[1]官 国 飞1,宋 庆 武1,张 万 生2,等.基于边缘计算与强化学习的配电物联网体系架构研究与应用[J].机械与电子,2020,(07):14-22.
 ,,et al.Research and Application of Distribution IoT Architecture Based on Edge Computing and Reinforcement Learning[J].Machinery & Electronics,2020,(07):14-22.
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基于边缘计算与强化学习的配电物联网体系架构研究与应用()
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机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2020年07期
页码:
14-22
栏目:
设计与研究
出版日期:
2020-07-17

文章信息/Info

Title:
Research and Application of  Distribution IoT Architecture Based on Edge Computing and Reinforcement  Learning
文章编号:
1001-2257(2020)07-0014-09
作者:
官 国 飞宋 庆 武张 万 生徐 妍李 澄蒋 超
1 . 江 苏 方 天 电 力 技 术 有 限 公 司 ,江 苏  南 京   211100 ;
2 . 江 苏 润 和 智 融 科 技 有 限 公 司 ,江 苏 南 京  210012
Author(s):
GUAN Guofei SO N G Qingwu ZHANG W ansheng XU Yan LI Cheng JIANG Chao
1 .Jiangsu Frontier Electric Technology Co . , Ltd . , Nanjing 211100 , China ;
2 .Jiangsu Runhe Zhirong Technology Co . , Ltd . , Nanjing 210012 , China
关键词:
配 电 物 联 网 体 系 架 构 建 模 边 缘 计 算 机 制 强 化 学 习 算 法 工 程 效 能 验 证
Keywords:
distribution internet of things architecture m odeling edge co m puter system reinforcement learning algorith m engineering efficiency verification
分类号:
T M 727
文献标志码:
A
摘要:
针 对 泛 在 物 联 网 与 智 慧 电 网 融 合 背 景 下 涌 现 的 万 物 云 化 下 的 智 能 决 策 与 协 同 自 治 、能 源 生 产与 消 费 双 向 互 逆 流 动 、云 管 边 端 数 据 控 制 流 深 度 融 合 、边 缘 计 算 泛 化 能 力 与 学 习 能 力 均 衡 、多 维 差 异 性 数 据融 合 传 送 机 制 、数 据 融 合 及 优 先 级 自 动 退 避 机 制 等 新 型 需 求 ,提 出 了 一 种 基 于 边 缘 计 算 与 强 化 学 习 的 配 电物 联 网 体 系 架 构 模 型 。 通 过 融 合 泛 在 物 联 网 与 分 布 式 智 慧 电 网 智 能 体 系 ,建 立 多 维 差 异 性 信 息 物 理 高 度 融合 模 型 ,构 建 自 主 全 面 感 知 、全 局 最 优 协 同 、物 理 资 源 虚 拟 化 管 控 、软 硬 件 深 度 解 耦 的 一 体 化 配 电 物 联 网 体系 架 构 ,引 入 边 缘 计 算 机 制 增 强 配 电 物 联 网 体 系 架 构 的 边 缘 计 算 层 级 ,实 现 边 缘 计 算 泛 化 能 力 与 学 习 能 力的 动 态 平 衡 ,引 入 强 化 学 习 算 法 实 现 配 电 物 联 网 体 系 架 构 的 智 能 决 策 与 协 同 自 治 。 基 于TensorFlow开 源框 架 ,在Gym- T O R CS 环 境 下 对 架 构 感 知 决 策 进 行 效 能 仿 真 验 证 ,较 好 地 解 决 了 配 电 物 联 网 自 主 感 知 与 智能 决 策 之 间 的 耦 合 矛 盾 ,实 现 全 局 最 优 ,具 有 稳 定 性 高 、抗 干 扰 性 强 、自 主 感 知 性 高 等 优 势 。 以 国 网 江 苏 省电 力 有 限 公 司 辖 区 某 小 型 配 电 网 为 效 能 评 价 载 体 ,对 架 构 模 型 进 行 了 工 程 应 用 分 析 ,验 证 结 果 表 明 所 提 架构 模 型 可 以 实 现 泛 在 物 联 网 下 的 全 面 云 化 ,在 配 电 设 备 泛 在 互 联 、运 维 状 态 全 面 自 主 感 知 、配 电 策 略 全 局 最优 自 主 决 策 、极 端 运 维 环 境 下 的 协 同 自 愈 等 方 面 具 有 明 显 优 势 。
Abstract:
