在美国，公用事业基础设施（能源网）是国家能源基础设施的基础。电网通过变电站、输电线和配电变压器输送发电厂产生的电力。该系统包含 7,300 多座发电厂和数百万条低压电线。它也在不断老化。
鉴于我们对这些系统的完全依赖，公用事业和银行/金融机构、医疗设施、道路和桥梁以及交通系统等关键基础设施必须得到维护和定期升级，以防止出现故障和给公众带来风险。
老化的基础设施如何应对需求增加、网络威胁和恶劣天气等威胁？如果不进行现代化改造，能源基础设施仍然很容易发生潜在的灾难性故障。在这篇博客文章中，我们将分享针对具有串行连接功能的传统公用事业基础设施的现代化战略。
什么是公用事业基础设施现代化？
现代化的基础设施和公用事业可以连接包括可再生能源在内的多种能源，从而在减少排放的同时，降低天气和自然灾害造成的干扰。为此，现代化的公用事业电网依赖于尖端的IoT 技术。这些技术包括先进的通信设备和软件，用于管理和跟踪基础设施。
公用事业如何实现现代化？
公用事业公司必须最大限度地延长已建基础设施的使用寿命。由于更新费用高昂，任何已建基础设施的使用寿命都必须在 40 年左右。美国政府对电力基础设施的投资意味着许多公用事业公司必须想方设法对现有基础设施进行现代化管理。
什么是能源现代化？
现代能源公用事业系统包含多项举措。首先，它采用IoT 、智能电表和现代通信基础设施。现代能源公用事业还采用新的发电方式，如可再生能源。最后，现代能源公用事业设计了通过更新基础设施分配能源的新方法。
公用事业是否面临网络攻击？
公用事业基础设施的现代化必须包括应对网络攻击。网络攻击会导致电网瘫痪吗？电力和自来水公司面临的网络攻击风险最大，因为许多公司都没有足够的网络风险缓解措施。由于网络风险增加，大型投资者拥有的公用事业公司增加了安全投资。这些投资从 1 亿美元到 4 亿美元不等--这是保护公用事业基础设施的巨大资金投入。
哪些现代化工作可保护基础设施免受网络攻击？
安全协议和IoT 为公用事业提供了多种现代安全选项。其中一些策略包括
- 专用蜂窝网络- 许多公用事业公司投资专用蜂窝网络，以获得更好的数据速度、灵活性、信号优先级，当然还有额外的安全性
- 使用现有的 IT 网络技术--公用事业公司将已用于业务运营的 IT 技术和运营网络纳入其中
- 针对特定应用的数据流控制- Digi 设备可通过编程创建 "数据二极管"，防止数据在不需要时流向设备，或只允许数据向一个方向流动
- NERC 关键基础设施保护标准- NERC CIP 为整个北美散装电力系统的技术和程序安全提供了一个共同的勤勉标准
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如何实现电网现代化？
升级公用事业基础设施中的所有设备在经济上并不现实。但使能技术可以在新设备和旧设备之间架起桥梁。这些技术包括IoT ，以及与监控和管理软件集成的通信设备。
在不更换每台设备的情况下实现公用事业基础设施现代化的方法包括
- 利用现代连接设备与传统技术通信-利用现代设备扩展与传统串行设备的网络连接，集中管理各种关键串行应用
- 结合蜂窝 网络管理资产- 管理和跟踪典型的配电资产，如电容器组、重合器变电站以及计量、电能质量管理、需求响应和负荷削减
- 部署专用蜂窝网络- 开始取代传统的高级计量基础设施 (AMI) 通信系统，以便更好地实时了解能源使用情况
公用事业公司如何将可再生能源安全接入电网？
将可再生能源安全地连接到现有的公用事业基础设施是发电、输电和配电公用事业面临的一大挑战。目前正在制定许多不同的法律，而且这些法律经常变化。在将可再生能源接入电网时，请考虑以下策略：
- 选择可靠的解决方案合作伙伴--值得信赖的行业合作伙伴提供的通信设备不仅能满足所有法律要求，还能为关键任务基础设施提供最高级别的安全性和可靠性。
- 采用符合国际标准的技术--有一种新的国际通信标准叫做 GreenPHY。GreenPHY 可连接车辆和充电基础设施，并提供先进的通信功能。
- 投资于可靠的网络连接- 商业、工业和消费领域的太阳能发电集成正在发生快速变化。公用事业部门需要更新技术来监控电力传输、管理流程和 SCADA 系统。可靠的网络连接使公用事业部门能够通过有线连接和通用射频产品连接到更广泛的生态系统。
电力公司如何将IoT 技术与传统基础设施相结合？
现场有大量设备。部分基础设施具有网络连接功能，但大部分仍依赖串行端口。想想基荷和传统调峰电厂、中间变电站和配电线路监控设备。
然而，这种基础设施很难更新，因为它对任务至关重要，需要大量的测试和验证。让这些设备离线进行维护既冒险又耗时。
这正是 Digi 网关和连接解决方案可以提供帮助的地方。我们的设备将通信功能下放，使其更易于维护和管理。Digi 提供集中管理功能，可对现场的数千台设备进行无缝更新，而不会影响公用事业基础设施的运行。
连接所有关键资产意味着提高可靠性、实时获取信息、增加管理灵活性、通过专用网络提高安全性，甚至在必要时无缝过渡到 5G。
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5G 对公用事业基础设施现代化有多重要？
5G 为视频和自动驾驶汽车通信提供了高带宽和低延迟。但 5G 还提供了公用事业更需要的功能，如根据优先级分割数据的能力。
目前的 5G 部署服务于人口密集地区。未来几年，无线电芯片组将为大量关键基础设施提供具有成本效益的连接。它们将使用更低的频率，以获得更好的穿透力和范围。它们将使不同种类的通信相互分离。随着我们迈向 5G 分段技术，时间敏感网络与蜂窝网络的整合将变得更加可行。
Digi 的CORE®插入式 LTE 调制解调器可灵活部署各种最合理的技术标准。对于基础设施部署后可运行长达 20 年的公用事业公司而言，插入式调制解调器可提供最新的蜂窝技术，而无需对通信网络进行大的改动。该技术还允许在公共蜂窝网络和 CBRS 专用蜂窝网络之间切换。
Digi Solutions 为公用事业基础设施现代化提供端到端连接解决方案
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这就是 Digi 提供帮助的方式。35 年来，Digi 一直在为一些世界领先品牌设计和实施关键任务连接解决方案。我们在可扩展的基础设施管理连接解决方案方面拥有丰富的专业知识，可通过各种蜂窝和有线网络整合关键任务远程通信，帮助公用事业公司成功地实现发电、输配电和智能计量基础设施的现代化。
Digi 专门制造连接产品，以确保在长达数十年的部署过程中无故障运行。与管理系统集成意味着运营商可以远程管理和检查所有关键的传统和新型基础设施设备的连接情况。Digi 解决方案通过保持通信路径的安全和隔离，帮助满足 NERC CIP 对安全和最佳实践的要求。我们设计的系统结合了用于监控和警报的边缘智能。最终，我们的端到端解决方案将不同年代的设备整合在一起，并将它们无缝连接到运营机构。
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