英特尔公司视频事业部高级首席人工智能工程师、全球首席技术官张宇博士

近年来，随着数字经济的不断发展，工业数字化转型正逐步进入“深水区”，智能制造面临着巨大的发展机遇。

行业报告显示，从2021年至今，全球智能制造市场增长了50%，约三分之二的制造商引入了智能生产设备来制造产品和维护生产线1。 与此同时，超过60%的制造企业采用先进的人工智能技术来提高生产和运营效率2。 全球智能制造市场预计将以18.5%的复合年增长率持续增长，到20273年将达到约2282亿美元。随着智能制造浪潮席卷全球，工业制造的发展成为其中之一。中国实现稳定增长和经济稳定的关键要素。 2022年，中国工业增加值总量将超过40万亿元，占GDP的比重达到33.2%； 制造业增加值占GDP比重达到27.7%，制造业规模连续13年居世界第一4。 中国制造业的规模效应和完整的产业链必将成为其在智能制造长期发展中的优势。

然而，在制造业蓬勃发展的背后，我们不能忽视能源利用效率的提升。 相关数据显示，工业能源消耗已占社会总能源消耗的24.2%5，实现智能制造低碳转型成为全行业升级的必由之路。

智能创新：

软硬件创新多维度推动可持续发展

长期以来，英特尔深耕制造业。 以多元化的产品组合和端到端的整体解决方案，推动工业互联网低碳化和数字化转型，并通过泛在计算、泛在连接、云化基础设施等“五强科技力量”到边缘，人工智能、传感和感知为行业转型提供价值，有助于实现可持续发展目标。

在此过程中，英特尔始终坚守其对可持续发展的长期承诺，努力从多个维度塑造一个更负责任、更包容、更可持续的未来。 早在1994年，英特尔就发布了第一份企业社会责任报告，设定可持续发展目标并进行持续跟踪。 不久前，英特尔还承诺到2030年在其全球业务中使用100%可再生电力； 到2040年，实现全球运营温室气体净零排放的目标。 我们还致力于减少我们自己的运营、供应链以及我们产品的营销和使用中的碳足迹。 到 2021 年，英特尔将节省超过 1.62 亿千瓦时的电力，并在运营中节省超过 93 亿加仑的水。 同时，我们还将温室气体排放量降低至 2%，垃圾填埋率降低至 5%。

同时，英特尔不断通过软硬件技术创新寻求新的突破，减少数据处理和传输过程中的碳足迹，加速实现“碳中和”和“碳峰值”目标。 在硬件方面，从2010年到2020年，英特尔笔记本处理器产品的计算效率提升了14倍。 在笔记本和台式机处理器产品中，英特尔已经开始采用大小核技术，从而兼顾了高性能和低功耗的要求。 英特尔计划到2030年将客户端和服务器微处理器产品的能效提高10倍，这将大大减少人们在日常学习和工作中产生的碳排放量。 为了提高服务器的整体能效，英特尔推出了模块化服务器技术和标准，将通过其高度灵活的扩展能力助力未来数据中心行业向低碳转型。 为了帮助数据中心提高可靠性和效率，英特尔还为用户提供了数据中心管理平台软件解决方案，帮助用户收集和分析数据中心各种设备的实时功率和冷却​​情况等数据，提供了坚实的基础用于智能决策。 根据。 此外，英特尔不久前发布了集成vRAN Boost的第四代英特尔®至强®可扩展处理器。 与上一代相比，这款处理器可以在不增加功耗的情况下提供两倍的容量，并节省高达20%的额外能耗，可以将工业互联网的每瓦性能提升一倍，满足其要求。 关键性能扩展和能源效率需求。

软件对于实现节能减碳也非常重要，尤其是在行业数字化转型的过程中，软件定义已经成为大势所趋。 我们不仅可以通过软件充分利用硬件功能，还可以将分布式组件有机地连接起来，形成一个端到端的系统，使系统效率最大化。 为此，英特尔创建了软件工具以通过单一解决方案支持多种架构。 通过英特尔工具包，开发者可以使用统一、开放、符合行业标准的编程模型，接入英特尔基于不同计算架构的产品。 这不仅可以释放底层硬件的性能潜力，还可以降低软件开发和维护成本，加速部署。 此外，为满足AI应用对算力和功耗的多样化需求，英特尔还推出了Deep ™。 ™，可以帮助开发者将在开放框架上开发的神经网络模型部署在基于不同架构的边缘平台上，进行人工智能推理运算。 开发者无需更改代码，即可在不同的硬件平台上运行程序，实现一次编写，任意部署，从而降低开发成本和能耗。

