Windows Azure真實案例：Invensys Operations Management -公司使用Windows Azure AppFabric 實現動態節能的智慧電網

Invensys Operations Management 決定要使得美國的小型電力公司更簡便的，以及花費更少資金來參與智慧電網(美國政府支援的能源現代化方案)。 電力公司需要高性能的，低價的方式來向使用者發佈即時的電費資料，這能讓使用者最初更明智的消費決策。 Invensys使用Service Bus 和Access Control Service （皆為Windows Azure平臺的一部分）創建了一個智慧電網通信平臺。 智慧電網通信平臺使得電力公司立即以一個能承受的價格採納了智慧電網服務。 這樣的服務能夠説明電力公司使用者更合理的使用能源來節省話費。 Invensys在三個月內便開發了試點解決方案，作為通過出售智慧電網親和的產品和服務來實現收入增加的方案的一部分。

要是房主在廚房牆壁上有電度錶，而不是在房子外，並且顯示每個設備使用多少電力，以及其花費的話，他們便能做出更明智的使用決定。 要是工業企業同樣能即時獲得電力使用資訊，以及配套的資費資訊的話，他們便能動態的檢測和調整電力消耗了。 更棒的是，如果他們的電氣設備有更加智慧的控制，例如：關閉或減少能源使用，當電費最高時自動的進行負載平衡。

這便是智慧電網背後的理念，節約用電和分配概念在電力行業中已經被討論了多年。 當美國國會在2007年通過一項關於智慧電網技術的法案之後，這些概念終於得到支援。 該法案包括智慧電能計量，電網操作動態優化，以及電氣用具，設備和電力基礎設施之間的通信和協同合作標準。 這項議案最終目標是最大化使用國內能源，而不依賴于國外能源來保護國家安全。

為了使智慧電網方案取得成果，必須克服多個技術難題。 電力公司需要升級和拓展國家的電力基礎設施來可靠而安全的提供電力，電力來源包括煤，水，石油，風力和太陽能。

他們也必須解決如何近即時的發佈連續變化的資費資料給廣泛的地理區域內使用現有網路基礎設施的大量的使用者。

美國政府為電價資料制定並強制使用標準格式。 當電力從區域輸電運營商到零售市場聚合商，到當地電力公司，最終到居民，商業或工業使用者，經過這樣的長距離供應鏈時，都採取統一的電價模式。 然而，沒有常見的、可拓展的，並能承受起價格的通信基礎設施來傳送供應鏈上的這些資料。

"我們所接觸的每樣東西都是基於價格基礎的-價錢越高，我們使用的越少。 " David Hardin說道，  Invensys Operations Management（用於智慧電網應用程式的程序控制設備的製造商）主管工程師。 "方法是向人們近即時的提供資費資訊，來使他們調整使用模式。 "

Invensys Operations Management 正致力於使得即時電網成為現實。 它是一家在自動化技術和資訊科技，系統，軟體，服務和全球製造業和基礎產業資訊方面領先的供應商。 總部位於德克薩斯的普萊諾，全球40000名使用者，超過200000家工廠和設備使用其解決方案。 公司擁有大約 9,000 名員工，它是總部位於倫敦的Invensys的子公司。 Invensys 生產工業和鐵路控制系統。

Invensys 已經提供許多電力公司程序控制和自動化產品和服務，並希望能説明更小型的電力公司更好的檢測他們電力網的運行情況，並能主動加入到智慧電網方案中。 在美國的3100家電力公司中，最大的公司擁有現代化的資料中心，但是其大多數公司並沒有。 他們都是地方政府的電力公司或者是合作社，並沒有計算資源來管理智慧電網服務。

"使智慧電網成為現實，這要求電力公司有一個強大的計算能力來接收，計算， 轉播資費資料。 " Hardin說道， "我們想要説明這些更小型的電力公司立即參與到智慧電網方案中來，而不是過幾年或者進行大量的資本投資之後。 "

