2021年 第43卷 第3期    刊出日期：2021-03-25

特约主编寄语    联合征稿

上一期    下一期

边缘计算

边缘计算在需求响应中的应用现状及发展思路

李彬, 郝一浩, 祁兵, 陈宋宋, 冯剑

2021, 43(3):  1-8.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.001

摘要 ( 252 )   HTML ( 12 )   PDF (1068KB) ( 276 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着电力需求响应信息化水平的提升,未来大规模智能终端即将接入网络,电力通信网的核心节点压力倍增,系统对云端的要求提高,传统的集中式云端管理无法支持海量终端业务、保障服务质量。边缘计算作为一种新型的计算模式,去中心化、边缘化、实时性、安全性是其最显著特点,它可以实现相当一部分的计算任务、控制管理任务和业务支持任务的卸载,利用本地网络资源设施实现边缘化的计算处理。分析了边缘计算和云计算的关系,总结了边缘计算国内外体系架构和边缘云的特点; 结合需求响应现状对边缘计算应用于需求响应业务进行探讨,描述了一个双层云计算系统模型;论述了目前有关边缘计算部署的问题,并对面向需求响应业务的边缘云部署研究做出了展望。

基于5G边缘计算的可调节负荷互动技术研究

陈兆雁, 柴宜, 平常, 付兵彬, 程紫运

2021, 43(3):  9-13.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.002

摘要 ( 272 )   HTML ( 1 )   PDF (1154KB) ( 300 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

将云计算与边缘计算系统集成应用于可调节负荷互动技术,可以在分布式体系结构中实现安全、可靠、高效的可调节负荷互动服务。针对第五代通信技术（5G）时代将有更多的需求响应（DR）终端接入可调节负荷的现状,通过分析边缘计算系统使用5G资源的方式,提出可根据不同的可调节负荷互动业务采用不同的5G切片传输方式。将可调节负荷互动的网络架构分为用户层、网络层、服务层,基于该架构提出了可调节负荷互动策略库动态加载模型,最后对未来可调节负荷互动信息物理融合发展提出了建议。

边缘计算在电力设备管理及运行维护中的应用

贾滨诚

2021, 43(3):  14-19.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.003

摘要 ( 268 )   HTML ( 0 )   PDF (1244KB) ( 309 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在能源互联网高速发展的背景下, 边缘计算作为一种近年来新兴的数据处理技术, 可以有效提高电力设备运行维护和信息管理的效率。分析边缘计算在电力设备信息管理中承担的业务, 构建了基于边缘计算的电力设备信息管理框架;研究了边缘计算在电力设备运行维护中应用的关键技术, 提出了边缘网络部署方案以及边缘节点数据处理模式;结合实际生产, 对边缘计算在电力设备运行维护中的典型应用进行案例分析, 表明边缘计算在电力设备运行管理中有着广阔的应用前景。

基于SDN的边缘物联代理安全性风险及防御性技术综述

韩坚, 刘松, 魏吟娬, 李彬, 祁兵

2021, 43(3):  20-24.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.004

摘要 ( 191 )   HTML ( 2 )   PDF (953KB) ( 266 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

当今社会正在从互联网时代向物联网（IoT）时代发展,新兴的物联网正面临着巨大的可扩展性和安全性挑战。一方面,物联网设备存储计算能力有限,边缘云和边缘计算给物联网提供的外部援助有望增强物联网的可扩展性。另一方面,由于资源限制,物联网设备面对恶意攻击的抵御能力相对薄弱。针对这些挑战,研究了基于软件定义网络（SDN）的边缘物联代理安全性风险,比较了基于SDN网络进行网络入侵检测防御的最新研究成果。

基于容器技术实现边缘计算的智能配用电一体化终端

任宝军, 高志勇

2021, 43(3):  25-30.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.005

摘要 ( 227 )   HTML ( 0 )   PDF (1179KB) ( 304 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

终端设备作为低压配电物联网的核心,需要采集大量数据上传到主站系统,对主站系统的计算分析和处理能力提出了更高要求。传统终端设备内部功能软件相互影响,系统安全性较低,且需要用电类产品和配电类产品相互配合才能满足现场功能需求。提出一种基于安全容器技术实现边缘计算的配用电一体化装置,以应用程序（APP）为基础服务单元,可与低压智能设备、传感器和智能电表就地组网,并通过物联协议接入物联管理平台。以边缘计算为出发点在采集端就地采集数据并实行基础计算,根据数据优先级以及重要程度选择性上送部分数据,降低对带宽的要求,达到缩减服务站计算能源消耗的目的,同时具备实时线路故障监测、就地切除等功能特点,有效促进配用电一体化装置的融合发展。

智慧供热

先进供热与智慧发电技术现状及发展趋势

李娜, 易祖耀, 白银雷

2021, 43(3):  31-39.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.006

摘要 ( 235 )   HTML ( 2 )   PDF (2127KB) ( 271 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着我国能源结构调整和电力市场的发展,热电联产行业在不断进行调整和转型升级。先进供热技术与智慧发电技术作为热电联产行业的新兴技术,可以推动我国能源转型发展。介绍了热电解耦、多热源供热、数字孪生等技术的原理及其在热电联产领域的研究进展,结合燃煤机组的发展需求进一步评述了其发展潜力。最后指出,先进供热和智慧发电技术可提高火电机组运行灵活性,实现火电机组边界频繁扰动的优化控制,为我国热电联产发展以及火电发电设施、用电设施、电网智能化提供技术支持,推动我国能源结构向低碳化、清洁化加速转型。

