基于边云协同的工厂电能管控机制研究

发布时间：2025-07-19 02:00

　　随着工业的逐步发展,工业用电占据电能消耗的比重越来越大。对于工业企业而言,降低用电成本成为了亟需解决的问题。需求响应算法可以将用电需求从电价峰值迁移到电价谷值,从而降低用电成本。工业互联网、边缘计算、工业云等新兴技术被引入到工业网络,如何设计能够及时响应电价变化的电能管控机制是当前面临的主要问题。边云协同可同时放大边缘计算和云计算的价值。工厂可以利用云计算强大的计算资源和边缘计算的位置优势来满足电能管控场景对计算资源和实时性的需求。因此,本文将边云协同引入工厂电能管控的场景中,实现在降低工厂用电成本的同时保证电能管控的实时性。本文的主要研究工作如下:1.在充分调研国内外研究现状的基础上,提出了一种基于边云协同的工厂电能管控架构,根据网络规模和边缘侧计算资源对电能管控场景进行分类,并给出了不同场景电能管控机制选择的方法。2.针对边缘侧计算资源富裕且计算任务较少的生产场景,提出了一种基于边缘计算的电能管控机制,研究了边缘计算环境下的STN模型及需求响应算法,通过将电能管控过程中产生的计算任务集中在边缘节点执行,充分利用了边缘侧计算资源,可在降低用电成本的同时保证电能管控的实时性。3.针对边缘...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1论文组织架构图

第6章:对全文做出了总结以及展望,对本文已完成的工厂电能管控架构及机制进行总结,分析以后可能进一步研究的方向。2.1基于边云协同的工厂电能管控架构研究

图2.1基于边云协同的工厂电能管控架构

本文提出的基于边云协同的工厂电能管控架构如图2.1所示,包括设备层、边缘计算层、云电能管理层和供电侧四个部分。边缘计算层跟设备层通过工业无线网络连接,边缘计算层、云电能管理层和供电侧通过工业有线网络连接。下面将对每一部分的功能及其包含的组件进行定义。云电能管理层包括云电能管理中心....

图2.2边云协同架构

边云协同涉及到资源、计算、服务等多方面的协同,如图2.2所示。边云协同是结合边缘计算和云计算优点的工厂电能管控系统综合解决方案。边缘计算能够满足该场景的实时性、可靠性、安全性等需求;云计算能够满足处理海量数据、执行复杂计算的需求。边缘和云端实现资源、数据、服务等多方面协同之后,可....

图2.3基于边缘计算的工厂电能管控机制概述图

本部分对基于边缘计算的工厂电能管控机制进行了概述,并基于架构图2.1设计通信流程,如图2.3所示。边缘节点结合STN模型及设备层任务信息计算得出电量需求值。边缘节点再根据供电侧模型及STN模型生成约束条件,并结合需求响应算法计算出用电方案跟供电方案。2.基于边云协同的工厂电能管....

本文编号：4057805