智能電表——科技讓生活更美好

張俊卿

摘要：本文討論智能電表如何幫助電力公司監(jiān)測(cè)電能的使用狀況。利用這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，電力公司能夠與用戶一起達(dá)到降低能耗的目的，整合各種可再生能源，最終實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保的運(yùn)行目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)? 智能電表? 電能管理

引言

現(xiàn)今的電力公司以及消費(fèi)者均對(duì)于智能電網(wǎng)所具備的一系列好處予以了認(rèn)可。但是對(duì)于在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中智能電表可不可以將自身效益加以發(fā)揮這個(gè)方面業(yè)界尚有許多不同的想法。本文重點(diǎn)對(duì)于智能電表怎樣對(duì)電力公司監(jiān)測(cè)電能的使用情況予以幫助這個(gè)方面進(jìn)行論述。并將改監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)加以合理利用，電力公司可以和用戶達(dá)到共同的目的——降低能耗。而當(dāng)這一天真正到來的時(shí)候，最大的贏家便是環(huán)境。

1 智能電網(wǎng)的涵義

智能電網(wǎng)，對(duì)于多數(shù)人來說，只是對(duì)于房屋當(dāng)中新電表和氣表以及水表的統(tǒng)稱罷了;但是，還對(duì)于有些人來講，安裝在建筑外面的有害高頻輻射源就是智能電網(wǎng);智能電網(wǎng)對(duì)于另外一些人來講，則為一種新網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)把所有耗電的對(duì)象連接在一塊。半個(gè)多世紀(jì)的微利運(yùn)營(yíng)后，對(duì)于電力公司來講，他們?cè)缇蜎]有任何積極性來將其現(xiàn)在存在的基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行升級(jí)。不光這樣，消費(fèi)者對(duì)于沒有概念地消費(fèi)資源已經(jīng)變成了一種習(xí)慣，只要在該月月底乃至更長(zhǎng)的時(shí)間之后對(duì)電費(fèi)賬單進(jìn)行支付便可。智能電網(wǎng)作為一種新網(wǎng)絡(luò)是將現(xiàn)有的電力基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了完全的覆蓋。其在發(fā)電和配送乃至消耗環(huán)節(jié)分別進(jìn)行能源的量度，而后經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行量度結(jié)果的傳送。消費(fèi)者以及電力公司間的通信是允許智能地對(duì)于電網(wǎng)情況制定決策。智能電網(wǎng)可以允許我們還有電力公司方面訪問能源信息的速度加快，在這點(diǎn)上是和智能手機(jī)對(duì)于我們獲知信息的渠道的概念是一致的。倘若可以將每臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備的能耗進(jìn)行量度，并且將其向電力公司采用了新技術(shù)的和管理的計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行反饋，然后把信息向消費(fèi)者進(jìn)行提供以便其進(jìn)行相關(guān)的查詢等，這是一種怎樣的情形想必大家都可以想象到了。可以肯定的是，對(duì)于浪費(fèi)能源設(shè)備和節(jié)省能源還有保護(hù)環(huán)境的機(jī)會(huì)，我們都可以經(jīng)由這種認(rèn)知來對(duì)其在第一時(shí)間進(jìn)行判斷。

2 智能電表概述

2.1 智能電表的概念 智能電表，其主要的功能是把家庭抑或是商業(yè)消耗的電能加以記錄，并且將數(shù)據(jù)送往電力公司（以15分鐘為一間隔）。這項(xiàng)被稱為“能源計(jì)量”的任務(wù)發(fā)生于儀表的內(nèi)部。保證精確以及可靠在能源的計(jì)量的過程當(dāng)中是及其必要的，這極大的方便了電力公司對(duì)于耗電量的準(zhǔn)確把握，而且這不會(huì)造成在消費(fèi)者那里多收費(fèi)這一情況的出現(xiàn)?，F(xiàn)在很大一部分的現(xiàn)代計(jì)量都是經(jīng)由半導(dǎo)體器件來完成的。集成電路也承擔(dān)給電力公司傳回?cái)?shù)據(jù)的過程。這些器件要么采用電力線來作通信線，要么便使用無線通信方式。其射頻輻射小并且在射頻很難穿透的環(huán)境當(dāng)中是比較適合的，這也是電力線通信的一大優(yōu)點(diǎn)。電表只是智能電表的一種形式罷了，其還應(yīng)用于家庭還有商業(yè)建筑等等情況。當(dāng)對(duì)測(cè)量裝置，（有些情況下還將通信裝置包含其中）進(jìn)行配備之后，數(shù)據(jù)中心還有工廠乃至電器便由此實(shí)現(xiàn)了智能化。能源計(jì)量指的便是這些信息經(jīng)由測(cè)量能耗送回至電力公司或者是家域網(wǎng)的過程。能源計(jì)量也被再生能源所依賴。一個(gè)很常見的例子就是對(duì)建筑物太陽能板所產(chǎn)生的電能進(jìn)行計(jì)量。有效的能源計(jì)量是要精確并且可靠的。

