[发明专利]基于计算迁移的云边协同控制系统及迁移决策生成方法

说明书

本发明提出一种基于计算迁移的云边协同控制系统及迁移决策生成方法，属于电力系统运行调度领域。该系统包括：云端、由多个边缘节点构成的边缘计算中心以及多个终端；其中，各终端采集电力系统各环节的数据，当计算任务超出本地计算能力时，终端向对应的边缘节点发送计算请求；各边缘节点接收请求后，各边缘节点上传自身带宽和计算资源的分配情况的状态信息至云端，云端计算得到最优的迁移决策并逐层下发；之后各终端按照该决策上传计算任务的数据至对应边缘节点，并从边缘节点接收计算的结果。本发明可有效调配电力系统不同层级的数据存储能力与计算能力，对于电力系统运行调度指令高效传输以及电力系统优化分级调度具有重要意义。

技术领域

本发明属于电力系统运行调度领域，特别涉及一种基于计算迁移的云边协同控制系统及迁移决策生成方法。

背景技术

随着信息通信技术(Information and Communication Technology，ICT)的跨越式发展，电力大数据检测技术在电力行业领域的应用愈发广泛。一方面借助大量传感设备和复杂通信网络使电网变成了能够实时感知、动态控制和进行信息查询的多维异构复杂网络；另一方面，其海量外部数据能影响电力系统的控制决策，增加了运行和控制的复杂性。因此，亟待开发全新技术手段解决ICT革新所来的问题。

从数据层面，检测大数据涵盖了用户侧供需数据、各营业网点营业报表数据、终端设备维护数据、电网调度运行数据等多源异构数据源，各层级数据分析、存储、处理能力差距明显。对于不同层级的数据存储能力与计算能力调配也成为了重要关切。

已有的电力系统领域云边协同系统研究大多集中于系统整体运行框架设计，形成了云边系统理论性整体架构，但是云边协同系统落地的重要依托是对于上下行数据传输的调度，由此才能实现对于电力系统整体的高效运行调度控制。但是现有电力领域云边协同技术研究对于系统内不同层级间的数据传输效率，存储方式，计算能力调配研究不足，解决上述问题对于电力系统运行调度指令高效传输以及电力系统优化分级调度具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于计算迁移的云边协同控制系统及迁移决策生成方法。本发明可有效调配电力系统不同层级的数据存储能力与计算能力，对于电力系统运行调度指令高效传输以及电力系统优化分级调度具有重要意义。

本发明提出一种基于计算迁移的云边协同控制系统，包括：云端、由多个边缘节点构成的边缘计算中心以及多个终端；其中，所述云端与每个边缘节点之间、每个边缘节点与该节点聚集的各终端之间相互连接；其特征在于，所述云端用于从各边缘节点接收该节点的带宽和计算资源的分配情况的状态信息并储存，云端利用储存的当前状态信息及所有历史状态信息，通过云边协同深度强化学习算法生成当前时刻最优的迁移决策，并将该最优的迁移决策返回给边缘计算中心的各个边缘节点；其中，所述迁移决策包括各边缘节点执行各终端发送的计算任务的计算成本，边缘节点分配给各终端的带宽占比和计算资源占比，以及各终端是否选择边缘节点执行计算的指标值；

所述每个边缘节点用于接收该边缘节点聚集的各终端发来的计算任务请求；当收到计算任务请求时，边缘计算中心将当前各边缘节点的带宽和计算资源的分配情况的状态信息发送给云端，然后各边缘节点接收云端生成的最优的迁移决策并将该迁移决策发送给对应的终端；之后边缘节点接收其聚集的各终端按照对应的迁移决策上传的计算任务的数据，该边缘节点接收数据后进行计算，再将对应的计算结果发送回该终端；

所述终端用于进行电力系统各环节的数据采集并通过采集的数据判定是否需要执行计算任务；当终端中需要处理的计算任务数据超出本地的计算能力，该终端向对应的边缘节点发送计算请求，然后各终端接收对应的边缘节点发送的最优的迁移决策并按照该决策上传计算任务的数据，并从边缘节点接收计算的结果。

本发明的特点及有益效果为：