 In view of the emerging new demands of intelligent decision making and collaborative autono m y , tw o way inverse flow of energy production and consu m ption , deep fusion of cloud tube side data control flow , balance of edge co m puting generalization ability and learning ability , m ulti dimensional difference data fusion transmission mechanism , data fusion and priority auto matic back off mechanism under the background of the integration of the Internet of things and smart grid , based on edge co m puting and reinforcement learning , an architecture m odel of distribution Internet of things was proposed . T hrough the integration of ubiquitous Internet of things and distributed smart grid intelligent system , a m ulti dimensional difference information Physical high fusion m odel was established , an integrated distribution Internet of things system architecture with independent and co m prehensive perception , global optimal collaboration ,irtual management and control of physical resources , deep decoupling of software and hard ware was constructed , and the edge co m puter system wasintroduced to enhance the edge co m puting level of the distribution Internet of things system architecture , the dyna mic balance between the generalization ability and learning ability of edge co m puting , and the introduction of reinforcementlearning algorith m to realize intelligent decision making and collaborative autono m y of the distribution Internet of things architecture .Based on TensorFlow open source fra mew ork , the effectiveness of architecture perception decision making was sim ulated and verified under Gy m T O R CS environ ment , w hich solves the coupling contradiction between the independent perception and intelligent decision making of the distribution Internet of things better , realizes the global optimization , and has the advantages of high stability , strong anti interference and independent perception . Taking a small distribution netw ork under the jurisdiction of State Grid Jiangsu Electric Power Co . , Ltd .as the performance evaluation carrier , the paper analyzes the engineering application of the architecture m odel , and the verification results show that te architecture m odel proposed in this paper can realize the overall cloudization under the ubiquitous Internet of things .It has obvious advantages in view of the overall autono m ous perception of the ubiquitous interconnection of distribution equipment , the overall autono m ous perception of operation and status , the global optimal autono m ous decision of distribution strategy , and the cooperation under the extreme operation and maintenance environ ment with self healing , etc .

