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英特尔作为虚拟保护自动化与控制联盟 (vPAC Alliance) 成员，致力于以技术创新推动联盟发展，包括提供多达 144 个能效核的英特尔® 至强® 6 处理器，从而帮助能源行业转型，实现高效、弹性、安全的智能电网。

随着太阳能和风能等可再生能源的日益普及，能源供应商即将迎来一个拐点。长期以来基于集中式核能和化石燃料发电以及向用户单向输电的模式受到挑战，逐步让位于基于分布式站点的双向输电。同时，伴随着数据处理基础设施的大规模增长，以及从汽油动力交通向电动车的转变等趋势，电网负荷也在增加。这些变化为行业创造了新机遇。由于可再生能源的发电能力随时间波动较大，因此根据供需关系变化，将可再生能源产生的电力输送至距离更近的负荷地区，有助于实现成本优势。用户还可以生产电力回馈到电网中，第三方可能会在“生产者”和“消费者”的角色之间来回动态转换，这便构成了新兴的“产消者”关系。为此，我们必须设计新的商业模式来利用这些趋势，这就要求电网变得更加智能。提升数字化程度必须要能采集来自整个配电和供电网络的传感器数据，并在边缘进行分析，从中获得洞察，以实现低时延管理和控制。例如，设备发生故障时的自动隔离和重路由、优化不同能源之间的动态转换，并采用双向的“产消者”关系。

英特尔是 vPAC 的创始成员之一，这也表明了英特尔对这一转型的投入。作为一个致力于实现全球能源网现代化的行业联盟，vPAC 的愿景包括利用基于标准的软件定义方法来开发虚拟变电站 PAC 设备，使全球电网适应性更强、更具弹性、更安全、更智能。包括英特尔® 至强® 6 处理器在内的平台创新有助于推进这一愿景，构建数据驱动的电网，从而提升可见性、洞察力和决策能力。

数据驱动型电网发展背后的挑战

变电站的现代化是实现智能电网的核心要求。如今的变电站从模拟时代起平均服役已达40 年以上。这些变电站依赖于各自为政的指挥和控制系统，严重限制了系统之间的可见性和自动化潜力。当下部署的典型 PAC 系统基于数千台采用专有软硬件的固定功能设备，如传感器、继电器和控制器等。

如今变电站内使用大量杂乱的定制设备，资本支出密集、效率低下且缺乏灵活性，将电力行业局限在固定的架构中，阻碍了电网的智能化发展。除了对专用设备的依赖外，变电站环境中的运营技术(OT) 也与同一环境中网络和安全等功能所使用的信息技术 (IT)组件相隔离。这些因素交错在一起，使监控、维护和升级成本更加高昂，即使是简单的常规任务也需要上门服务。

在去中心化的传统基础设施中，OT 和 IT 相互孤立，大大降低了整个环境的可见性。孤立的系统需要人工采集运营的监控数据，用于分析和控制的实时数据不足，则限制了整个电网的可管理性。

对负荷供应、需求和其他因素的洞察不足，导致电网无法进行动态优化以提高效率和盈利能力。如此一来，馈线负荷均衡、馈线存储管理和需求/发电灵活性等功能都受到限制或是无法实现。老旧的传统控制机制可管理性有限，形成了一个庞大而脆弱的安全边界，无法使用现代分布式安全实践。气候变化也增加了配电领域的不确定性。恶劣天气和洪涝灾害的增加可能会损坏变电站设备，需要对设备进行分类鉴别并重新安排供电路线。传统环境中有限的可见性和控制能力使得应对此类事件时难以进行集中管理，可能会增加成本并延长服务中断时间。这些趋势很可能还将持续，甚至进一步强化。与此同时，这些趋势也伴随着机遇。智能电网将有助于降低成本并加固安全态势。随着容量需求的增长，智能电网将促成新的商业模式，以充分实现可再生能源、产消者和双向电力输送等新兴转变所带来的益处。

软件定义基础设施已成为关键要务

现代化智能电网将通过重新构建变电站应用基础设施来支持未来的需求和业务模式。智能电子设备 (IED) 的虚拟化可实现软件定义电网，动态响应不断变化的环境。
由此产生的环境将采用数据驱动的运维功能，通过持续优化电网大幅降低运营成本。对于那些已经将控制中心和其他网络站点虚拟化的电力公司而言，变电站边缘服务器的虚拟化有助于实现
单一连贯的运行环境，从而提高效率、灵活性和弹性。
虚拟化 IED (vIED) 在基于标准的现成商用服务器上运行，具有互操作性，可以共享同一硬件以及网络和安全功能。与传统的固定功能设备相比，这种模式可大幅降低资本和运营支出，避免供应商锁定。能源供应商可以选择出色的运营和安全软件来优化和保护他们的环境。