共同塑造未来：

以生态的力量在云网边缘建设低碳基础设施

为了让节能减碳技术直接服务于日常生产生活，英特尔还与生态合作伙伴一起进行了大量的创新和实践，不仅大力推动低碳数据中心的发展，还通过智能边缘计算设施持续构建低碳基础。

由于数据中心能源侧的碳排放主要来自IT设备和基础设施的功耗，英特尔主要通过定制化CPU设计、先进液冷技术和智能节能等方式助力数据中心低碳创新技术。 针对IT设备，英特尔通过CPU定制来匹配CPU配置和应用负载，从而提高芯片能效，帮助客户实现节能、降本、增效的目标。 基于此，我们与百度合作打造的CPU微架构设计，可以提升主频，增加核心数，提升能效比，在满足业务需求的同时，让性能更接近业务需求目标。 同时，英特尔还通过开创先进的液冷技术大幅节省了功耗，采用液冷技术的数据中心机房整体能效可提升30%以上。 随着数据中心单机柜功率密度不断提升，液冷技术也能带来更直接的散热优势。 为推动液冷技术的普及，英特尔与业界合作伙伴联合发布了《冷板液冷系统设计参考》，系统阐述了冷板液冷系统设计的相关要求以及未来液冷的规范。系统设计应遵循。 为数据中心液冷方案的设计与研究提供参考。 除了以上两项技术，AI能效管理系统也成为数据中心节能减排的关键要素。 英特尔与云创愿景公司合作，利用人工智能技术对数据中心机房高密度传感器采集的数据进行处理，达到实时控制的目的，平均能耗降低30%以上。

节能减碳技术不仅应用于后端数据中心，在边缘侧的应用也越来越广泛。 随着以机器人和人工智能为代表的数字技术发挥越来越重要的作用，英特尔正携手广泛的生态合作伙伴，加速中国机器人产业的发展，助力低碳基础设施建设。 例如，我们与天津新松智能有限公司合作，采用英特尔酷睿处理器+英特尔FPGA™工具包、工具包和工业边缘控制软件平台，共同开发工业检测机器人解决方案。 该方案可完成复杂场景下的高精度导航和智能路径规划，在任务执行、信息采集准确性、数据实时回传等方面具有高度自主性。 其中，FPGA为多传感器接入的同步和预处理奠定了基础； 核心处理器为新松工业巡检机器人提供计算能力基础； ™工具套件为新松开发视觉算法提供了预训练模型和必要的工具组件，该工具套件提供了3D点云数据优化和加速所需的工具组件，从整体上简化了视觉功能的开发，并且还支持跨Intel CPU、GPU、FPGA等硬件平台完成人工智能处理； 而工业边缘控制软件平台针对机器人运动控制的实时性进行了优化。 这种工业巡检机器人已经应用于偏远的风力发电站、太阳能光伏电站，实现了在无人值守的情况下完成设备巡检、诊断和故障排除。

展望未来，随着数字化转型的推进企业能耗管理系统API，越来越多的数字化应用将不断涌现，而这些应用离不开背后端到端的数字化基础设施。 英特尔将继续秉承“水利万物而不争”的生态之道，携手更多的行业伙伴，以软硬件并行发展的战略赋能端到端的智能数字基础设施，逐步实现目标低碳节能，努力创造改变世界的科技造福地球人！

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1、数据引用自PLEX发布的《智能制造现状报告》；

2. 引用自公开媒体报道的数据；

3、数据引用自已发布的《智能制造市场》报告

;

4.数据引用自公开资料；

5. 数据引用自Our World in Data 发布的《行业排放量》报告。

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周伯龙

上海嘉定安科瑞电气有限公司

1 系统设计目标和原则

1.1 电力能源管理系统的目标

高校电能智能管理系统作为高校能源管理的重要子系统，其主要目的是：提高高校供电系统的安全性，降低系统故障率[1] ; 改善用电质量，减少负载冲击[2] [3]； 提高供电管理效率，合理用电低成本； 监测二次机组用电量，为高校能源绩效考核提供依据。