参考文献/References:

[ 1 ]   孙 浩 洋 ,张 冀 川 ,王 鹏 ,等 . 面 向 配 电 物 联 网 的 边 缘 计 算技 术 [ J ] . 电 网 技 术 , 2019 , 43 ( 12 ): 4314-4321 .
[ 2 ]   吕 军 ,栾 文 鹏 ,刘 日 亮 ,等 . 基 于 全 面 感 知 和 软 件 定 义 的配 电 物 联 网 体 系 架 构 [ J ] . 电 网 技 术 , 2018 , 42 ( 10 ):3108- 3115 .
[ 3 ]   龚 钢 军 ,罗 安 琴 ,陈 志 敏 ,等 . 基 于 边 缘 计 算 的 主 动 配 电 网信 息 物 理 系 统 [ J ] . 电 网 技 术 , 2018 , 42 ( 10 ): 3128-3135 .
[ 4 ]   刘 广 一 ,史 迪 ,朱 文 东 ,等 . 云 雾 协 同 优 化 控 制 和 软 件 定 义应 用 技 术 [ J ] . 电 力 信 息 与 通 信 技 术 , 2016 , 14 ( 3 ): 89-95 .
[ 5 ]   王 旭 亮 ,刘 增 义 ,胡 雅 婕 ,等 . 基 于N F V M A N O的 边缘 计 算 多 种 智 能 化 部 署 方 案 研 究 [ J ] . 电 子 技 术 应 用 ,2019 , 45 ( 10 ): 19- 24 .
[ 6 ]   邹 萍 ,石 瑞 杰 ,吴 夕 科 ,等 . 基 于 边 缘 计 算 的 电 工 装 备集 成 接 入 技 术 研 究 与 仿 真 验 证 [ J ] . 系 统 仿 真 学 报 ,2019 ( 3 ): 592- 600 .
[ 7 ]   林 密 ,洪 杰 ,于 祝 芳 ,等 . 面 向 电 力 通 信 网 现 场 可 穿 戴 运维 作 业 工 单 调 度 优 化 方 法 [ J ] . 电 子 测 量 技 术 ,2019 , 42 ( 6 ): 123- 128 .
[ 8 ]   谢 玮 ,夏 水 斌 ,何 行 ,等 . 基 于 边 缘 计 算 的 电 力 末 端 融 合系 统 的 优 化 [ J ] . 电 测 与 仪 表 , 2019 , 56 ( 16 ): 61-66 .
[ 9 ]   王 艳 如 ,刘 海 峰 ,李 琳 ,等 . 基 于 边 缘 智 能 分 析 的 图 像 识别 技 术 在 输 电 线 路 在 线 监 测 中 的 应 用 [ J ] . 电 力 信 息 与通 信 技 术 , 2019 , 17 ( 7 ): 35-40 .
[ 10 ]   龚 钢 军 ,孙 毅 ,蔡 明 明 ,等 . 面 向 智 能 电 网 的 物 联 网 架构 与 应 用 方 案 研 究 [ J ] . 电 力 系 统 保 护 与 控 制 , 2011 ,39 ( 20 ): 52- 58 .
[ 11 ]   刘 建 明 ,赵 子 岩 ,季 翔 . 物 联 网 技 术 在 电 力 输 配 电 系 统 中的 研 究 与 应 用 [ J ] . 物 联 网 学 报 , 2018 , 2 ( 1 ): 92-106 .
[ 12 ]   赵 婷 ,高 昆 仑 ,郑 晓 ? ,等 . 智 能 电 网 物 联 网 技 术 架 构及 信 息 安 全 防 护 体 系 研 究 [ J ] . 中 国 电 力 ,
2012 , 45 ( 5 ): 87- 90 .
[ 13 ]   江 秀 臣 ,刘 亚 东 ,傅 晓 飞 ,等 . 输 配 电 设 备 泛 在 电 力 物联 网 建 设 思 路 与 发 展 趋 势 [ J ] . 高 电 压 技 术 , 2019 , 45( 5 ): 1345-1351 .
[ 14 ]   周 博 曦 ,吴 斌 ,孙 庆 森 . 基 于 IE C61968 标 准 的 广 域 配电 网 建 模 与 结 线 分 析 [ J ] . 国 网 技 术 学 院 学 报 , 2014 ,17 ( 2 ): 35- 41 .
[ 15 ]   邓 安 明 ,郑 建 鸿 ,宣 磊 ,等 . 基 于 6Lo W P A N 的 物 联 网通 信 技 术 在 配 电 网 设 备 状 态 监 控 方 面 的 研 究 与 应 用[ J ] . 智 能 城 市 , 2017 , 3 ( 5 ): 98-99 .
[ 16 ]   张 亚 健 ,杨 挺 ,孟 广 雨 . 泛 在 电 力 物 联 网 在 智 能 配 电 系统 应 用 综 述 及 展 望 [ J ] . 电 力 建 设 , 2019 , 40 ( 6 ): 1-12

备注/Memo

备注/Memo:
收 稿 日 期 : 2020-03- 09
基 金 项 目 :江 苏 方 天 电 力 技 术 有 限 公 司 研 发 基 金 项 目 ( Y F201905 )
作 者 简 介 :官 国 飞   ( 1978 - ),男 ,湖 北 武 汉 人 ,高 级 工 程 师 ,主 要 研 究 方 向 为 电 力 配 电 系 统 信 息 化 研 究 、电 力 系 统 泛 在 物 联 网 及 在 线 监测 等 。
更新日期/Last Update: 2020-07-17