重塑变电站安全功能至关重要

变电站安全措施历来侧重于传统的物理控制，如围栏和人工监控。虽然这些方法有价值且具备成本效益，但在应对物理攻击和入侵时，它们的作用有限且容易出错，也无法有效抵御网络攻击。
由于控制器系统之间缺乏集成，OT 和 IT 各自为政，电力公司在部署技术措施来应对这些威胁时也受到了限制。智能网络数字化程度的提高使防火墙和入侵检测系统等安全软件能够帮助保护环境中的每台设备。这些工具经 AI 增强技术优化，能够更有效地实现整体威胁检测和响应。

与此同时，用户的用电模式也在随着气候而改变。例如，在美国太平洋西北地区，夏季气温升高导致空调需求激增。在西雅图，装空调的出租房屋比例在过去六年中几乎翻倍。电动车充电站
正在成为我们公共场所的固定设施。为了满足我们对计算资源的无限需求，大规模的数据中心不断涌现，其中一些建造在世界上最炎热的地区。
IT 和 OT 在这样的环境中相互融合，均以微服务的形式交付，这些微服务及其所有依赖项都打包到容器中，可在各种通用服务器上运行。这些小型模块化的软件组件采用集中编排方式：可在网络
中随时随地根据需要创建和销毁。这种集中化的方式可确保软件始终保持最新状态，从而增强功能和安全性，而且这种动态部署也有利于有效利用服务器资源。

广泛转型为建设智能电网奠定基础

智能电网转型对分布式计算的基本要求也呼应了过去十年间其他行业领域的转型。企业计算率先使用虚拟化技术将工作负载从其运行的硬件上解耦，包括通过容器化微服务让多个供应商的应用能够在环境中的任何位置实例化。
边缘计算在数据生成地附近使用数据，从而降低工业安全应用和同步通信等用例的时延。电信行业的成功模式也尤其值得注意，包括实现了在分布式网络上运行确定性工作负载所需的低时延和高可靠性，这也为能源行业的转型发展探索了道路。

应用可在变电站现场的边缘服务器上运行，从而降低实时保护和控制等功能的时延。它们也可以在控制中心等中心位置或公有云实例上运行。这种集中化的模式适用于总体管理功能以及离线批量任务，如数据分析或 AI 模型训练。这些任务可从环境中的任何地点获取数据，有助于充分发挥数据对业务价值的全部潜力。
除了敏捷性和灵活性优势，软件定义应用基础设施还为电力公司打造和实施强大安全态势以保护其业务和整个社会奠定了基础。基于容器的环境旨在实施不同供应商提供的开放标准安全软件，并实现协同工作。这些多样元素共同保护着分布在电网中的 OT和 IT 组件。这种可扩展性和互操作性有助于加强环境安全性，包括采用零信任网络访问 (ZTNA) 等现代化安全实践，对每次事务进行单独验证和授权，从而优化对数据、设施和服务的保护。



英特尔对 vPAC 联盟的承诺是，为电力服务提供商提供技术，推动智能电网愿景的实现。基于标准的服务器至关重要，能够以动态、高效的方法在分布式网络中支持开放的互操作性，以取代静态、
低效的固定功能方法。

英特尔将平台专业知识与出色的软件和解决方案生态系统相结合，以此指导其与能源行业的持续合作。为确保技术开发与能源供应商的实际需求一致，英特尔遵循“以实用性引导创新”的原则，基于
与全球能源企业早期建立且长期持续的合作，真正了解他们的需求，并优化技术来响应这些需求。
英特尔® 至强® 6 处理器让能源供应商能够大规模部署高性能的并行计算，具有比前几代产品更高的每瓦性能。更高的内核密度使专用计算资源可以在大量单个 vIED 和 IT 功能中进行分配，从而提升吞吐量和弹性，内置的安全功能则有助于保护分布式和服务式架构。英特尔® 至强® 6 CPU 是均衡的平台，提供多种先进资源：

