Windows Azure真实案例：Invensys Operations Management -公司使用Windows Azure AppFabric 实现动态节能的智能电网_windows

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Invensys Operations Management

Invensys Operations Management 决定要使得美国的小型电力公司更简便的，以及花费更少资金来参与智能电网(美国政府支持的能源现代化方案)。电力公司需要高性能的，低价的方式来向用户发布实时的电费数据，这能让用户最初更明智的消费决策。 Invensys使用Service Bus 和Access Control Service （皆为Windows Azure平台的一部分）创建了一个智能电网通信平台。智能电网通信平台使得电力公司立即以一个能承受的价格采纳了智能电网服务。这样的服务能够帮助电力公司用户更合理的使用能源来节省话费。Invensys在三个月内便开发了试点解决方案，作为通过出售智能电网亲和的产品和服务来实现收入增加的方案的一部分。

场景

要是房主在厨房墙壁上有电度表，而不是在房子外，并且显示每个设备使用多少电力，以及其花费的话，他们便能做出更明智的使用决定。要是工业企业同样能实时获得电力使用信息，以及配套的资费信息的话，他们便能动态的检测和调整电力消耗了。更棒的是，如果他们的电气设备有更加智能的控制，例如：关闭或减少能源使用，当电费最高时自动的进行负载平衡。

这便是智能电网背后的理念，节约用电和分配概念在电力行业中已经被讨论了多年。当美国国会在2007年通过一项关于智能电网技术的法案之后，这些概念终于得到支持。该法案包括智能电能计量，电网操作动态优化，以及电气用具，设备和电力基础设施之间的通信和协同合作标准。这项议案最终目标是最大化使用国内能源，而不依赖于国外能源来保护国家安全。

为了使智能电网方案取得成果，必须克服多个技术难题。电力公司需要升级和拓展国家的电力基础设施来可靠而安全的提供电力，电力来源包括煤，水，石油，风力和太阳能。

他们也必须解决如何近实时的发布连续变化的资费数据给广泛的地理区域内使用现有网络基础设施的大量的用户。

美国政府为电价数据制定并强制使用标准格式。当电力从区域输电运营商到零售市场聚合商，到当地电力公司，最终到居民，商业或工业用户，经过这样的长距离供应链时，都采取统一的电价模式。然而，没有常见的、可拓展的，并能承受起价格的通信基础设施来传送供应链上的这些数据。

"我们所接触的每样东西都是基于价格基础的-价钱越高，我们使用的越少。" David Hardin说道， Invensys Operations Management（用于智能电网应用程序的过程控制设备的制造商）主管工程师。"方法是向人们近实时的提供资费信息，来使他们调整使用模式。"

Invensys Operations Management 正致力于使得实时电网成为现实。它是一家在自动化技术和信息科技，系统，软件，服务和全球制造业和基础产业资讯方面领先的提供商。总部位于德克萨斯的普莱诺，全球40000名用户，超过200000家工厂和设备使用其解决方案。公司拥有大约 9,000 名员工，它是总部位于伦敦的Invensys的子公司。Invensys 生产工业和铁路控制系统。

Invensys 已经提供许多电力公司过程控制和自动化产品和服务，并希望能帮助更小型的电力公司更好的检测他们电力网的运行情况，并能主动加入到智能电网方案中。在美国的3100家电力公司中，最大的公司拥有现代化的数据中心，但是其大多数公司并没有。他们都是地方政府的电力公司或者是合作社，并没有计算资源来管理智能电网服务。

"使智能电网成为现实，这要求电力公司有一个强大的计算能力来接收，计算，转播资费数据。" Hardin说道， "我们想要帮助这些更小型的电力公司立即参与到智能电网方案中来，而不是过几年或者进行大量的资本投资之后。"

解决方案

作为一家 Microsoft® Global Independent Software Vendor，Invensys 在2008年得知微软的 Windows Azure^TM 平台，它是一个"云"服务平台，由微软数据中心托管，提供了开发，计算，存储和通信服务，来创建可拓展的，现收现付模式的互联网服务。

互联网级别的企业服务总线

Invensys 立即着迷于 Service Bus 特性，其可作为解决智能电网的通信难题的机制。"我们评估了Amazon EC2 以及Google云产品，但是都无法与Service Bus相比" Hardin说道，"大规模的智能电网应用程序所需要的通信基础设施的功能性，协同合作性以及拓展性，Service Bus都能提供。 Service Bus 和 Access Control Service 是其他云方案中不具有的服务。"

Service Bus 通过互联网很简便的就能连接到应用程序。注册于Service Bus的服务可以在几乎任何网络拓扑逻辑上被发现和访问。

Access Control Service 为在互联网上的应用程序连接提供授权服务。当与基于标准的验证提供商集成时，它能提供简单的方法来控制Web应用程序和服务。授权决策可以从应用程序中抽离出来，并被放置在一套转化流入的安全声明为应用程序能理解的声明的规则之中。服务总线中间件的概念-通过服务导向的架构模式来集成应用程序服务-在电力行业已产生多年了。当要升级信息科技基础设施来集成新的智能电网功能时，电力公司普遍采用企业服务总线。企业服务总线提供信息通信"胶水"，它允许一个服务在目录或注册表结构中，发现并高效的使用其他服务。

企业服务总线能够低延迟的发送和接受数据，并且具有集成访问安全性，当它也只适用于在企业边界内互联系统的私有网络。智能电网需要能在全球规模上投递高性能的通知的通信基础设施。

