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能源行業(yè)正在經(jīng)歷重大轉(zhuǎn)型，面臨著可再生能源整合、電力需求激增、電動(dòng)汽車增加等諸多挑戰(zhàn)。能源行業(yè)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的一種方法是使用邊緣計(jì)算。
分析軟件提供商SAS行業(yè)產(chǎn)品首席產(chǎn)品經(jīng)理Arnie de Castro表示，在當(dāng)今的能源行業(yè)中，發(fā)電、輸電和配電網(wǎng)絡(luò)中會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。
他表示，將所有這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到云等集中式計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施中需要大量帶寬。需要邊緣計(jì)算來幫助處理這些數(shù)據(jù)，以便有效地壓縮、減少和傳輸或支持本地決策。
滿足對(duì)速度的需求
de Castro說，當(dāng)能源公司需要在幾毫秒內(nèi)做出控制決策時(shí)，在中央計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施和邊緣之間移動(dòng)數(shù)據(jù)造成的任何延遲都是不可接受的。
“邊緣計(jì)算可以匯總所有這些信息，并分批安排數(shù)據(jù)傳輸，以便在控制中心進(jìn)行處理。
“通過這種聚合，邊緣計(jì)算使公用事業(yè)公司能夠更容易地確定停電區(qū)域，以便更快地恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)更可靠的電網(wǎng)和更滿意的客戶。”
咨詢和技術(shù)服務(wù)提供商ICF的能源分析高級(jí)主管Haider Khan表示，雖然大多數(shù)網(wǎng)格邊緣設(shè)備目前都提供網(wǎng)格邊緣計(jì)算，但計(jì)算是閉環(huán)的，這意味著除了原始設(shè)備制造商(OEM)之外，它不允許任何人使用它。
“目前，實(shí)時(shí)計(jì)算技術(shù)主要集中在利用云來運(yùn)行算法，”他解釋道。這些算法使用云計(jì)算發(fā)送到電網(wǎng)邊緣設(shè)備的所需信號(hào)，以對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)的目標(biāo)、需求或約束做出反應(yīng)
他指出，這增加了時(shí)間延遲，限制了網(wǎng)格邊緣技術(shù)響應(yīng)網(wǎng)格需求的能力，網(wǎng)格需求每隔幾微秒就會(huì)發(fā)生變化。電網(wǎng)邊緣計(jì)算將使恒溫器等技術(shù)能夠在必要的時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)電網(wǎng)要求做出反應(yīng)，以避免電壓、溫度或頻率違規(guī)。
Khan表示，在未來，網(wǎng)格邊緣計(jì)算可能會(huì)從基本的監(jiān)控和OEM控制走向成熟，使第三方(如配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商)能夠自主管理設(shè)備。
“這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域可以跨越多種服務(wù)，包括負(fù)載/需求管理、發(fā)電/存儲(chǔ)控制、自我修復(fù)網(wǎng)絡(luò)、交易能源和微電網(wǎng)控制，”他說。
邊緣提供電網(wǎng)穩(wěn)定性、可靠性
開源邊緣數(shù)據(jù)平臺(tái)提供商IOTech Systems的產(chǎn)品總監(jiān)安迪·福斯特(Andy Foster)表示，通過分散計(jì)算過程和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，邊緣計(jì)算可以在網(wǎng)絡(luò)外圍進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和決策，并緩解集中式數(shù)據(jù)中心的壓力。
“這種方法不僅降低了延遲和帶寬要求，還增強(qiáng)了電網(wǎng)穩(wěn)定性，允許公用事業(yè)公司在需要時(shí)以更高的效率優(yōu)化配電和用電。”
邊緣管理和運(yùn)營(yíng)解決方案提供商Avassa.io的首席技術(shù)官Carl Moberg表示，曾經(jīng)依賴集中式數(shù)據(jù)處理的電網(wǎng)越來越多地受益于邊緣計(jì)算的本地化數(shù)據(jù)分析。
“在應(yīng)用層，電網(wǎng)中的設(shè)備和傳感器可以即時(shí)處理波動(dòng)、需求和潛在故障并做出反應(yīng)，”他說。“這種實(shí)時(shí)響應(yīng)能力意味著減少停電、高效的能源分配以及電網(wǎng)可靠性和創(chuàng)新的顯著提升。”
根據(jù)Moberg的說法，邊緣計(jì)算有助于即時(shí)決策，改善何時(shí)從可再生能源中獲取電力，何時(shí)依賴傳統(tǒng)能源。