支持单路或双路配置，每路提供多达 144 个能效核 (E-core)，并内置了加速器4，可增强目标工作负载，实现大规模高吞吐量。
每 CPU 具备 8 条 DDR5 内存通道，运行速度高达 6400 MT/s，与前代产品相比，带宽提升高达 15%，从而保证了大规模执行资源的数据供应。
每路具备多达 88 条 PCIe 5.0 通道并且支持 Compute ExpressLink (CXL) 2.0，可提供强大 I/O，支持新一代变电站应用架构。
随着 AI 在安全和网络功能中变得越来越重要，基于英特尔® 高级矢量扩展（Intel® Advanced Vector Extensions，英特尔® AVX）的内置 AI 加速功能提高了推理性能，并能从 CPU 内核中卸载该功能，将这部分资源释放出来进行其他工作，从而提高可扩展性。CPU 还有助于满足保护和控制工作负载的实时确定性要求，在英特尔® 资源调配技术（Intel® Resource Director Technology，英特尔® RDT）的框架内使用缓存分配技术 (CAT) 进行性能优先级排序。
面对智能电网的软件定义应用基础设施带来的攻击面扩大问题，为了实现零信任安全框架，英特尔® 至强® 6 平台提供网络和网络安全功能，包括数据包处理加速、使用指令集和英特尔® 数据保护
与压缩加速技术（Intel® QuickAssist Technology，英特尔®QAT）的加密处理和基于英特尔® 软件防护扩展（Intel® SoftwareGuard Extensions，英特尔® SGX）和英特尔® Trust Domain
Extensions（英特尔® TDX）的机密计算等。这些机密计算技术提供了可信执行环境，有助于保护安全工作负载本身，并隔离使用中的加密密钥等敏感数据，避免暴露给未经授权的用户。
基于英特尔® 至强® 6 处理器的加固型服务器有助于确保系统可靠性，即使在极端的变电站环境中也是如此。这款处理器提供长期供货保证，有助于确保解决方案能够多年受益于这些增强功能，直到客户准备好进行下一次硬件升级。

结论
英特尔愿与 vPAC 联盟的其他成员一道，赋能未来的电网，将固定功能的 OT 和 IT 组件整合到开放的虚拟化软件定义平台。英特尔®至强® 6 能效核处理器可凭借新一代的性能、能效和安全，助力实现数据驱动型电网的愿景。这款处理器提供了坚实基础，让能源供应商能够打造面向未来的基础设施，以出色的灵活性和效率满足新兴要求，同时确保竞争优势。

服务器生态系统支持
英特尔的合作伙伴 Lanner 和 Welotec 正在为电力市场开发符合 IEC 61850-3 Class 2 的新一代加固型服务器，以运行保护、自动化和控制工作负载。
“在我们开启电网现代化的下一阶段，加速对可再生能源采用的过程中，英特尔® 至强® 6 处理器及其搭载的 64 个能效核对我们提高效率和可靠性至关重要，它将助力我们实现更智能、更环保的未来。

——Jos Zenner，Welotec GmbH 首席技术官 (CTO)

“凭借其 64 个能效核的出色性能和能效，英特尔® 至强® 6 处理器可使用 Lanner 的新一代 IEC61850-3/IEEE1613变电站自动化和控制解决方案来实现电网数字化的优化。”

——David Meng，美国 Lanner Electronics 策略和业务拓展高级总监

1 GE Vernova，“The Digital Substation Ups Its Game（数字化变电站变革升级）”。https://www.gevernova.com/grid-solutions/press/gepress/digital-substation-ups-its-game.htm 。
2 Building Design + Construction，2023 年 11 月 17 日。“Air conditioning amenity sees largest growth in Pacific Northwest region（太平洋西北地区空调设施增长速度名列第一）”。
https://www.bdcnetwork.com/air-conditioning-amenity-sees-largest-growth-pacific-northwest-region 。
3 关于性能和基准测试程序结果的更多信息，请访问 intel.cn/PerformanceIndex 。
4 加速器是否可用视 SKU 而定。更多产品详情，请见英特尔产品规格页面。
5 英特尔不以路线图指导的方式承诺或保证产品可用性或软件支持。英特尔保留通过标准 EOL/PDN 流程更改路线图，或是中止产品、软件和软件支持服务的权利。有关更多信息，请联系您的英特尔
客户代表。
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