伤害和损失。

五、 结语

文章阐述了边缘计算与智慧电力系统的基本内容，并对边缘计算推动智慧电力系统的发展进行了分析。智慧电力系统能够完美地解决电力当中的各种难题与隐患，并且还能实现智能化电力系统的扩展与进步，逐步完成传统电力系统向智能化方向转变。边缘计算与智慧电力系统势必会成为我国电力发展的主流趋势。

参考文献：

[1]刘灯，周伟.基于边缘计算的智慧工厂系统[J].湖北工业大学学报，2019（2）：74-77.

作者简介：

罗玉龙，陈伟华，赵岩，赛欧缇（北京）物联网科技股份有限公司。