物聯(lián)網(wǎng)模式可為數(shù)據(jù)采集、分散數(shù)據(jù)分析、決策和實施帶來新的機會。

電力公司面臨的挑戰(zhàn)

如今的電力公司面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，從分布式能源（DER）的整合到基礎(chǔ)設(shè)施老化造成的維護成本的日益上升。隨著越來越多的分布式能源（如太陽能、微電網(wǎng)和電池系統(tǒng)）并網(wǎng)發(fā)電，其發(fā)電的間歇性和波動性造成電網(wǎng)的復(fù)雜程度日益提高，因此電力公司不得不在基礎(chǔ)設(shè)施維護和建設(shè)方面投入更多資金。傳統(tǒng)動態(tài)電力依靠旋轉(zhuǎn)發(fā)電機發(fā)電。而如今，隨著對間歇性電力生產(chǎn)（利用可再生能源）的依賴性的提高，電力公司面臨著越來越高的供電中斷風(fēng)險。

通過利用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的巨大潛力，英特爾正在積極應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。英特爾開發(fā)了強大的電力系統(tǒng)解決方案，可通過可擴展的硬件和軟件基礎(chǔ)設(shè)施改進端到端連接性、互操作性、可靠性和自動化水平，其中包括 WindRiver* 軟件堆棧、全面的安全性以及預(yù)先集成和驗證的解決方案。這些強大功能、加上推進開放標準以及加強與原始設(shè)備制造商（OEM）、原始設(shè)計制造商（ODM）、獨立軟件廠商（ISV）、系統(tǒng)集成商（SI）、電力公司和能源服務(wù)提供商合作的理念，使得英特爾在與電力行業(yè)合作推進電力系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面擁有獨一無二的優(yōu)勢。

電力公司計劃

只要為電力系統(tǒng)部署了必要的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，即可輕松地將其用于各種業(yè)務(wù)計劃，包括主動電網(wǎng)管理、能源分配、現(xiàn)場工作人員支持以及新企業(yè)活動，如圖 1 所示?；谖锫?lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施還可以幫助電力公司通過其他產(chǎn)品和服務(wù)（如智能家庭計劃）開辟新的收入來源。

幫助電力公司提高運營效率和拓展商機

在今年的歐洲能源周上，英特爾及其解決方案合作伙伴將展示物聯(lián)網(wǎng)解決方案如何從宣傳推廣發(fā)展為實際應(yīng)用。我們將提供一些如何在以下領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)價值的實例：

? 部署主動電網(wǎng)管理

? 監(jiān)控電網(wǎng)性能

? 遠程管理邊緣設(shè)備

? 提高員工的安全性和工作效率

? 探索新的業(yè)務(wù)范圍

? 將電網(wǎng)資產(chǎn)連接在一起

? 提高情境感知能力

? 計量變電站

以下章節(jié)將介紹關(guān)于英特爾展臺演示內(nèi)容的更多信息。

部署主動電網(wǎng)管理

能源行業(yè)正在經(jīng)歷發(fā)電和用電方面的巨大轉(zhuǎn)變。隨著配電網(wǎng)中大量的住宅和商用太陽能、電動汽車、電力儲存和自動化家庭能源管理系統(tǒng)的增加，供電的波動性以及供應(yīng)過?；蚬┎粦?yīng)求的風(fēng)險不斷上升。電力公司需要更高的可見性和控制能力，但許多公司無法訪問關(guān)于這些資產(chǎn)的數(shù)據(jù)，或無法控制對這些數(shù)據(jù)的訪問。

面向物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的英特爾軟硬件產(chǎn)品為開發(fā)安全的主動電網(wǎng)管理解決方案提供了必要的構(gòu)建模塊，可幫助電力公司有效應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。借助這些產(chǎn)品，電力公司可以從基于互聯(lián)網(wǎng)的傳感器和設(shè)備（“物”）所收集的大量數(shù)據(jù)中提取切實可用的信息。這一能力可讓他們獲取有關(guān)第三方發(fā)電量的關(guān)鍵信息，從而更好地管理和優(yōu)化其業(yè)務(wù)。

