Tính toán cạnh cho lưới điện thông minh: Tổng quan về Kiến trúc và Giải pháp

Mạng Vạn vậ (IoT) giúp cho các đối tượng và vạn vật được nối mạng và kết nối với nhau, thậm chí kết nối với Internet để cung cấp các dịch vụ giám sát và kiểm soát tiên tiến. Các thiết bị nhúng thông minh cùng với khả năng ra quyết định thông minh sẽ tăng hiệu quả của các dịch vụ trong các lãnh vực khác nhau bao gồm cả lưới điện thông minh. Tương tự như lãnh vực IoT khác, lưới điện thông minh bao gồm một số lượng lớn các cảm biến và nguồn dữ liệu liên tục thu thập dữ liệu độ phân giải cao. Quản lý khối lượng dữ liệu lớn đã được xác định là một trong những thách thức lớn trong IoT. Để giải quyết vấn đề này, Edge Computing dự kiến xử lý dữ liệu ở rìa của mạng IoT gần với các thiết bị nhúng nơi dữ liệu được thu thập. Chương này nhằm mục đích điều tra các giải pháp điện toán cạnh cho lưới điện thông minh. Một mô hình điện toán cạnh cho xử lý thông tin lưới điện thông minh, tập trung vào nhà thông minh, được trình bày trong chương này. Những lợi thế của mô hình này về mặt tự hỗ trợ và quyền riêng tư được thảo luận. Chúng tôi trình bày một trường hợp sử dụng cho tự động hóa nhà thông minh trong đó chế độ vận hành của các thiết bị gia dụng được xác định một cách linh hoạt.

1 - Yêu cầu của thiết bị: Công suất thấp , Kích thước nhỏ, Chi phí thấp, Độ bền.

2 - Yêu cầu mạng: Độ trễ , Băng thông, Khả năng phục hồi, Khả năng mở rộng

3 - Yêu cầu ứng dụng: Bảo mật, Quyền riêng tư, Độ tin cậy, Thời gian đáp ứng, Chất lượng dịch vụ, Triển khai nhanh, Bảo trì thấp, Khả năng mở rộng, 

Lưới thông minh

Lưới điện thông minh là một trong những lĩnh vực ứng dụng IoT chính, nơi sản xuất, vận chuyển, cung cấp và tiêu thụ điện được cải thiện về hiệu quả, độ tin cậy và an toàn.

Định giá động (giá tăng, giá theo nhu cầu hoặc giá theo thời gian là chiến lược định giá trong đó doanh nghiệp đặt giá linh hoạt cho sản phẩm hoặc dịch vụ dựa trên nhu cầu thị trường hiện tại. Dynamic pricing): Cơ chế chính để quản lý nhu cầu điện trong giờ cao điểm là giá động và thời gian thực.

Đồng hồ thông minh: Việc cài đặt đồng hồ thông minh cho phép trao đổi thông tin theo thời gian thực giữa khách hàng và nhà cung cấp. Đồng hồ thông minh cũng có thể điều khiển các thiết bị thông minh trong tòa nhà dân cư, lên lịch hoạt động và theo dõi việc sử dụng năng lượng của tòa nhà dân cư. Nó có thể nhận được thông tin giá động từ nhà cung cấp tiện ích và gửi lại thông tin về việc sử dụng năng lượng theo thời gian.

Lưới điện vi mô (microgrid): Các phân nhóm liên kết của hệ thống điện hạ áp được gọi là lưới điện vi mô.

Thế hệ phân tán (distributed generation): Trong lưới điện thông minh, người tiêu dùng có thể tạo ra năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời hoặc gió.

Ý tưởng cốt lõi của lưới điện thông minh là sử dụng các công nghệ truyền thông tiên tiến để thu thập dữ liệu lưới điện và trích xuất thông tin cần thiết để cải thiện hiệu quả và độ tin cậy của lưới điện. Dữ liệu thu thập bao gồm việc sử dụng năng lượng của khách hàng thường được nhận từ đồng hồ thông minh và được truyền đến các nhà cung cấp tiện ích. Các thực thể khác nhau trong lưới điện thông minh phải hành động dựa trên thông tin trích xuất: nhà cung cấp tiện ích và khách hàng.

Nhà cung cấp tiện ích

Các nhà cung cấp tiện ích theo dõi tình trạng của lưới điện, dự đoán nhu cầu tích lũy từ khách hàng, ước tính năng lượng từ các nguồn tái tạo và tạo ra điện cần thiết sử dụng các nhà máy điện thông thường. Các nhà cung cấp phải cập nhật giá động và thời gian thực theo cung và cầu. Ngoài ra, các nhà cung cấp thực hiện kế toán và lập hóa đơn dựa trên mức giá năng động và sử dụng năng lượng của khách hàng theo thời gian.

Khách hàng Khách hàng bao gồm nhà thông minh, tòa nhà thông minh, nhà máy thông minh, thành phố thông minh, v.v ...

Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây Trong một thiết kế tập trung vào đám mây, khách hà