基于邊緣計(jì)算+區(qū)塊鏈技術(shù)的源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)架構(gòu)

wW基于邊緣計(jì)算+區(qū)塊鏈技術(shù)的(1.國網(wǎng)天津市電力公司濱海供電分公司，天津300450;2.國網(wǎng)天津市電力公司，天津300010;XUZhicheng1,PENGZhichao2,YANGYi3,YUTianyi1,LIUXing1,PANNa1,WANGShenjie1(1.BinhaiPowerSupplyBranch,StateGridTianjinElectricPowerCompany,Tianjin300450,China;2.StateGridTianjinElectricPowerCompany,300010Tianjin,China;3.MaintenanceCompany,StateGridTianjinElectricPowerCompany,Tianjin300250,China)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全Abstract:AimingattheneedsofanalyzingandsummarizingthemassivedatageneratedbyalargenumberoftheInternetofthings(IoT)terminalsontheusersideofthesource-grid-load-storageinthecloudside(schedulingside)andreal-timecalculationattheedgeside,andthedecentralizedrequirementsoftheuser-sideinteractionprocess,asource-grid-load-storageIoTarchitecturebasedonedgecomputingandblockchaincollaboration,aswellasedgenodeandblockchainapplicationserviceconfigurationmethodsarUnderthisarchitecture,thefunctionssuchasschedulingcontrolanddataprocessingofthesource-grid-load-storagesystemarecompletedbyedgecomputingnodesneartheterminalsideoftheIoT.Consideringthehighrequirementsofthesource-grid-load-storagesystemforreal-time,scalabilityandsecurity,thelogicalperspectiveoftheblockchainisfurtherintroduced,andthekeytechnologyofthesource-grid-load-storageusing"edgecomputingandblockchain"isdescribedandasource-grid-load-thistechnologyisbuilt.Thearchitecturecanbetterreflectthereal-timeinformationonthedwhichismoreconducivetothestableschedulingofsource-grid-load-storage,andalsoimprovesthedasecurityandstoragesecurityofthepowersystem.北京信達(dá)綜合防護(hù)工控安全9000用戶北京信達(dá)綜合防護(hù)工控安全9000用戶...ELECTRICPOWERICT網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)絡(luò)安全一項(xiàng)熱點(diǎn)工作。文獻(xiàn)[2-3]中，從技術(shù)和交易2個(gè)云端(調(diào)度端)云端(調(diào)度端)電力系統(tǒng)2)交互能力多樣性提升。邊緣計(jì)算模型與傳統(tǒng)blockchainandsource-grid-load-stor邊緣計(jì)算特性源網(wǎng)荷儲特性區(qū)塊鏈特性三者兼容性分組計(jì)算，可處理數(shù)據(jù)體量更大自動控制、廣域協(xié)調(diào)去中心化邊緣計(jì)算的分組化特點(diǎn)適用于源網(wǎng)荷儲廣域協(xié)調(diào)的體系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入去中心化加密計(jì)算的區(qū)塊鏈技術(shù)，在加強(qiáng)系統(tǒng)計(jì)算能力的基礎(chǔ)上提高其安全性數(shù)據(jù)處理過程、方式多樣化多終端泛在交互信息互聯(lián)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以針對不同的接入終端且在區(qū)塊鏈廣泛信息互聯(lián)的基礎(chǔ)上，源網(wǎng)荷儲可實(shí)現(xiàn)友好擴(kuò)展的多終端泛在交互數(shù)據(jù)存儲邊緣化安全精確的存儲傳輸不可篡改、可追溯性源網(wǎng)荷儲需要對終端用戶進(jìn)行控制操作，所以對安全可靠性要求非常高。邊緣計(jì)塊鏈的不可篡改和可追溯性加強(qiáng)了互聯(lián)網(wǎng)傳輸過程中安全防護(hù)強(qiáng)度2基于邊緣計(jì)算+區(qū)塊鏈技術(shù)的源網(wǎng)荷儲架構(gòu)云端(調(diào)度端)云端(調(diào)度端)<二轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器居民用電設(shè)備網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)絡(luò)安全議轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的作用。