我們將演示英特爾豐富的開放式可擴展解決方案如何幫助電力公司更輕松地連接、保護和管理電網(wǎng)中的新傳感器和設(shè)備。通過將英特爾物聯(lián)網(wǎng)平臺參考架構(gòu)作為基礎(chǔ)，電力公司可以改進電網(wǎng)管理并降低運營成本。

監(jiān)控電網(wǎng)性能

對于電力公司而言，密切監(jiān)控電網(wǎng)性能并在必要時快速采取補救措施是至關(guān)重要的。電網(wǎng)監(jiān)控能力可幫助電力公司：

?優(yōu)化線路電壓以最大限度地減少能源損失和線路損壞，同時確保所需的服務(wù)水平。

?找到電力短缺、激增和斷電的源頭，幫助電力公司采取預(yù)防措施來保護設(shè)備并減少損失。

?優(yōu)化供電網(wǎng)絡(luò)中的電力傳輸，以促進負載平衡、加快服務(wù)恢復(fù)周期，提高覆蓋決策安全性。

?通過將供電邊界的時間同步能源測量值與匯總的下游儀表讀數(shù)進行比較，確定技術(shù)和非技術(shù)損失的來源。

?通過隔離保護區(qū)內(nèi)的故障位置縮短停電調(diào)查時間，盡快恢復(fù)供電。

這些操作需要使用數(shù)據(jù)（可由智能邊緣設(shè)備提供，如這一演示所示）來監(jiān)控電壓并生成電力質(zhì)量數(shù)據(jù)。這一設(shè)備使用高性能電網(wǎng)收集計量數(shù)據(jù)，進行數(shù)字化處理和報告。

遠程管理邊緣設(shè)備

隨著連接到電網(wǎng)、具有計算能力的資產(chǎn)數(shù)量不斷增長，電力公司可以通過遠程管理這些資產(chǎn)提高運營效率。其優(yōu)勢包括延長正常運行時間、減少現(xiàn)場訪問次數(shù)、加快響應(yīng)速度和提高員工安全性。典型的遠程管理功能包括電源控制（開關(guān)設(shè)備）、遠程桌面、操作系統(tǒng)（OS）恢復(fù)、遠程磁盤擦除、計劃喚醒和應(yīng)用“看門狗”。

這可以通過基于英特爾 博銳 技術(shù)的英特爾 處理器實現(xiàn)。這款處理器是一種基于硬件并帶外遠程管理功能的解決方案，即使操作系統(tǒng)或其他軟件組件不存在或不可用時也可以正常運行。2,3 基于英特爾 博銳 技術(shù)的平臺只需電源和以太網(wǎng)連接便可運行。

演示內(nèi)容：（1）遠程啟動斷電的邊緣服務(wù)器，（2）在操作系統(tǒng)崩潰后運行連接到邊緣服務(wù)器的遠程桌面（3）加載恢復(fù)操作系統(tǒng)。通過遠程解決軟件問題，部署在遠程位置的基于英特爾博銳 技術(shù)的平臺可輕松收回其成本，將原本需要數(shù)小時完成的現(xiàn)場維修工作簡化為半個小時的遠程會話。

通過員工互聯(lián)提高安全性和效率

互聯(lián)的可穿戴技術(shù)使得電力公司能夠通過捕捉和集成實時的員工和環(huán)境數(shù)據(jù)來優(yōu)化運營效率和工作流程。可穿戴技術(shù)可為員工適時提供相關(guān)且切實可行的數(shù)據(jù)，以避免安全隱患并提高效率，從而最大程度上減少沒有價值的人員工作。

演示將通過由 Recon 和 Daqri 提供的一些具體示例，列舉一些可穿戴技術(shù)、最新移動設(shè)備技術(shù)、避撞無人機技術(shù)和增強現(xiàn)實技術(shù)，這些技術(shù)都可以推動工作場所轉(zhuǎn)型。

