【关键词】智能电网；边缘计算；云计算；协同自动化架构；数据处理

引言

随着全球能源结构的转型，智能电网作为关键基础设施，面临新的挑战和机遇。传统计算方式难以满足智能电网对速度、效率和安全的严苛要求。因此，采用边缘计算与云计算协同架构成为提升智能电网性能的关键方案。通过将计算能力下沉到网络边缘，同时与云端紧密配合，既减少了数据延迟，又提高了资源利用效率。这套架构使智能电网运行更稳更快，推动能源系统向智能化升级。

一、智能电网与计算技术的融合应用

（一）智能电网架构及数据需求

智能电网就像能源界的互联网，把传统和新能源发电端都连接起来。高速通信网络实现了数据的快速交换，其中光纤不仅是通信介质，而且对输电安全也至关重要；配电环节也应用了各种先进技术。在用户端，各种智能家居设备通过无线方式互动，使用更加便捷，整个系统信息都能共享，还能协同控制，既环保又智能。从数据角度看，种类繁多、量大速度快，格式也五花八门，需求复杂。在业务上，实时调度、故障排查、需求管理、分布式能源协调，样样都离不开精准数据与强大算力。但云计算存在延迟问题，边缘计算资源有限，因此需要更灵活的计算架构，以推动智能电网高效运行，促进能源系统的智能化与环保化[1]。

（二）边缘计算技术及其优势

边缘计算是一种靠近数据源头处理信息的分布式计算模式。它的核心理念是把计算、存储和服务部署在网络边缘，而不是依赖遥远的云端。这个概念最早在2012年提出，主要用于解决云计算处理物联网数据时的高延迟和带宽瓶颈问题。随着物联网、人工智能、5G等技术的普及，边缘计算迅速在智能交通、智能制造等行业落地应用。它的关键技术包括边缘节点上的数据过滤、本地智能分析算法以及计算资源的动态调配。这些技术能够提升响应速度、节省网络带宽，并优化计算资源的利用率。与传统云计算相比，边缘计算的优势很明显：延迟更低、云端压力更小、带宽占用更少，同时还能提升数据安全性。

（三）云计算技术及特点

云计算是一种按需使用的网络化计算服务。用户无需关注后台搭建，直接通过网络即可使用计算资源。它主要分为三种类型：基础架构即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）是租用虚拟硬件，比如阿里云的云服务器；平台即服务（Platform as a Service，PaaS）提供现成的开发环境，像微软Azure能让开发更省事；软件即服务（Software as a Service，SaaS）直接提供现成软件，比如打开网页就能用的Office 365。部署方式也有讲究：公有云成本低、灵活性高，但需注意数据安全；私有云仅供单一用户使用，安全性更强，常用于银行等机构；混合云结合两者优势，兼具灵活性与成本效益。云计算的关键优势是能随时扩容、随处访问，需要多少用多少，特别适合业务多变的场景。

二、面向智能电网的边缘计算与云计算协同自动化架构设计

（一）总体框架

在智能电网中，边缘计算和云计算的配合尤为关键。云端管理层位于中心数据中心，主要负责整体规划、调度、管理及全局数据分析，通过高速网络与边缘计算层连接，实现数据上传与指令下发。边缘计算层部署在关键节点附近，负责本地数据处理、实时控制与快速决策，并通过近距离通信技术与终端设备层交互，确保实时监测与协调控制。智能电网的终端设备层主要由智能电表和各类传感器组成，它们实时采集用电数据和环境信息。这些设备通过电力线载波或Zigbee无线通信等技术，将收集到的数据传送到边缘计算层进行处理。整个系统采用三层架构设计，各层之间紧密配合，既能实现电网的智能调度和优化控制，又能确保电力系统安全稳定运行，最终达到提升能源使用效率的目的[2]。

（二）边缘计算节点的部署策略

在智能电网中，边缘计算节点的部署非常关键。在变电站区域，要根据自动化系统需求合理布置节点，确保能有效监控和保护设备。配电台区以配电变压器为中心分组部署，利用无线网络协调工作，提升能源管理和故障处理效率。