一种基于边云协同的工厂电能管控系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于边云协同的工厂电能管控系统，包括云电能管理层、边缘计算层、设备层、供电侧；提供一种基于边云协同的工厂电能管控方法，包括：1)设备层中的现场节点，路由节点以及执行生产任务的设备组成工业现场网络；2)解析生产任务信息数据并发送；3)将生产现场的STN模型下发到边缘节点；4)供电代理将发电模型、储电模型、电价模型发给边缘节点；5)边缘节点计算完成生产任务所需电量；6)计算综合等级的值；7)等级高的由边缘节点执行，等级低的由云电能管理中心执行；8)边缘节点执行需求响应算法；9)生产设备根据计算结果执行生产任务；工厂发电站、储电站、工厂外供电站根据结果执行相应方案。

A power management and control system and method based on edge cloud collaboration

【技术实现步骤摘要】
一种基于边云协同的工厂电能管控系统及方法
本专利技术属于工厂电能管控领域，涉及一种基于边云协同的工厂电能管控系统及方法。
技术介绍
边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。它可以作为联接物理和数字世界的桥梁，使能智能资产、智能网关、智能系统和智能服务。由于边缘侧需要支持多种网络接口、协议与拓扑，业务实时处理与确定性时延，数据处理与分析，分布式智能和安全与隐私保护。云端难以满足上述要求，需要边缘计算与云计算在网络、业务、应用和智能方面进行协同。边云协同会放大边缘计算与云计算价值。边缘计算与云计算各有所长，云计算擅长全局性、非实时、长周期的大数据处理与分析，能够在长周期维护、业务决策支撑等领域发挥优势；边缘计算更适用局部性、实时、短周期数据的处理与分析，能更好地支撑本地业务的实时智能化决策与执行。因此，边缘计算与云计算之间不是替代关系，而是互补协同关系。边缘计算与云计算需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边云协同的工厂电能管控系统，其特征在于：包括云电能管理层、边缘计算层、设备层、供电侧；/n所述云电能管理层包括云电能管理中心、工业云服务器；所述云电能管理中心用于执行部分计算任务，并将计算结果返回到边缘节点，还用于存储生产现场的STN任务模型并下发到边缘节点；所述工业云服务器用于存储边缘节点已生成的供电用电方案，在将来的生成方案过程中作为参考；/n所述边缘计算层包括若干边缘节点，所述边缘节点用于：①计算生产任务电量需求值E

【技术特征摘要】
1.一种基于边云协同的工厂电能管控系统，其特征在于：包括云电能管理层、边缘计算层、设备层、供电侧；
所述云电能管理层包括云电能管理中心、工业云服务器；所述云电能管理中心用于执行部分计算任务，并将计算结果返回到边缘节点，还用于存储生产现场的STN任务模型并下发到边缘节点；所述工业云服务器用于存储边缘节点已生成的供电用电方案，在将来的生成方案过程中作为参考；
所述边缘计算层包括若干边缘节点，所述边缘节点用于：①计算生产任务电量需求值Ed；②根据云电能管理中心下发的STN任务模型信息和工厂设备层发送的实时任务信息，计算出完成既定生产任务电量的需求值；③接收来自供电侧的供电信息数据，包括实时电价模型，储电模型及发电模型；④判断算法复杂度等级O、判断数据实时性等级TIME_priority、计算出综合等级R；⑤用于根据综合等级R将部分计算任务发送到云电能管理中心，并接受该部分计算结果，在边缘节点执行剩余部分任务的计算；⑥根据计算结果综合得出用电方案Schemei及供电方案Schemep；⑦将用电方案Schemep发送给工厂设备层执行生产任务，将供电方案发送给供电侧执行供电任务；
所述设备层包括现场节点、路由节点、生产设备；所述现场节点组成工业现场网络采集生产设备的生产信息，并通过路由节点发送给边缘节点；通过路由节点接收来自边缘节点的用电方案，依据该方案控制设备层执行生产任务；所述生产设备即工业现场执行计划的设备，执行用电方案中的生产任务；
所述供电侧包括供电代理、工厂外电站、工厂发电站、工厂储电站；所述供电代理用于存储工厂外电站电价模型、工厂发电站的发电模型及工厂储电站的储电模型，当有模型更新时，发送给边缘节点；所述工厂外电站用于连接工厂电网，对工厂进行供电；所述工厂发电站是工厂自建的发电站，对工厂进行供电；所述工厂储电站在电价较低时进行储电，在电价较高时进行给工厂供电。


2.一种基于边云协同的工厂电能管控方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将生产现场的STN任务模型Mt存储在云电能管理中心处，将供电侧的发电模型Mg、储电模型Ms、电价模型Mp存储在供电代理处，并规定算法复杂度等级；
S2：设备层中的现场节点，路由节点以及执行生产任务的设备组成工业现场网络；
S3：现场节点解析生产任务信息数据Ip并发送给边缘节点；
S4：云电能管理中心将生产现场的STN模型下发到边缘节点；
S5：供电侧的供电代理将发电模型Mg、储电模型Ms及电价模型Mp发给边缘节点；
S6：边缘节点根据生产任务信息数据Ip，STN任务模型Mt计算完成这些生产任务所需电量Ed；
S7：边缘节点依据算法头部O的值判断算法复杂度等级；
S8：边缘节点通过数据帧的属性值判断数据实时性等级；
S9：边缘节点通过算法复杂度等级O的值及数据实时性等级TIME_priority的值计算综合等级R的值：












序号
计算类别
实时性等级
算法复杂度
综合等级
边云协同


1
实时性低，复杂度极高
1
1
2
云计算


2
实时性中，复杂度极高
2
1
3
云计算


3
实时性低，复杂度高
1
2
3
云计算


4
实时性中，复杂度高
2
2
4
云计算


5
实时性低，复杂度中
1
3
4
云计算


6
实时性低，复杂度极高
3
1
4
云计算


7
实时性低，复杂度低
1
4
5
边缘计算


8
实时性低，复杂度极高
4
1
5
边缘计算


9
实时性中，复杂度中
2
3
5
边缘计算


10
实时性低，复杂度高
3
2
5
边缘计算


11
实时性中，复杂度低
2
4
6
边缘计算


12
实时性极高，复杂度高
4
2
6
边缘计算


13
实时性低，复杂度中
3
3
6
边缘计算


14
实时性高，复杂度低
3
4
7
边缘计算


15
实时性极高，复杂度中
4
3
7
边缘计算


16
实时性极高，复杂度低
4
4
8
边缘计算






S10：边缘节点将综合等级R值为5,6,7,8的计算存储到本地；
S11：边缘节点将综合等级R值为2,3,4的计算发送到云电能管理中心；
S12：边缘节点执行综合等级R值为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，杨旭，魏旻，李彩芹，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50