電能變換物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用展望-山東大學(xué) 高峰

架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用展望高峰2024年9月22日1 立用展望26.6億千瓦/4.6億千瓦J700+萬千瓦時/85圖源：國家能源局和網(wǎng)絡(luò)：數(shù)據(jù)來源：國家能源局htp//wwwneahttps://wwwgovcn/lianbo/bumen/202403/content_6939863gowen/202404/26/e_1310772757.htm,http/wwwneagevcn/2024-01/25/e_1310762019.>能量視角：>能量視角：>數(shù)據(jù)視角：能量流數(shù)據(jù)流電網(wǎng)>計算單元：進行數(shù)字計算和電能變換系統(tǒng)已具備構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的基本功能電能變換系統(tǒng)已具備構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的基本功能>變流器>變流器充分對等，沒有主從區(qū)別需要充分交互、低延遲、低成本的物聯(lián)網(wǎng)方案需要充分交互、低延遲、低成本的物聯(lián)網(wǎng)方案車聯(lián)網(wǎng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)移動不移動多數(shù)不移動毫秒級分鐘級需要多數(shù)不需要需要多樣多樣多樣低高高端多數(shù)低端低低現(xiàn)有成熟通用的物聯(lián)網(wǎng)與電能變換系統(tǒng)不適配!現(xiàn)有成熟通用的物聯(lián)網(wǎng)與電能變換系統(tǒng)不適配! 8應(yīng)用層應(yīng)用層變流器在變流器在PC-loT中屬于邊緣端設(shè)備，集成了感知、計算、通訊、甚至系統(tǒng)級應(yīng)用功能IEEETrans.IndustrialInformatics,2024,earlyaccess.互聯(lián)架構(gòu)互聯(lián)架構(gòu)>單臺設(shè)備每秒產(chǎn)生48Mbit數(shù)據(jù)，場站(>20臺變流器)每秒產(chǎn)生上Gbit數(shù)據(jù)互聯(lián)架構(gòu)無線無線已有通訊模式有局限，亟需開發(fā)適配于已有通訊模式有局限，亟需開發(fā)適配于PC-IoT的網(wǎng)絡(luò)層通訊新模式互聯(lián)架構(gòu)>數(shù)據(jù)存儲>異常狀態(tài)記錄>錯誤警告數(shù)據(jù)利用不充分，功能簡單，尤其缺少場站級的應(yīng)用數(shù)據(jù)利用不充分，功能簡單，尤其缺少場站級的應(yīng)用報告提綱 關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)層接收或休眠t>各節(jié)點完全對等，數(shù)據(jù)充分交互前提：各節(jié)點具有高精準(zhǔn)的統(tǒng)一前提：各節(jié)點具有高精準(zhǔn)的統(tǒng)一時鐘無需增加額外設(shè)備●高精度時鐘同步：時鐘同步過程嵌入順序傳輸過程，精度高、成本低、不占用通訊資源據(jù)的時間戳送給待同步節(jié)點正自身時鐘時鐘誤差：節(jié)點2節(jié)點1●高精度時鐘同步：實驗測試——Converter1——Converter2——Converter1——Converter2——Converter3前關(guān)鍵技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)層33ms內(nèi)超低通訊延遲，15ms完成3臺變流器互相通信關(guān)鍵技術(shù)：邊緣層>基于平均值或有效值>信息丟失>僅能用于交流量，不適用直流量>傳輸、存儲壓力依然很大關(guān)鍵技術(shù)：邊緣層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層邊緣層實時控制感知層預(yù)處理邊緣層→實時控制實時控制預(yù)處理>基于人工智能算法提取特征值，能減小數(shù)據(jù)傳輸量且保證完備性據(jù)交互多為低端處理芯片如何在如何在計算和存儲資源受限條件下實現(xiàn)快速智能特征提取關(guān)鍵技術(shù)：邊緣層第二層第二層原始數(shù)據(jù)第一層單一模型示意圖級聯(lián)多模型示意圖>按時序分段，多次處理關(guān)鍵技術(shù)：邊緣層 0.9947,0.5510,0.8283,0.4499,0.8250,0.4656,(2點)(20點)(20ms,200點)分布式光伏狀態(tài)監(jiān)測實驗臺變流器采樣數(shù)據(jù)特征提取示例關(guān)鍵技術(shù)：邊緣層PV3使用單一模型和級聯(lián)多模型的性能對比 研究背景 二互聯(lián)架構(gòu) 關(guān)鍵技術(shù) 四應(yīng)用展望應(yīng)用展望電能變換物聯(lián)網(wǎng)為電能變換系統(tǒng)賦能多維度