此次演示的一個重要展品是 DAQRI智能頭盔*（見圖 5），它通過將用戶無縫連接到工作環(huán)境以及即時提供相關(guān)的情景信息來提高工業(yè)環(huán)境中的人員工作能力。這種可穿戴的人機界面（HMI） 正在為工業(yè)專業(yè)級可穿戴設(shè)備設(shè)立新標準，在企業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)增強現(xiàn)實和4D 的真正潛力。

探索新的業(yè)務(wù)范圍

IDC 指出，智能建筑技術(shù)支出預(yù)計將實現(xiàn) 22% 的復(fù)合年增長率（CAGR），從 2014 年的63 億美元增長到 2019 年的 174 億美元。4 在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助下，電力公司可以更輕松地參與到智能家居市場中。

其中一個例子是 Alarm.com 推出的將家中所有關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)（圖 6）整合至一項服務(wù)的產(chǎn)品。我們將演示他們的交互式平臺如何集成能源管理以及安全性、自動化、視頻監(jiān)控和老年人活動跟蹤等諸多功能。所有這些系統(tǒng)都集成在一起，可實現(xiàn)無縫的客戶體驗。

將電網(wǎng)資產(chǎn)連接在一起

能源管理系統(tǒng)（EMS）市場預(yù)計將為 OEM、ODM 和 SI 提供令人興奮的新商機。在MarketsandMarkets 發(fā)布的一項研究中，EMS 市場預(yù)計將從 2016 年的 324 億美元迅速增長到 2020年的 768 億美元，相當(dāng)于近19% 的復(fù)合年增長率？5為實現(xiàn)這一快速增長，解決方案提供商需要積極應(yīng)對如今的挑戰(zhàn)，其中包括：

?連接復(fù)雜：缺少相關(guān)標準，因此很難將能源設(shè)備連接到基于IP 的通用網(wǎng)絡(luò)。

?投資規(guī)模大：連接、存儲和服務(wù)器需要大量的資本支出

（CapEx）。

?運營成本高：專為滿足不同要求而開發(fā)的項目特定解決方案通常需要單獨的支持結(jié)構(gòu)，這會使成本上升。

?重復(fù)工作：獨立的能源系統(tǒng)通常效率低下，因為它們會執(zhí)行相同的任務(wù)，而非將任務(wù)集中處理。

?缺乏 IT 經(jīng)驗：智能能源基于IT，這是能源行業(yè)一項相對較新的技能。

英特爾與提供強大的增強型物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的眾多廠商進行了合作， 這些網(wǎng)關(guān)將在此次演示中進行展示。這些網(wǎng)關(guān)旨在幫助 OEM和SI 加快能源行業(yè)的解決方案交付速度，特別是在配電管理系統(tǒng)方面。例如：

提高情境感知能力

電力公司正在調(diào)整其基礎(chǔ)設(shè)施，以支持雙向能源流動，以便通過微電網(wǎng)、光伏發(fā)電板和本地能源存儲處理分布式能源。隨著分布式能源發(fā)電量的增加，他們將需要使用傳感器和測量設(shè)備的新智能特性處理邊緣數(shù)據(jù)。這一工作可通過相量測量裝置（PMU）完成，這種裝置可用于評估輸電線條件，使電力公司能夠以接近極限的負荷能力輸電。

為此，瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）和英特爾合作開發(fā)了一款先進的高精度相量測量裝置，這一裝置在包括以下組件的平臺上運行：