2.2 智能電表的主要作用 智能電表作為智能電網(wǎng)的重要的一部分，以電力公司的角度來說是提供了一個(gè)降低峰值負(fù)荷的機(jī)會(huì)。而對(duì)于電力公司來講，一項(xiàng)十分苦難的挑戰(zhàn)是管理高峰期的能耗。

3 以智能電表為基礎(chǔ)的電能管理模式

可以試想這樣一個(gè)畫面：在一個(gè)夏季的周末，天氣十分炎熱，在早上起床前耗電量較低。在起床以后，您所增加的電網(wǎng)負(fù)荷伴隨著電視的打開和咖啡壺還有部分照明燈的開啟而逐漸增大;在這之后，您開始使用計(jì)算機(jī)，緊接著便是打開那間屋子的空調(diào)了。因?yàn)樵诠S里，工作設(shè)備會(huì)在白天的工時(shí)間產(chǎn)生相當(dāng)大熱量，以至于全天都需要使用空調(diào)來對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在工作日后，人們還要在家中使用空調(diào)以及電器，電能的需求量進(jìn)持續(xù)變大。耗電量的高峰一般都是在傍晚時(shí)分，耗電量較少的時(shí)候是當(dāng)溫度下降還有人類的活動(dòng)變少時(shí)。因?yàn)槎敬蠖嘤惺褂锰烊粴饧訜岬那闆r，所以對(duì)于的電力需求的還不至于那么高。

3.1 傳統(tǒng)的電能管理模式 對(duì)于電力公司應(yīng)怎樣管理波動(dòng)性的電能需求這方面，筆者認(rèn)為應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：首先，可供給電力公司來進(jìn)行儲(chǔ)存的電能的選擇是很少的。峰值需求要求了電力公司必須有強(qiáng)大的發(fā)電設(shè)施來對(duì)其進(jìn)行滿足，要對(duì)斷電狀況進(jìn)行避免還要求其具備相當(dāng)?shù)脑Ａ?。火力發(fā)電廠以及水力發(fā)電二者結(jié)合的方式也被一些典型的電力公司所采納，以此來對(duì)基本負(fù)荷的供電加以保證。及時(shí)上述的發(fā)電途徑都為電力的主要來源，但是其中水力發(fā)電的響應(yīng)速度過慢，變化著的需求量難以被這種方式所滿足。天然氣渦輪機(jī)還有石油的響應(yīng)速度較快，所以可以將電能的供應(yīng)量予以加大，從而使得用電量的變化需求以及整天的用電高峰予以滿足。在陽光充足的白天，可以為日間的供電有一定積極作用的還有太陽能裝置。以上便是電力公司長(zhǎng)時(shí)間以來供應(yīng)以及管理電力的方式。

