从数字化、智能化启程，实现电网现代化升级
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2021-12-26 13:45
近期，也许你也在关注全国各地频出的“限电事件”。电力不仅关乎国计民生，它也是推动世界运转、加速创新的引擎。实际上，为了缓解能源缺口，同时应对全球气候变化，中国的可再生能源发电已经走在了世界前列。截止 9 月底，全国风力发电风电装机容量同比增长 32.8%，太阳能发电装机容量同比增长 24.6%[1]。可再生能源发电也是全球的大趋势。
发电方式的变化，推动电能的流动从单向向双向演进。当然，这就要求包括输电站和配电站在内的电网实现智能化改造，而传统电力设备的维修和升级需要耗费大量成本和时间。
英特尔正在携手生态合作伙伴，借助物联网、5G、大数据等创新技术，使用智慧边缘架构对变电站实现现代化升级，从新基础设施层面来保障电网公司的数字化转型和电网现代化。让智能电网成为驱动中国经济发展的强劲动能。
下面就来了解一下在英特尔® 技术支持下的电力基础设施是如何实现智能化、软件定义、数据驱动三大升级。
1
检测电压暂降 AI 边缘赋能
电压暂降是一种严重的电能质量问题，会引起设备故障，严重的话会导致设备损坏，造成重大经济损失。而传统的检测方法存在端点效应问题，降低了测量精度。
英特尔基于边缘计算和云计算架构，提出了实时电压暂降监测及治理方案。该方案的边缘侧设备使用第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器搭配 FPGA，以人工智能模型分析采集到的数据，借助轻量级推理快速、准确地定位电压暂降起止时刻，计算电压幅值和频率。同时进一步提升了边缘侧异构平台的性能。
基于Intel云计算的电网电压分析控制系统
该解决方案的后端云平台中，同样用到英特尔® 至强® 可扩展处理器，并以 Analytics Zoo 和 OpenVINO™ 工具包、面向英特尔® 架构优化的 Pytorch等工具框架做支持，与边缘侧构成了端到端的 AI 检测方案，同时，其中也部署了多种深度学习和机器学习算法模型，检测速度更快，准确性更高，完成负载需求高的模型推理，并将结果推送到电网电压控制系统中。
基于英特尔的边缘计算和云计算，该方案既具备延迟短、性能高的特点，同时测量结果更加准确，从而提升了电压暂降治理的效率。
2
5G MEC 软硬兼施 消除设备过热隐患
以前，在蓝蓝的天空下，经常可以看到电力工程师们在高高的电力塔上工作。虽然确实很帅，但这样的情形无疑是危险的。如今，部署了基于英特尔 5G MEC 架构和 OpenVINO™ 工具包的电力设备故障诊断系统，可以快速分析温度变化，准确判断故障点，从而消除电力设备的安全隐患，做到及时发现、处理、预防重大事故的发生。
基于Intel的故障诊断系统架构
在该系统中，基于英特尔软硬件的5G MEC 边缘云，由第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器、英特尔® FlexRAN参考架构、OpenVINO™ 工具包以及开放式网络边缘服务软件 OpenNESS 构成，负责数据分析、AI 模型搭建和推理、模型推送等高性能负载。英特尔® FlexRAN 参考架构灵活、开放，帮助通用 x86 架构服务器平台实现传统无线接入网 BBU 的性能，在不同应用场景中提供高吞吐、低延时的 5G 无线连接。OpenNESS 平台可在公网、专网的异构网络环境下获得统一的应用开发、托管环境，让电力企业更方便地将智能应用迁移、部署至边缘。
英特尔产品与技术助力5GMEC方案构建
3
开源边缘洞见平台 让世界难题无处藏身
在电力系统中，还有一个世界难题：小电流接地故障。由于电流特征模糊，而且故障类型繁多，传统的检测方法准确率低，难以满足电网自动化、高可靠的要求。
为了加速工业应用在边缘平台上快速落地与部署，英特尔开发了英特尔® 工业边缘洞见软件平台框架，并将其开源。它集成时间敏感型数据注入与分析组件，可部署在最接近数据产生源头的边缘设备上，其中包含 TICK 四大开源组件，完成数据收集、数据存储、数据处理、数据显示四大关键步骤，实现算法的落地与产品化。
工业边缘洞见软件平台软件框图
实际应用表明：这种方法在保证 100% 判断准确性的基础上，将判断速度从百毫秒级提高到了十毫秒级，大大提高了判断效率，不仅预防了接地事故蔓延，增强了新能源项目安全水平，还能维持光伏电厂继续发电，提高了经济效益。
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携手加速数字转型 构建电力全网生态
随着能源市场全面拥抱数字化转型，电力系统将从模拟架构向全新的数字化新型电力系统标准演进。在中国新基础设施建设与 “双碳” 经济的双重驱动下，坚强智能电网与能源物联网正在蓬勃发展。英特尔将继续致力于促进中国电力行业的加速转型，催化电力世界与数字世界的有机融合，和广大合作伙伴一起，构建出全新的跨电力价值网络的生态体系。
END
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