?實施核心算法的 Cyclone* V SoCFPGA

? 提供必要的 UTC 時間同步的 GPS 接收器

? 一個 8 通道的 24 位增量總和ADC，用于采集波形樣本

這一平臺（見圖 7）可將 PMU 采樣過程同步到PMU GPS 接收器提供的 UTC 時間基準，不受采樣率（Fs）的限制。采樣過程會生成具有下列特點的原始樣本：

? 在時間上與每秒 GPS 脈沖數(shù)（PPS）一致

? 用所需的采樣時間隔開 Ts=1/Fs（Fs = 采樣率）

計量變電站

波動的分布式能源的增加提高了變電站在提供正弦和可預(yù)測的穩(wěn)態(tài)電壓和電流方面的難度。電力公司依靠變電站測量的二次電壓（VT）值和電流互感器（CT）電路檢測性能問題。

為滿足這一需求，SystemCORP 和英特爾開發(fā)了符合 IEC61850 標準的合并單元解決方案。在此次演示中，SystemCORP*VT/CT 接口板（見圖 8）將為英特爾物聯(lián)網(wǎng)平臺提供隔離、安全的VT 和 CT 接口通道。它允許平臺直接連接到變電站中的二次VT 和 CT 電路或模擬 VT 和 CT 電路的任何保護繼電器測試設(shè)備。在變電站中測量交流電時，二次VT 和 CT 的電壓測量值通常為 110 伏，電流測量值通常為 5 安培。

這一平臺基于面向 FPGA 的英特爾 技術(shù)，會對 3 相VT 和 CT 進行采樣并在硬件中生成 IEC 61850 采樣值（SV），這一數(shù)值會被傳送到變電站自動化智能電子設(shè)備（IED）進行進一步處理。

AAEON* 網(wǎng)關(guān)（AIOT-QA、AIOT-QG和 AIOT-QM）

AAEON 的三個物聯(lián)網(wǎng)特定網(wǎng)關(guān)在英特爾Quark SoCX1000 上運行，用于支持室內(nèi)和室外的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。除了低功耗芯片之外，這些設(shè)備還配備了 WindRiver* 智能平臺、Linux* 支持、McAfee 嵌入式控制安全技術(shù)以及藍牙/Wi-Fi/3G 連接，以確

保使用最靈活、最安全的選項部署物聯(lián)網(wǎng)。

UTX-3115 基于英特爾 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和雙核英特爾凌動 處理器 E3800 產(chǎn)品家族。經(jīng)過驗證的集成式組件可提供最大限度的靈活性，支持快速應(yīng)用開發(fā)和現(xiàn)場部署。UTX-3115 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)包括 WindRiver* 智能設(shè)備平臺（IDP），即一種完整的軟件開發(fā)環(huán)境，該環(huán)境用于構(gòu)建與云通信的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和設(shè)備。

戴爾* 邊緣網(wǎng)關(guān) 5000 系列將各種傳感器和設(shè)備的數(shù)據(jù)整合和轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)中心或云端，并提供有效保護。它基于英特爾 凌動TM處理器 E3825，具有執(zhí)行本地分析的能力，因此只會將有意義的信息發(fā)送到下一層，可以最大程度上減少對昂貴的網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗，并降低解決方案的整體延遲。它采用一種無風(fēng)扇、固態(tài)的工業(yè)級外形設(shè)計。

這款邊緣傳感器平臺支持以一種高效安全的方式快速輕松地連接、管理和維護邊緣設(shè)備。內(nèi)置的硬件和固件模塊可充分利用英特爾Quark 微控制器 D2000 的強大功能和靈活性，并為開放標準通信協(xié)議提供原生支持。內(nèi)部傳感器集線器支持各種傳感器類別和連接類型，并且是完全可擴展的。

網(wǎng)關(guān)通過數(shù)據(jù)緩沖將邊緣連接到云，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯Χ鄠€通信協(xié)議的支持。它們從建筑系統(tǒng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)中收集數(shù)據(jù)，支持 Wi-Fi、PROFIBUS*、PROFINET*、DeviceNet*、EtherNet/IP*、EtherCAT*、Modbus*、ZigBee*、Z-Wave*和現(xiàn)場總線。包括英特爾Quark SoCX1021、WindRiver* 智能設(shè)備平臺和 McAfee 嵌入式控制。