智能电网和智慧城市环境中可再生能源系统监测与控制的物联网及边缘计算应用的系统综述

日益加剧的环境危机和快速城市化使得向可再生能源系统的转变对于智慧城市的发展变得更加重要。在当今城市中，太阳能光伏、风能、混合系统和电池储能等可再生能源不再只是孤立的资源。它们现在是智能电网、智能建筑和城市基础设施的重要组成部分，能够协同工作。然而，大规模将这些系统部署在城市中，使得实时监测、控制、整合、扩展和使用它们变得更加困难。在这种背景下，物联网（IoT）和边缘计算是将传统可再生能源系统转变为智能、响应迅速和自给自足的城市能源系统的关键技术。基于物联网的监测和控制系统使城市运营商、公用事业和政策制定者能够实时收集数据、提高电网稳定性、优化能源流动并更好地将分布式可再生能源整合入智慧城市生态系统中。边缘计算通过允许低延迟处理、更多本地化决策和较少依赖集中云基础设施，进一步增强了这些功能。本文对当代用于监测、控制和整合可再生能源系统的物联网和边缘技术进行了全面而系统的研究，特别强调了它们在智慧城市和智能电网应用中的重要性。综述结合了关于太阳能、风能和混合能源系统中使用的硬件平台、通信协议、数据处理架构和边缘-云协调机制的最新研究。此外，本文综合了从分析研究中提取的建筑设计原则，以指导可扩展、弹性和成本高效的可再生能源监测系统的发展。通过分析前沿解决方案，确定重要的技术趋势、挑战和研究不足，本研究为设计符合未来智慧城市的可持续性、效率和智能目标的可扩展、弹性和成本效益的可再生能源管理系统提供了结构性基础。此综述也通过强调不同领域在太阳能、风能和混合系统中的比较，突显了其相对于以往调查的贡献，特别集中在智慧电网和智慧城市部署的边缘-云协调和架构级权衡上。