而Service Bus 便能很好的做到这点。 " Service Bus本质是互联网内的企业服务总线，" Hardin 说道。 "它能被广泛而安全的被访问到，按使用服务，按需拓展。"

架构细节

Invensys使用 Service Bus 和 Access Control Service，并与Microsoft Developer and Platform Evangelism 团体紧密合作，来为构建智能电网亲和的产品而创建通信平台。开发只用了3个月。

基于Windows® Communication Foundation的时间中继的通道能够通过基于URL的目录结构来发布和订阅连通性。这项技术，加上Access Control Service，提供了可拓展的基础设施，能对动态资费信息的安全投递进行技术支持，最低间隔5分钟的资费更新。

"Service Bus 解决了一些重大难题。" Hardin 说道， "使用通知技术，你必须担心被防火墙监护的流入端口。同时，对于一些IP地址，你必须使用网络地址翻译站来传输至这些设备。这些障碍给机器之间的通信带来了困难。 Service Bus 为我们解决了这些问题，我们无需担心被关闭的流入端口就能发送信息。 "

Invensys 使用微软 Silverlight^TM 浏览器插件构建了一个图形用户界面来与智能电网应用程序交互。客户端应用程序和电力公司通过Service Bus交换资费和使用情况数据，而基于 Silverlight的应用程序便显示图形化数据。

使用场景

在智能电网试点方案中， Invensys 展示了几个使用场景。 (图 1). 其中一个，一家电力公司每5分钟便发送实时电费数据给不同地理区域和资费区域内的用户。在家或者在公司运行的客户端应用程序通过 Service Bus接受资费信息。用户便可以在用电高峰期间关闭一些电器设备。当地电力企业也可以创建商务智能的应用程序，为他们提供实时的资费和使用情况信息流，并为电力供应、新能源和新设备制定更好的分配方案。

图1. Invensys智能电网试点架构使用了Service Bus 来传输能源资费数据

另外一个场景中，一位正在度假的用户可以登录家庭能源门户网站，由Silverlight构建并托管于 Windows Azure 平台，并发现他忘记关闭空调。他可以在网上远程关闭这些电气设备。一定指令在 Service Bus上被投递，用户能够立即看到他的花费减少了。

另外一个场景中，工厂经营者可以通过将设备的使用时间调整为低价时段来节省大量的支出。举例来说，汽车制造商可以交换钣金冲压和钣金流水线装配的时间来节省电力。

优点

通过使用Service Bus 和 Access Control Service，Invensys Operations Management 能够快速构建智能电网试点方案，为更小型的电力公司提供了可行的，并能承受其价格的智能电网服务。电力公司无需构建自己的数据中心基础设施来支持智能电网的通信传输，并且用户能接收实时的信息以帮助他们形成更明智的能源消耗习惯。

迅速而具有成本效益的实现智能电网

" Service Bus 提供了大型智能电网应用程序需要的安全性，协同合作性和性能，且其价格远远低于构建数据中心的花费。" Hardin 说道， "它为加快实现智能电网技术提供了价值性的方案，因为它将资费和需求响应信息提供给大量能上网的用户。"

Service Bus具有高可拓展性，且其价格合理。它能自如的按需拓展或缩减规模--David Hardin, Invensys Operations Management主管工程师

Hardin 提到，电力行业往往非常保守，而电网是最大最有价值的资产。 "我们在没有昂贵的数据中心投资的情况下，为小型电力公司提供了基于 Service Bus的解决方案，使得它们能够以简便和低价的方式，在节能技术的帮助下先前发展。

更丰富更实时的信息

Invensys通信平台提供了电力公司一个高效的方法来改善千百万用户的能源消耗习惯。一些电力公司如今通过无线电发送简单的信号至家庭或公司，来控制恒温器或者空调。

"通过使用Invensys智能电网试点平台，电力公司可以发送内容更加丰富的信息来依据时常变化的能源价格，来动态调整使用情况。" Hardin 说道， "我们想要形成一个合作性的，市场导向的环境，使得电力公司可以发送丰富的信息来使用户做出更明智的选择。相反的，电力公司接收到实时的用户数据，会帮助它们实现可变负载的计量方式。通过实时信息，电力公司可以依据供电需求动态的改变电费。"

巨大的可拓展性

使用Service Bus作为通信高速公路，使用了Invensys方案的电力公司可以方便的拓展它们的智能电网基础设施，来满足不停变化的需求。 "Service Bus具有高可拓展性，且其价格合理。它能自如的按需拓展或缩减规模。" Hardin 说道， "无需部署非云端的物理基础设施，更不用担心它们的贬值，电力公司可以按需加强功能，且只需为通信传输付费。"

Invensys计算过，电力公司使用Service Bus来向100000位用户提供服务，而每年只需花费 U.S.$18,930，同样的对于1百万用户每年只需 $189,300 。与构建和支持高可用性的数据中心相比，它的成本非常低。为了方便比较，小型数据中心每年花费$500,000 至几百万美元不等，另加50%的维护费。

更快的开发，更低的成本

Invensys 提到，使用 Service Bus 和Access Control Service 不仅仅降低了开发成本，并在一开始便使得项目成为可能。"没有 Service Bus，我们可能不能完成这个项目，" Hardin 说道，"构建具有一样功能和性能表现的基于互联网的服务总线是一个极大的开发挑战，并为之花费数百万美元。"