外網(wǎng)(區(qū)塊鏈加密網(wǎng))是基于密碼學(xué)中的橢圓曲線數(shù)字簽名算法(EllipticCurve外網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)Merkle根圖3基于邊緣計(jì)算+區(qū)塊鏈技術(shù)的源網(wǎng)荷儲架構(gòu)北京信達(dá)綜合防護(hù)工控安全9000用戶WWW.S-的協(xié)調(diào)調(diào)度優(yōu)化、廠內(nèi)調(diào)度優(yōu)化等業(yè)務(wù)。其中分布式電源業(yè)務(wù)、儲能業(yè)務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)終端業(yè)務(wù)要求整體接入源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)的資源具備分析預(yù)測和控制的功能，為源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)調(diào)度優(yōu)化業(yè)務(wù)和廠內(nèi)調(diào)度優(yōu)化業(yè)務(wù)提供支撐和反饋。本文提出了邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的概念后，需要把原有全部部署于調(diào)度計(jì)算層的業(yè)務(wù)緣計(jì)算層和調(diào)度計(jì)算層協(xié)同業(yè)務(wù)功能進(jìn)行分配，具體的業(yè)務(wù)功能規(guī)劃如圖4所示?；A(chǔ)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)K權(quán)限管理業(yè)務(wù)通用告警業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)決策分析業(yè)務(wù)接入業(yè)務(wù)資源分析業(yè)務(wù)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)調(diào)度業(yè)務(wù)終端設(shè)備層圖4源網(wǎng)荷儲協(xié)同業(yè)務(wù)功能規(guī)劃functionplan3.1.1邊緣計(jì)算層功能及其作用邊緣計(jì)算層的業(yè)務(wù)功能有3個(gè)方面。首先是電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)接入，對參與邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)源網(wǎng)荷儲的電網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行分析；其次是邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)對具備可調(diào)資源進(jìn)行調(diào)度實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的協(xié)同優(yōu)化。1)實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳到調(diào)度計(jì)算層；2)實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)協(xié)調(diào)控制與經(jīng)濟(jì)調(diào)度3)分解調(diào)度計(jì)算層控制指令并下達(dá)至終端設(shè)備3.1.2調(diào)度計(jì)算層功能及其作用調(diào)度計(jì)算層的業(yè)務(wù)功能有5個(gè)方面：①基礎(chǔ)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，提供精確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和歷史數(shù)據(jù)存儲用告警業(yè)務(wù)，提供及時(shí)的系統(tǒng)告警、設(shè)備運(yùn)行告警、人工操作告警的推送功能；⑤協(xié)調(diào)決策分析業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的雙向協(xié)調(diào)優(yōu)化與聚合控1)獲取邊緣計(jì)算層各個(gè)終端設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，對區(qū)域內(nèi)可再生能源出力及負(fù)荷需求進(jìn)行預(yù)測；2)完成調(diào)峰調(diào)頻及備用容量協(xié)調(diào)控制與電力交易安全校核，對各個(gè)控制對象開展日前及日內(nèi)協(xié)同優(yōu)3.2區(qū)塊鏈加密網(wǎng)功能應(yīng)用由于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的防篡改性和可追溯性，用電終端可根據(jù)供電索引區(qū)塊鏈的最新區(qū)塊中的信息進(jìn)行搜索，尋找適合的發(fā)電終端。在構(gòu)造供電索引區(qū)1)所有供電終端向邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)全網(wǎng)持續(xù)廣2)所有的終端獨(dú)立監(jiān)聽邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)全網(wǎng)數(shù)3)經(jīng)過一段時(shí)間后，各終端均將自己的信息發(fā)送到邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)全網(wǎng)，其中應(yīng)包含發(fā)電能力、是4)根據(jù)終端信息，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)可計(jì)算出信息權(quán)重值，計(jì)算過程中可以根據(jù)接收到的信息終端數(shù)量占終端總數(shù)來制定容錯(cuò)能力，在容錯(cuò)能力允許范圍內(nèi)，說明邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)中所有終端達(dá)成共識，然后依照此權(quán)重值進(jìn)行調(diào)度；5)最后發(fā)布新區(qū)塊，刪除舊的終端信息，并開始新一輪的區(qū)塊循環(huán)。