3.2 以智能電表為基礎(chǔ)的電能管理模式 再想象一下這樣的畫面，在夏季的某一天，天氣十分炎熱，某個(gè)場(chǎng)合被全面部署了可靠通信能力很高的高精度智能電表。該智能電表在白天供電需求量增大的時(shí)段會(huì)間隔一刻鐘把實(shí)時(shí)用電量數(shù)據(jù)發(fā)至上級(jí)電力公司使之可以快速判斷用電的峰值點(diǎn)。電力公司便經(jīng)由該用電量數(shù)據(jù)實(shí)行這樣的措施——分時(shí)計(jì)價(jià)。根據(jù)這個(gè)規(guī)則，假若用戶在高峰期間用電便需要支付高昂的費(fèi)率。商業(yè)用戶抑或是消費(fèi)者乃至數(shù)據(jù)中心均選擇由電力公司或者是第三方控制其電氣系統(tǒng)以降低電費(fèi)或者是節(jié)能。電力公司在氣溫升高的情況之下會(huì)對(duì)空調(diào)機(jī)的溫度監(jiān)控器進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，只需使家庭還有辦公室的溫度進(jìn)行略微的升高就能達(dá)到最終的目的——節(jié)能。最終的用戶對(duì)這樣的自動(dòng)中斷服務(wù)甚至都感覺不到。電力公司在中午的時(shí)候會(huì)實(shí)時(shí)將來源于風(fēng)能抑或是太陽能系統(tǒng)的再生能源予以反饋。這些可以為電網(wǎng)提供可觀的電力且輸送至最近的用電設(shè)施的電力來源就是分布式發(fā)電。電力公司啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)會(huì)因?yàn)閷?duì)于分布式發(fā)電利用變得更少，那些發(fā)電機(jī)缺少可再生能源環(huán)保，都是采用的燃油。電力公司的發(fā)電負(fù)荷會(huì)因精確的測(cè)量數(shù)據(jù)以及良好的控制機(jī)制而減輕，且允許預(yù)留更低的裕量。倘若將來負(fù)荷增大，那么只需插入充電站的電動(dòng)汽車便能做到自動(dòng)切換至供電功能來向電網(wǎng)進(jìn)行電能的輸送。

綜上，高峰期的峰值載荷完全可以經(jīng)由智能電網(wǎng)達(dá)到降低的目的，不單單節(jié)約了電能，也是的所需要的發(fā)電總量大大降低。智能電網(wǎng)的強(qiáng)大的靈活性這一強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)還可以保證在非高峰期時(shí)以更大的容量進(jìn)行工作，以方便為了早時(shí)被用作電源的電動(dòng)汽車進(jìn)行充電，一定程度上保證了消費(fèi)者使用空調(diào)的時(shí)間得以延長(zhǎng)。在理想的情況之下，清潔能源可用作晚間的電力的來源，譬如說水力發(fā)電站還有其他形式的可再生能源。

4 以可再生能源為基礎(chǔ)的分布式發(fā)電模式的分析

4.1 現(xiàn)實(shí)結(jié)果 降低峰值負(fù)荷最終都會(huì)被電力公司或者消費(fèi)者所同意，可再生能源的分布式發(fā)電使用將會(huì)極大程度地降低我們對(duì)于環(huán)境資源的依賴程度。也許會(huì)存在這樣的聲音，這些“理想狀態(tài)”聽起來很好，但是，我們?nèi)匀恍枰鹊瓤?。看看這一切是不是可以平滑過渡，不局限于時(shí)間或者是地點(diǎn)，其都可以保證運(yùn)轉(zhuǎn)的正常進(jìn)行。倘若電力公司以及消費(fèi)者一起來努力為節(jié)能做貢獻(xiàn)，那么將對(duì)智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)不存在任何疑問，但是，這在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中是不是可行的呢？

4.2 遠(yuǎn)景展望 現(xiàn)今，世界上的多數(shù)國(guó)家均先后對(duì)智能電表投資計(jì)劃予以制定。依照相關(guān)的數(shù)據(jù)得知，智能電網(wǎng)經(jīng)由在再生能源的整合和節(jié)能，降低用電量的方面都為改善環(huán)境做出了巨大的貢獻(xiàn)。但倘若電網(wǎng)的規(guī)劃不盡合理且與消費(fèi)者的參與相脫離抑或是對(duì)消費(fèi)者沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)，那么，這是沒辦法使得利益實(shí)現(xiàn)最大化的。消費(fèi)者的意識(shí)的增強(qiáng)不可能經(jīng)由機(jī)器控制來實(shí)現(xiàn)。智能電表和太陽能板以及電動(dòng)汽車只是供人們?nèi)粘Ｋ褂玫墓ぞ?。智能電表的成功與否取決于你與我——我們這些聰明的消費(fèi)者。

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