將物聯網應用于EPES帶來了一些優勢，但也存在一些弱點，如連接性、電源管理、傳感復雜性和安全性。為了克服這些挑戰，采用了各種方法來幫助實現“智能網絡安全電力網絡”的愿景。

連通性的挑戰

物聯網設備包含多種連接協議，如Wi-Fi、ZigBee和BLE，用于傳輸數據。這些協議運行在相同的頻段上，即2.4 GHz，這可能會產生干擾并導致網絡質量顯著下降。為了克服這一挑戰，部署了無線融合模塊，這可以處理多個協議并避免共存的挑戰。

智能電機控制

空調（圖 1）是電網中的主要耗電設備。雖然具體的能效標準因地區而異，但所有設計都需要實施先進的電機控制和功率因數校正 (PFC) 算法，以達到目標額定值并滿足功率因數規格。

控制空調中的每個電機（壓縮機、冷卻風扇）可能需要一個以高達 20kHz 的頻率運行的控制環路。另一方面，PFC 通常需要高達 50kHz 的工作頻率。因此，為了可靠地實施多個高頻控制環路，微控制器(MCU) 必須能夠在幾乎無延遲的情況下迅速高效地處理計算。?

智能數字電源

對于數字電源，目標是更高效地創造可再生能源，以及更高效地轉換和使用能源。例如，太陽能市場趨向于從集中式大功率光伏逆變器轉向分布式低功率太陽能系統，例如微型逆變器和功率優化器。通常，每幾個太陽能電池板安裝一個此類微型逆變器和功率優化器，用于在復雜的日光條件下產生更低的能量損失和更高的效率。當在太陽能系統中添加更多此類模塊級電力電子設備時，實時 MCU 需要具有低成本，但仍要足夠強大，以便對其控制下的每個太陽能電池板執行最大功率點跟蹤。

全球范圍內能源利用需求不斷增長，因此需要高效、緊湊和穩定的電源。這一要求已經給電源轉換系統的設計人員帶來了挑戰：既要提供功率密集型設計，又要滿足“尺寸足夠小但性能高”系統的效率和快速瞬態響應需求。此外，推動將現有的模擬設計數字化以提高可擴展性，也引發了對低成本、高性能實時 MCU 解決方案的需求。

網絡安全的挑戰

物聯網設備為節約能源，通常在處理能力上受到限制，這使得設備一旦連接到互聯網，就很容易成為攻擊者的弱小目標。最常見的網絡攻擊類型包括分布式拒絕服務(DDoS)攻擊和勒索軟件。過去發生過很多類似Mirai僵尸網絡攻擊的事件，影響了超過10萬個物聯網節點。通過使用氣隙網絡、大管道、異常檢測方法和流量過濾等安全技術，可以減少此類DoS攻擊。

總而言之，電力網絡的數字化是前進的道路，因為其提供了利益，無論是在貨幣方面還是在可持續性方面。物聯網在改變EPES方面發揮著重要作用，這也為研究人員開辟了一個令人興奮的創新領域。?