Foster說，通過在可再生能源站點(diǎn)部署邊緣計(jì)算設(shè)備和傳感器，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商可以收集有關(guān)能源生產(chǎn)、儲(chǔ)存、天氣狀況和需求波動(dòng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
他補(bǔ)充說，這些數(shù)據(jù)然后被用來預(yù)測(cè)能源盈余和赤字，并對(duì)可再生能源生產(chǎn)的波動(dòng)做出反應(yīng)。這使得電網(wǎng)更加穩(wěn)定可靠，支持可再生、可持續(xù)能源的多樣性。
Foster表示，邊緣計(jì)算在幫助管理完全分散的網(wǎng)格的額外復(fù)雜性方面也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
“新的邊緣計(jì)算能力支持分布式能源的橫向整合，”他說。“這實(shí)現(xiàn)了高度響應(yīng)的本地控制決策，以及與提供整體電網(wǎng)控制的數(shù)據(jù)中心的垂直集成。”
邊緣計(jì)算和數(shù)據(jù)共享
房產(chǎn)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供商Enlighted的首席技術(shù)官Colm Nee表示，邊緣計(jì)算還有可能極大地影響建筑能源管理，從而幫助減輕建筑環(huán)境的運(yùn)營(yíng)碳排放影響。
他說:“邊緣計(jì)算支持實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制能源系統(tǒng)，以最大限度地節(jié)約成本、降低效率、減少停機(jī)時(shí)間、增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性，并輕松管理數(shù)據(jù)通信。”
Nee表示，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)的快速發(fā)展及其產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)使得各個(gè)部門、結(jié)構(gòu)、軟件和用戶之間的兼容性成為必要。
他說，組織可以建立一個(gè)安全的框架，通過邊緣處理與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序共享數(shù)據(jù)。這有助于提高運(yùn)營(yíng)效率，簡(jiǎn)化應(yīng)用程序集成，并在建筑物內(nèi)的本地級(jí)別實(shí)現(xiàn)智能決策。
Nee說，邊緣架構(gòu)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析和控制建筑物的能源組件，包括照明和HVAC，這些功能通常發(fā)生在本地建筑物級(jí)別。
Nee指出:“實(shí)時(shí)占用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)更多的被動(dòng)建筑改進(jìn)，更好地在邊緣服務(wù)，通過關(guān)閉人們剛剛離開的區(qū)域的燈來影響照明節(jié)能，并通過根據(jù)占用情況與當(dāng)?shù)豀VAC系統(tǒng)集成來節(jié)省溫度控制。”
邊緣計(jì)算促進(jìn)了電動(dòng)汽車到電網(wǎng)的通信
Foster表示，邊緣計(jì)算還可以為充電站和電動(dòng)汽車提供本地化數(shù)據(jù)處理和分析功能。
他說:“這可以更快、更精確地監(jiān)測(cè)電池健康狀況、電網(wǎng)管理和動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡，這對(duì)于優(yōu)化充電過程和最大限度地減少電網(wǎng)壓力至關(guān)重要。”
他補(bǔ)充說，邊緣計(jì)算還可以促進(jìn)車輛與電網(wǎng)的通信。這種情況通常發(fā)生在電動(dòng)汽車連接到充電站并將多余的能量?jī)?chǔ)存在電池中，這些能量可以傳輸回電網(wǎng)以幫助滿足能源需求時(shí)。
Foster說:“這種從電網(wǎng)到車輛和從車輛到電網(wǎng)的雙向能量流有助于我們的能源系統(tǒng)的整體可持續(xù)性和彈性。”
總體而言
邊緣計(jì)算將使能源部門能夠應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的能源需求的挑戰(zhàn)，改善資源利用，并實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的能源生態(tài)系統(tǒng)。
根據(jù)Moberg的說法，邊緣計(jì)算促進(jìn)了即時(shí)決策，優(yōu)化了何時(shí)從可再生能源中獲取電力，何時(shí)依賴傳統(tǒng)能源。
他說:“隨著能源行業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的未來，應(yīng)用層的邊緣計(jì)算就像一盞明燈，照亮了道路。”