作為一家 Microsoft® Global Independent Software Vendor，Invensys 在2008年得知微軟的 Windows AzureTM 平臺，它是一個"雲"服務平臺，由微軟資料中心託管，提供了開發， 計算，存儲和通訊服務，來創建可拓展的，現收現付模式的互聯網服務。

Invensys 立即著迷于 Service Bus 特性，其可作為解決智慧電網的通信難題的機制。 "我們評估了Amazon EC2 以及Google雲產品，但是都無法與Service Bus相比" Hardin說道，"大規模的智慧電網應用程式所需要的通信基礎設施的功能性，協同合作性以及拓展性，Service Bus都能提供。 Service Bus 和 Access Control Service 是其他雲方案中不具有的服務。 "

Service Bus 通過互聯網很簡便的就能連接到應用程式。 註冊于Service Bus的服務可以在幾乎任何網路拓撲邏輯上被發現和訪問。

Access Control Service 為在互聯網上的應用程式連接提供授權服務。 當與基於標準的驗證供應商集成時，它能提供簡單的方法來控制Web應用程式和服務。 授權決策可以從應用程式中抽離出來，並被放置在一套轉化流入的安全聲明為應用程式能理解的聲明的規則之中。 服務匯流排中介軟體的概念-通過服務導向的架構模式來集成應用程式服務-在電力行業已產生多年了。 當要升級資訊科技基礎設施來集成新的智慧電網功能時，電力公司普遍採用企業服務匯流排。 企業服務匯流排提供資訊通信"膠水"，它允許一個服務在目錄或註冊表結構中，發現並高效的使用其他服務。

企業服務匯流排能夠低延遲的發送和接受資料，並且具有集成訪問安全性，當它也只適用于在企業邊界內互聯繫統的私有網路。 智慧電網需要能在全球規模上投遞高性能的通知的通信基礎設施。

而Service Bus 便能很好的做到這點。 " Service Bus本質是互聯網內的企業服務匯流排，" Hardin 說道。 "它能被廣泛而安全的被訪問到，按使用服務，按需拓展。 "

Invensys使用 Service Bus 和 Access Control Service，並與Microsoft Developer and Platform Evangelism 團體緊密合作，來為構建智慧電網親和的產品而創建通信平臺 。 開發只用了3個月。

基於Windows® Communication Foundation的時間中繼的通道能夠通過基於URL的目錄結構來發佈和訂閱連通性。 這項技術，加上Access Control Service，提供了可拓展的基礎設施，能對動態資費資訊的安全投遞進行技術支援，最低間隔5分鐘的資費更新。

"Service Bus 解決了一些重大難題。 " Hardin 說道， "使用通知技術，你必須擔心被防火牆監護的流入埠。 同時，對於一些IP位址，你必須使用網路位址翻譯站來傳輸至這些設備。 這些障礙給機器之間的通信帶來了困難。  Service Bus 為我們解決了這些問題，我們無需擔心被關閉的流入埠就能發送資訊。 "

Invensys 使用 微軟 SilverlightTM 瀏覽器外掛程式構建了一個圖形化使用者介面來與智慧電網應用程式交互。 用戶端應用程式和電力公司通過Service Bus交換資費和使用方式資料，而基於 Silverlight的應用程式便顯示圖形化資料。

在智慧電網試點方案中， Invensys 展示了幾個使用場景。 (圖 1). 其中一個，一家電力公司每5分鐘便發送即時電費資料給不同地理區域和資費區域內的使用者。 在家或者在公司運行的用戶端應用程式通過 Service Bus接受資費資訊。 使用者便可以在用電高峰期間關閉一些電器設備。 當地電力企業也可以創建商務智慧的應用程式，為他們提供即時的資費和使用方式資訊流，並為電力供應、新能源和新設備制定更好的分配方案。

圖1. Invensys智慧電網試點架構使用了Service Bus 來傳輸能源資費資料

另外一個場景中，一位正在度假的使用者可以登錄家庭能源入口網站，由Silverlight構建並託管于 Windows Azure 平臺，併發現他忘記關閉空調。 他可以在���上遠端關閉這些電氣設備。 一定指令在 Service Bus上被投遞，使用者能夠立即看到他的花費減少了。

