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目前，消費者和電力公司都一致同意智能電網(wǎng)具備眾多好處，例如：分時計價、精確計量，并可避免每月上門查詢電表讀數(shù)等麻煩。而智能電網(wǎng)是否在應用環(huán)境中切實發(fā)揮了實際效益?各方觀點并不一致。本文討論智能電網(wǎng)如何幫助電力公司監(jiān)測電能的使用狀況。利用這些監(jiān)測數(shù)據(jù)，電力公司能夠與用戶一起達到降低能耗的目的，整合各種可再生能源。當這一天到來時，環(huán)境就是最大的贏家。
啟發(fā)
“我還意識不到智能電網(wǎng)能夠給環(huán)境帶來大些好處”，當我告訴堂兄chris我所在的公司已經(jīng)涉足智能電網(wǎng)領域時，他說到：“我認為那只不過是電力公司提高電費的小把戲�！�
要在平時，我會打斷他，并大談智能管理能源和資源的好處，但我這個堂兄已經(jīng)在美國的北加州電力公司工作了15年。他并不是一無所知，所以我繼續(xù)聽他說下去�！半娋拖袼粯�，”他繼續(xù)說到：“從源頭流到所有的消耗點。安裝智能電表并不能節(jié)約能源，它只不過是在您消費時起到一個計量作用�！边@些論點的確符合邏輯。
而我確信智能電表是一個好東西，對經(jīng)濟、環(huán)境都有益處，能夠以更好的技術方案解決一個老問題。實際上，我還的確不知道電網(wǎng)如何降低能耗。我決定深入了解一下。
調查結果顯示，智能電表能帶給環(huán)境眾多潛在利益。通過先進的控制及規(guī)劃合理的智能電網(wǎng)，電力部門可直接與資源用戶通信，從而實現(xiàn)兩大關鍵功能：降低峰值負荷與分布式發(fā)電。這些功能有助于降低能耗，尤其是在緊要關頭。他們還有助于整合各種不同的再生能源，例如太陽能電池板、風車等。此外，從早期的實踐數(shù)據(jù)表明，智能電網(wǎng)的運轉是成功的。這些好處也推動了智能電表領域投資的大幅上升，以期進一步降低能耗。然而，一個顯而易見的問題是：如果缺少一個關鍵角色的參與，規(guī)劃再好的智能電網(wǎng)也不會為改善環(huán)境作出貢獻，這個重要角色就是：您，聰明的消費者。
什么是智能電網(wǎng)?
對有的人來說，智能電網(wǎng)只不過意味著房屋中的新電表、氣表和水表;對有的人來說，智能電網(wǎng)就是在建筑外安裝的有害高頻輻射源。而對于有些人，智能電網(wǎng)是一種將所有耗電對象連接在一起的新網(wǎng)絡。
很多人認為，如果托馬斯·愛迪生現(xiàn)在重返人間，也能輕易認出古老的電網(wǎng)。經(jīng)過75年的微利運營之后，電力公司幾乎沒有任何積極性來升級現(xiàn)有的基礎架構。不僅如此，消費者也已經(jīng)習慣于毫無概念地消費資源，然后在月底或更長的時間后支付電費賬單。
實際上，智能電網(wǎng)是一種新網(wǎng)絡。作為一種新網(wǎng)絡，它完全覆蓋現(xiàn)有的電力基礎設施。分別在發(fā)電、配送和消耗環(huán)節(jié)測量能源，然后在網(wǎng)絡上傳輸這些測量結果。電力公司和消費者之間的這種通信允許快速、智能地針對電網(wǎng)狀況制定決策。與智能手機加速我們獲取信息的渠道相同，智能電網(wǎng)允許我們及電力公司更快地訪問能源信息。如果能夠測量每臺關鍵設備的能耗，并反饋到電力公司管理的、采用最新技術的計算機終端，隨后在將信息供給消費者查詢，這將是一種什么樣的情形!毫無疑問，這種認知能夠讓我們及時判斷浪費能源設備以及節(jié)省能源、保護環(huán)境的機會。
智能電表(確切的說是儀表)記錄家庭或商業(yè)消耗的電能，并以15分鐘的間隔將這些數(shù)據(jù)送至電力公司。這項任務，稱為“能源計量”，發(fā)生在儀表內部。能源計量需要非常精確、可靠，以便電力公司準確了解耗電量，并且不會從消費者那里多收費。大多數(shù)現(xiàn)代計量都由半導體器件完成。Maxim的71M6541D就是一種這樣的器件，能夠精確計量典型家用電表的電量。
將數(shù)據(jù)傳回電力公司的過程也由集成電路完成。這些器件要么將電力線作為通信線，要么采用無線通信方式。電力線通信(PLC)的優(yōu)點是射頻輻射小，適合射頻難以穿透的環(huán)境，例如地下室。Maxim的MAX2991和MAX2992組成的完整芯片組能夠支持電表到電力公司的可靠通信。
智能電表不僅限于電表，還要進入家庭和商業(yè)建筑。當配備了測量裝置(有時還包括通信裝置)后，數(shù)據(jù)中心、工廠和電器全部實現(xiàn)“智能化”。測量能耗并將這些信息送回電力公司或家域網(wǎng)的過程稱為能源計量。再生能源也依賴于能源計量。計量建筑物太陽能板產(chǎn)生的電能就是一個常見的實例。有效的能源計量必須精確而可靠。Maxim的78M6612為各種應用提供高精度能源計量。
降低峰值負荷及分布式發(fā)電
從電力公司的角度講，智能電表(智能電網(wǎng)的一部分)提供了降低峰值負荷的機會。管理高峰期的能耗對電力公司來說是一項艱難挑戰(zhàn)。
我們可以想象在一個炎熱夏季的周末，早上7點起床之前耗電量非常低;起床之后，您會打開電視、咖啡壺及部分照明燈，從而使電網(wǎng)負荷增大;隨后，您將打開計算機，隨后就是工作間的空調。在工廠，由于白天工作設備會產(chǎn)生很大熱量，所以全天都需要開啟空調。工作日之后，人們回到家中并打開空調和電器，電能需求量進一步增大。耗電量通常在傍晚達到高峰，只要當溫度降低及人類活動減少時才開始下降。
電力公司如何管理這種波動性的電能需求呢?關鍵是：可供電力公司選擇儲存的電能非常少。沒有大型電池能夠儲存一座城市或大型電力公司服務區(qū)域所需要的電能。電力公司必須具備足夠的發(fā)電設施來及時滿足峰值需求，以及足夠的裕量來避免斷電。典型的電力公司將采用水力發(fā)電和火力發(fā)電廠相結合的方式，保證基本負荷的供電。兩種發(fā)電途徑都是電力的主要來源，但水力發(fā)電響應太慢，難以滿足需求量的實時變化。石油和天然氣渦輪機響應快速，因此可增大電能供應量，以滿足全天的用電高峰和用電量的變