单抽供热机组负荷控制系统的解耦设计及动态响应特性研究

秦海山, 栾丛超, 侯晓宁, 种道彤

2021, 43(3):  40-47.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.007

摘要 ( 159 )   HTML ( 1 )   PDF (2534KB) ( 232 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

供热机组存在的耦合现象导致热、电负荷独立调节困难,难以满足电网自动发电控制系统的要求。采用增量方程的方法将供热机组数学模型线性化,通过计算得到供热机组各输入、输出之间的静态相对增益,从而进行变量配对,在此基础上应用多变量解耦理论对控制系统进行解耦设计,分析解耦优化前后控制系统作用下的热、电负荷调节动态特性。结果表明,优化后的控制系统能够改善热、电负荷的调节品质,优化供热机组的调节特性。

燃煤热电联产系统冷端余能供热改造研究进展

方旭, 彭雪风, 张凯, 马敬邦, 赵瑞祥, 王金星

2021, 43(3):  48-56.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.008

摘要 ( 313 )   HTML ( 4 )   PDF (1083KB) ( 344 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

高比例间歇性可再生能源的嵌入提高了对燃煤机组调峰能力的要求。在居民供暖需求量日益增加的背景下,热电联产系统冷端余能供热改造可有效缓解系统调峰能力不足和供热量不够的问题。介绍了高背压、热泵余热回收及低压缸“零出力”3种供热改造方式。通过具体改造实例对高背压供热改造方案进行了评估;以吸收式热泵为主,介绍了热泵余热回收供热改造原理并分析了其性能参数;以切除低压缸进汽、光轴改造为例,介绍了低压缸“零出力”供热改造方式的特点。总结了3种供热改造方式的适用情况,以期为后续的燃煤热电联产系统冷端余能供热改造提供参考。

节能与环保

基于智能算法的空冷火电机组负荷预测研究

彭维珂, 聂椿明, 陈衡, 徐钢

2021, 43(3):  57-64.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.009

摘要 ( 158 )   HTML ( 1 )   PDF (2713KB) ( 258 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为及时准确地预测空冷机组的整机性能,引入了基于智能算法的大数据分析方法。针对某600 MW空冷火电机组全年的历史运行数据进行预处理与稳态工况筛选,分别建立了基于反向传播（BP）神经网络和随机森林算法的机组负荷预测模型。预测结果对比分析和模型敏感性分析表明,随机森林预测模型具有精度高、泛化能力强、训练时间短等优点。为优化随机森林模型,通过皮尔森相关系数筛选模型输入特征并根据机组功率进行分负荷工况建模,优化后的模型性能得到了进一步提升。

燃煤电站SCR催化剂寿命在线预测研究

胡小夫, 王云, 郝正, 沈建永, 王桦

2021, 43(3):  65-69.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.010

摘要 ( 190 )   HTML ( 0 )   PDF (1222KB) ( 328 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

选择性催化还原技术（SCR）催化剂作为脱硝系统的核心,其催化性能直接影响着系统的脱硝效率,但在实际运行过程中催化剂会缓慢失活,催化剂的寿命决定着SCR脱硝系统的运行成本。通过对SCR催化剂寿命进行在线预测,使电厂及时掌握催化剂的失活程度和剩余使用寿命,有利于提高该系统的经济性和稳定性。根据催化剂活性模型和催化剂失活模型,通过对催化剂失活曲线进行修正,提出了SCR催化剂寿命在线评估方法。该评估方法对某电厂SCR催化剂的物化性能和部分运行数据进行分析,绘制出SCR催化剂的寿命在线预测曲线,并结合年检数据验证了该在线预测系统具有较高的准确性,可以在各电厂中广泛推广使用。

新能源

国内外生物质能源发电技术应用进展

张东旺, 范浩东, 赵冰, 王家林, 巩太义, 张缦, 李诗媛, 杨海瑞, 吕俊复

2021, 43(3):  70-75.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.011

摘要 ( 300 )   HTML ( 8 )   PDF (971KB) ( 564 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

生物质能源是可再生清洁能源,对节能减排具重要意义。生物质发电不仅能实现“碳中和”,在我国实现“碳达峰”后还可替代部分煤电,成为电网调峰的重要力量。分析了生物质燃烧特性,分别介绍了国内外纯燃生物质发电、生物质与煤混烧发电和生物质气化耦合燃煤锅炉的应用现状。指出生物质纯燃发电项目容量小,发电效率不高且易出现积灰和氯腐蚀的问题,机组可用率偏低。生物质与煤混烧技术可以利用现有大容量发电机组,需要的额外投资小,具有较高的灵活性,可有效提高生物质利用效率,避免纯燃带来的一系列问题,是现阶段更经济可行的发电方案。目前,生物质与煤混烧发电项目的建设和运营需要上网电价的政策支持。

楼宇型分布式能源系统在数据中心的应用

陈卉, 刘颖, 赵龙生

2021, 43(3):  76-81.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.03.012

摘要 ( 152 )   HTML ( 2 )   PDF (1269KB) ( 278 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

数据中心的冷、电负荷需求量大,全年负荷稳定,且冷电比与天然气分布式能源系统的供电供冷比例接近,适宜采用分布式能源系统。通过对某数据中心的用能需求进行分析,在保证数据中心安全用能的基础上,设计了规模合适的分布式能源站方案,即内燃机+烟气-热水型溴化锂机组+离心式电制冷机+蓄冷罐模式,实现了数据中心绿色低碳运行。评价结果显示：天然气分布式供能方案是建立基于低碳能源的供能模型,充分利用峰谷电价差,降低运营成本,提高经济性;能源站总体经济性可行,能耗低、碳排放量低、节能减排效果佳,在数据中心周边有稳定可靠的廉价天然气气源、碳交易价格合适时,该方案具有一定的推广意义。