另外一個場景中，工廠經營者可以通過將設備的使用時間調整為低價時段來節省大量的支出。 舉例來說，汽車製造商可以交換鈑金衝壓和鈑金流水線裝配的時間來節省電力。

通過使用Service Bus 和 Access Control Service，Invensys Operations Management 能夠快速構建智慧電網試點方案，為更小型的電力公司提供了可行的，並能承受其價格的智慧電網服務。 電力公司無需構建自己的資料中心基礎設施來支援智慧電網的通信傳輸，並且使用者能接收即時的資訊以説明他們形成更明智的能源消耗習慣。

" Service Bus 提供了大型智慧電網應用程式需要的安全性，協同合作性和性能，且其價格遠遠低於構建資料中心的花費。 " Hardin 說道， "它為加快實現智慧電網技術提供了價值性的方案，因為它將資費和需求回應資訊提供給大量能上網的使用者。 "

Service Bus具有高可拓展性，且其價格合理。 它能自如的按需拓展或縮減規模--David Hardin, Invensys Operations Management主管工程師

Hardin 提到，電力行業往往非常保守，而電網是最大最有價值的資產。 "我們在沒有昂貴的資料中心投資的情況下，為小型電力公司提供了基於 Service Bus的解決方案，使得它們能夠以簡便和低價的方式，在節能技術的説明下先前發展。

Invensys通信平臺提供了電力公司一個高效的方法來改善千百萬使用者的能源消耗習慣。 一些電力公司如今通過無線電發送簡單的信號至家庭或公司，來控制恒溫器或者空調。

"通過使用Invensys智慧電網試點平臺，電力公司可以發送內容更加豐富的資訊來依據時常變化的能源價格，來動態調整使用方式。 " Hardin 說道， "我們想要形成一個合作性的，市場導向的環境，使得電力公司可以發送豐富的資訊來使使用者做出更明智的選擇。 相反的，電力公司接收到即時的使用者資料，會説明它們實現可變負載的計量方式。 通過即時資訊，電力公司可以依據供電需求動態的改變電費。 "

使用Service Bus作為通信高速公路，使用了Invensys方案的電力公司可以方便的拓展它們的智慧電網基礎設施，來滿足不停變化的需求。 "Service Bus具有高可拓展性，且其價格合理。 它能自如的按需拓展或縮減規模。 " Hardin 說道， "無需部署非雲端的物理基礎設施，更不用擔心它們的貶值，電力公司可以按需加強功能，且只需為通信傳輸付費。 "

Invensys計算過，電力公司使用Service Bus來向100000位使用者提供服務，而每年只需花費 U.S.$18,930，同樣的對於1百萬使用者 每年只需  $189,300 。 與構建和支援高可用性的資料中心相比，它的成本非常低。 為了方便比較，小型資料中心每年花費$500,000 至幾百萬美元不等，另加50%的維護費。

Invensys 提到，使用 Service Bus 和Access Control Service 不僅僅降低了開發成本，並在一開始便使得專案成為可能。 "沒有 Service Bus，我們可能不能完成這個專案，" Hardin 說道，"構建具有一樣功能和性能表現的基於互聯網的服務匯流排是一個極大的開發挑戰，並為之花費數百萬美元。 "

隨著智慧電網市場的發展， Invensys能夠銷售流程自動化系統，即時資訊系統，能讓電力企業與智慧設備在客戶的位置相連接，並在供應鏈上傳輸資費資訊的集成設備。

"通過銷售智慧電網親和的產品會開拓一個嶄新的，帶智慧電網功能的自動化系統的市場," Hardin 說道， "我們還不能準確估計市場規模，但它必定會是一個客觀的市場。 "

本文翻譯自：HTTP://www.microsoft.com/casestudies/Case_Study_Detail.aspx?casestudyid=4000007194