1.2 系统参数监控要求

为保证供电安全、经济、稳定，供电系统需要满足一定的电能质量要求。 根据国家电能质量标准，系统需要监测供电系统的一些参数，包括：

(1)低压配电系统的运行状态，如：系统有功功率和无功功率补偿； 系统频率、变压器温度等；

(2)中压配电系统的电流、电压、功率； 低压配电系统的状态量，如：开关信号等。

1.3 网络硬件系统组成

高校拥有成熟、可靠、稳定的局域网、工控机、服务器、可视化终端等。

1.4 智能电表

智能电表包括智能电表、智能温控器等。为解决非新校区改造中用电单位分散落后的问题，采用小型化智能电表，全新小型模块化设计，计量精度高，安装方便 简单，性能可靠稳定，工作电压范围宽，防窃电，功耗低。 可直接安装在动力箱、配电箱或墙体保护箱内，便于配电系统加装低压表的改造。 智能电表通过标准通信接口将采集到的电量数据上传至数据集成服务器，然后将集成数据传输至能源管理系统中心，实现系统数据的实时动态采集和设备状态监控。

2 高校能源智能管理系统技术路线

2.1 系统结构

高校智能能源管理系统的设计目标是实现高校能源消耗的数据可视化、动态管理和节能指标化。 为了实现设计目标[5]，系统的总体结构可以基于分布式采集和集中管理的思想进行设计，如图1所示。系统总体结构包括实时数据采集终端、数据网关、数据传输网络、智能监控管理中心。

系统中电表管理模块的设计准则是对高校建筑用电进行分类分项。 分项用电是指一些特殊的用电，如照明、动力、空调等，这些用电是按照大学建筑所消耗的电能的各种类型来分类统计的。 电表管理模块基于B/S开发模式，采用实时通信和数据采集技术，结合分布式数据库，通过互联网发布数据，保证对各机组用电量的实时管理。 电表管理模块还可用于分析用电数据，有效实现高校各单位用电量的量化管理。