綜上，能源與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的時(shí)代背景下，源網(wǎng)荷儲架構(gòu)應(yīng)能更好的支撐實(shí)時(shí)性、可擴(kuò)展性、安全性的要求。將源網(wǎng)荷儲基礎(chǔ)架構(gòu)結(jié)合邊緣計(jì)算和區(qū)塊鏈技術(shù)，利用調(diào)度端高性能計(jì)算能力和邊緣節(jié)算能力，加強(qiáng)了源網(wǎng)荷儲調(diào)度端和終端用戶端的交互能力。并結(jié)合區(qū)塊鏈對邊緣節(jié)點(diǎn)到用戶側(cè)的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行加密，增加了源網(wǎng)荷儲應(yīng)用過程的安全性。這一新型的、梯次化、扁平式的架構(gòu)模式，為調(diào)度端與物聯(lián)網(wǎng)終端之間提供了全新的調(diào)控組織模式。在后期的研究中，可以對源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)建模，并考慮更多影響因素，從而制定出更合理的源網(wǎng)荷儲架構(gòu)。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全北京信達(dá)綜合防護(hù)工控安全9000用戶北京信達(dá)綜合防護(hù)工控安全9000用戶。.。。。....ELECTRICPOWERICT網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全ZENGMing,YANGYongqi,LIUDunnan,etal.EnergyInternet“source-network-charge-storage”coordinationandoptimizationoperationmodeandkeytechnologies[J].PowerSystemTechnology,2016,40(1):114-124.[2]衛(wèi)志農(nóng)，余爽，孫國強(qiáng)，等.虛擬電廠的概念與發(fā)展[J].電力系WEIZhinong,YUShuang,SUNGuoqiang,etal.Conceptanddevelopmentofvirtulapowerplant[J].AutomationofElectricPowerSystems,2013,37(13):1-9.[3]傅中興，鄒蓉蓉，王佳寧，等.商業(yè)型與技術(shù)型虛擬電廠優(yōu)化調(diào)[4]徐荊州，肖晶，許洪華，等.基于能源路由器的源網(wǎng)荷儲優(yōu)化管XUJingzhou,XIAOJing,XUHonghua,etal.Researchonsource-grid-load-storageoptimizationmanagementbasedonenergyrouter[J].PowerDemandSideManagement,2018,20(6):16-17,21.[5]曾順奇，湯森增，程浩忠，等.考慮源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化的主動配ZENGShunqi,TANGSenkai,CHENGHaozhong,etal.Frameworkplanningofactivedistributionnetworkconsideringcoordinatedoptimizationofgeneration,network,loadandstorage[J].SouthernPowerSystemTechnology,2018,12(3):35-43.[6]SHIW,CAOJ,ZHANGQ,etal.Edgecomputing:visionandchallenges[J].IEEEInternetofThingsJournal,2016,3(5):637-[7]丁凱，陳東燊，王巖，等.基于云一邊協(xié)同的智能工廠工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與自治生產(chǎn)管控技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2019,25(12):3127-3138.DINGKai,CHENDongshen,WANGYan,etal.IndustrialComputerIntegratedManufacturingSystems,2019,25(12):3127-3138.[8]YUW,LIANGF,HEX,etal.AsurveyontheedgecomputingfortheInternetofThings[J].IEEEAccess,2018(6):6900-6919[9]LIH,OTAK,DONGM.LearningIoTinedge:deeplearningfortheInternetofthingswithedgecomputing[J].IEEENetwork,2018,32(1):96-101.[10]WANGK,WANGY,SUNY,etal.GreenindustrialInternetofthingsarchitecture:Anenergy-efficientperspective[J].IEEECommunicationsMagazine,2016,54(12):48-54.[11]何奇琳，艾芊.區(qū)塊鏈技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用前景[J].電器HEQilin,AIQian.Applicationprospectofblockchaintechnologyinvirtulapowerplant[J].Electrical&EnergyManagementTechnology,2017(3):14-18.OUYANGXu,ZHUXiangqian,YELun,etal.TheapplicationofBlockchaintechnologyinthedirectpurchaseofelectricitybylargeusers[J].ProceedingsoftheCSEE,2017,37(13):3737-3745.3703-3716.YA