2.2 数据传输与通信

系统实现需要采用智能监控仪表、数据采集器数据传输终端、DTU数据传输终端和能源

源智能管理系统平台。

用电监控仪表：该方案通过在企业进线断路器开关下端加装校园用电监控仪表，同时

建议重新安装标准进线 CT 以及标准进线 PT，用于电流/电压测量功能。

数据采集​​器：用于通过RS485通讯功能采集所有用电监控仪表的用电信息，并上传至

在校园能源管理中心，数据采集器通过以太网通讯将数据上传共享至智能能源管理系统平台。

方便实时掌握学校用电情况。

DTU数据传输终端：利用GPRS无线通讯将数据采集器中的信息分别上传至校园能源管理系统

管理系统中心供决策部门实时掌握校园用电运行状况。

2.3 高校智能能源管理系统的主要功能

(1) 基本文件管理功能

系统权限管理——用户可以按照类别、角色、权限对系统进行管理和维护。

建筑数据管理——管理各种分类建筑的基本信息，如建筑的功能用途、建筑的结构特征、

使用寿命、建筑面积、用户数量、供电分区等基本信息，让能耗监管中心对每栋楼的情况一目了然。

(2) 能耗监测与报警

系统平台可以在线监控整个校园的动态能耗信息，并将这些能耗数据与相应的设备相结合

结合，现场管理人员可以了解和掌握关键设备的实时能耗状况、单位能耗数据、能耗变化趋势和

实时运行参数等信息[8]。系统平台实时采集、监控各环节能耗数据，整合校园用电信息

数据通过无线网络上传至能耗监控管理中心，根据预设的能耗报警条件，检测能耗超限区域。

报警，也可以通过插件开发包开发独立的实时能耗优化控制系统，科学制定

能源使用计划优化能源分配[9]。

(3)能耗统计分析

能耗统计分析是系统管理平台最重要的功能。 系统可采用统计方法，采用报表、曲线、

采用图表等形式，对不同建筑类型、不同区域的能耗进行对比分析。例如，系统可以可视化三

三维成像技术全面展示各区域能源分类分类数据，计算能源消耗总量，满足学校及相关部门对区域能源需求

能源统计和能源总量比较，协助学校能源部门控制能源消耗总量作为节能减排的指标

为决策提供有效依据。同时，全校教学过程中的所有用电数据，学校用电设备和

实时在线监测电网产生的谐波数据，并对过程中的异常数据进行报警[10]。

通过纵向对比水电气能耗管理系统云平台，找出周、月不同时段能源消耗过程中的浪费和隐患。

统计报告建立校园能耗设备评价体系，优化校园能源消耗，提高学校能源消耗效率，实现

节能减排。

(4)能耗公示、审计和绩效评价

系统具有强大的历史能耗数据追溯和分析功能，生成各类能耗数据报表和

曲线图：如用电量、设备单耗、主要耗能设备实时、历史能耗数据等多种方式查询分析

可追溯，可叠加、比较、分析各种参数的变化趋势，从而发现能源消耗的结构和过程

针对存在的深层次问题，提出改进和优化校园能源消费结构和方式的方案和建议。此外，还可以

公示各二级机组能耗审计结果和节能指标执行情况。 根据能源管理制度及各项职责

量化分析责任单位单位能耗，全校及相关部门能源利用效率和用水量

水平和能源经济性的审计、检测、诊断和绩效评估。

3 安科瑞电气推出高校能效管理解决方案---EDU校园能效综合管理平台

3.1 平台概览

-EDU校园能效综合管理解决方案，为高校提供校园能源统计、物流计费管理、校园运维管理等信息化管理平台。从分析高校当前和未来的能源使用问题和能源需求统一需求下的“源、网、荷、储、充”多视角、“实现能源互补、信息互通”等管理模式。 助力学校管理智能化、数字化、综合化，实现校园节能、绿色、低碳。

3.2 平台组成

- EDU高校综合能效管理平台采用开放式分层分布式网络结构，主要由设备层、传输层、数据层和应用层组成。 -EDU大学综合能效平台提供校园能耗实时在线监测、能耗数据统计分析、空调智能管理、能耗排名、节能评价、宿舍恶性负荷监测等功能.

3.3 平台架构

图1 安科瑞能效管理解决方案架构拓扑图

4 大学综合能源效率解决方案

4.1 校园电力监控运维

整合设备所有数据，综合分析、协同控制、优化运行、集中控制、集中监控、数字化巡检、移动运维，重新优化整合团队，减少人力配置。

4.2物流计费管理

采用先进的网络抄表支付管理技术，实现电、水、气等能源综合计费，实现远程抄表、费率设置、账单统计汇总等，支持微信、支付宝、刷卡等多种充值支付方式，以及可设定补贴计划。 通过能源付费管理，培养用能群体和部门的节能意识。

4.2.1宿舍用电管理

学生宿舍用电管控：可批量下发基本用电定额和定时开关机功能； 可进行恶性负荷识别，进行非法用电检测，获取非法用电跳闸记录。

4.2.2 储存水电费

校园超市、商店、食堂等个人用水、用电预付费管理

4.2.3 充电桩管理平台

在“源、网、充、储、充”的信息能源结构中，充电桩缺一不可。 充电桩应用管理也是校园生活服务中不可或缺的一部分。

4.2.4 智能照明管理

通过对高校路灯的全面监控，提供路灯的灵活、智能化管理，实现校园内任意线路任意路灯的定时开关、强制开关、亮度调节，以及灵活设置定时控制方案，确保路灯智能控制和运行。 高效节能。

4.3 能源管理体系

对校园水、电、气等接入能源进行统计分析，包括同比分析、环比分析、损耗分析等，了解能源消耗总量和能源流量。

根据校园建筑分类，收集统计各类建筑的用电量数据。 如办公楼、教学楼、学生宿舍等用电量，分类分析数据，提供领导决策，提高管理效率。

建立符合校园节能监管内容和要求的数据库，能自动完成能耗数据的采集，自动生成多种形式的报表、图表和系统的能耗审计报告，并能监控节能运行状况——消耗设备并设定控制策略以达到节能目标。

4.4 智能消防系统

智慧消防云平台以物联网、大数据、云计算等现代信息技术为基础，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智能烟感探测器、智能消防水利等设备连接成网络，并通过云平台对这些设备进行消防信息的实时动态采集、数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现火灾科学预警、网格化管理、实施多责任监管。

实现无人值守智能消防，实现智能消防“自动化”、“智能化”、“系统化”要求。 从防火，到火灾报警，再到控制联动，运行在一个统一的系统平台上，用户、安保人员、监管单位可以通过该平台直观地看到每栋楼内各种消防设备和传感器的状态。 遇有详细隐患、火灾等紧急和非紧急情况，可在几秒内，通过手机短信、语音电话、邮件提醒、APP推送等方式快速发送相关报警和事件信息。 及时通知相关人员。

5.平台部署硬件选择

5.1 电力监控运维平台

5.2物流计费管理

5.2.1 宿舍/商业预付费平台

5.2.2 充电桩管理平台

5.2.3 智能照明管理

5.3 能源管理体系

5.4 智能消防系统

5.4.1电气火灾监控系统

5.4.2 消防设备供电监控系统

5.4.3 防火门监控系统

5.4.4 消防应急照明及疏散指示系统

六，结论

本文以作者所在大学为背景，提出了构建高校电力能源智能管理系统的设想。 通过分析高校电力能源管理存在的不足,为高校电力系统改造和智能化管理系统建设提出有针对性的建议。 运用大数据分析管理手段，确保电能的高效利用，实现高校节能减排目标，建设绿色校园。