采用雙向通信實現(xiàn)智能電網(wǎng)的配電功能

越來越清楚的是，智能電網(wǎng)不是由新設(shè)備定義的，而是通過在配電網(wǎng)上盡可能多的點添加安全可靠的雙向通信來實現(xiàn)的服務(wù)。

The Smart網(wǎng)格是一個現(xiàn)在被許多從未在公用事業(yè)或相關(guān)業(yè)務(wù)工作過的人認(rèn)可的術(shù)語。在開展提升電網(wǎng)的產(chǎn)品和服務(wù)的企業(yè)以及專注于能源生產(chǎn)和分配的投資和研究的持續(xù)立法以及人們越來越認(rèn)識到未來人們查看和管理其能源使用的方式將與今天。這些因素促使許多分析師預(yù)測，2008年至2013年間，新電網(wǎng)技術(shù)將投入超過2000億美元，僅在美國就有超過530億美元（資料來源：Pike Research）。這些新投資涉及廣泛的產(chǎn)品和服務(wù)，但幾乎所有產(chǎn)品和服務(wù)都專注于在整個配電網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)增強的監(jiān)控和控制。這包括通過促進整個配電系統(tǒng)的雙向通信和發(fā)電能力來捕獲與電能質(zhì)量，功耗和電網(wǎng)性能相關(guān)的更細(xì)粒度的信息。

越來越清楚智能電網(wǎng)不是由新設(shè)備定義的，而是通過向分布網(wǎng)格上的盡可能多的點添加安全可靠的雙向通信來實現(xiàn)的服務(wù)。顯然，這將需要一些新設(shè)備，但它也需要創(chuàng)新，以最大限度地減少公用事業(yè)行業(yè)的擱淺資產(chǎn)。

Digi International已經(jīng)確定了推動智能電網(wǎng)效益目標(biāo)所需的四項功能（圖1）：

創(chuàng)建：用于捕獲信息和提供控制服務(wù)的設(shè)備和傳感器。

收集：允許數(shù)據(jù)和控制服務(wù)發(fā)生的通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)。

管理：用于管理所有連接設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)操作環(huán)境。

利用：將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可操作信息并帶來好處的業(yè)務(wù)應(yīng)用程序。

圖1：成功智能電網(wǎng)所需的功能。

在回顧這些功能時，可以進行一些有趣的觀察。首先，這些沒有定義特定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)備或傳感器。它們是必須為能量分配框架中的所有設(shè)備（新舊設(shè)備）啟用的功能。這些功能將需要存在于變電站中的設(shè)備，送料器，計量點，甚至家庭或企業(yè)內(nèi)的擴展電網(wǎng)中。

第二個觀察結(jié)果是該值未由設(shè)備定義，而是利用這種通信和控制能力的業(yè)務(wù)應(yīng)用程序。換句話說 - 無論這是五年前的新資產(chǎn)還是投資，這些能力都會帶來好處。這些好處幾乎普遍由業(yè)務(wù)功能而不是設(shè)備本身定義。一旦認(rèn)識到這一點，就可以更容易地評估需要填補的技術(shù)差距。這些差距往往不是特定的設(shè)備或協(xié)議，而是機器對機器管理平臺，可以輕松地將這些設(shè)備連接到適當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)應(yīng)用程序。在這一級別做出正確的決策將推動智能電網(wǎng)技術(shù)的加速部署，這些技術(shù)可以利用新舊配電設(shè)備。

如前所述，預(yù)計到2013年全球智能電網(wǎng)將投入超過2000億美元，但現(xiàn)有的電網(wǎng)資產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個數(shù)字。是否有可能增強這些解決方案，使其在支持雙向通信，控制和發(fā)電服務(wù)方面更加可行？公用事業(yè)（和費率支付者）能否在不更換現(xiàn)有資產(chǎn)的情況下實現(xiàn)預(yù)計的智能電網(wǎng)投資收益的足夠百分比？越來越多的通信公司試圖解決這些問題，以加速智能電網(wǎng)服務(wù)的部署，并為大大小小的公用事業(yè)提供的各種商業(yè)案例驅(qū)動提供服務(wù)。

圖2：價值來自業(yè)務(wù)功能，而非設(shè)備。

更智能的AMR與消費者參與

業(yè)界正在密切關(guān)注智能計量技術(shù)的早期采用者，現(xiàn)在有幾家公用事業(yè)公司宣布部署超過100萬臺。雖然這一進展令人印象深刻，但已有近1.5億米已通過AMR通信技術(shù)實現(xiàn)自動化。顯然，這些設(shè)備不提供所有間隔數(shù)據(jù)收集，遠(yuǎn)程斷開功能或為最終智能電網(wǎng)部署所設(shè)想的其他增強通信服務(wù)。但是，今天有可能通過公共網(wǎng)絡(luò)（蜂窩，寬帶等）添加通信，以提供全面的HAN支持，從而提供消費者參與/能源管理服務(wù)。這些功能允許公用事業(yè)公司利用現(xiàn)有的計量投資為其客戶提供廣泛的需求方服務(wù)。例如，Digi International最近推出了一系列ERT網(wǎng)關(guān)，使超過4000萬ERT儀表的所有者能夠進行通信over IP網(wǎng)絡(luò)解決方案。這允許公用事業(yè)公司利用其現(xiàn)有的計量資產(chǎn)來提供客戶能源管理服務(wù)，驗證需求響應(yīng)測量，或查看一組儀表上的巧合負(fù)載以進行負(fù)載預(yù)測。雖然這顯然不是智能計量平臺，但它確實促進了一系列與許多智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)案例一致的服務(wù)

圖3：北美AMR滲透率（來源：IMS Meter Report 2007 Edition）。此外，還提供將這些AMR設(shè)備轉(zhuǎn)換為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（如ZigBee Smart Energy Profile）的產(chǎn)品。通過將這些ERT模塊連接到各種經(jīng)認(rèn)證的智能能源設(shè)備，可以最大限度地減少擱淺的資產(chǎn)風(fēng)險，從AMR到智能電網(wǎng)的平穩(wěn)過渡。圖4：消費者對智能的參與能源設(shè)備。

該行業(yè)將繼續(xù)開發(fā)和擴展這些新技術(shù)所支持的用例，但提供能夠提供面向未來的配電網(wǎng)靈活部署的工具對于推動早期技術(shù)的采用至關(guān)重要。這些AMR網(wǎng)關(guān)是通過利用機器對機器管理服務(wù)實現(xiàn)的，這些服務(wù)將公用事業(yè)應(yīng)用程序（消費者能源管理門戶，需求響應(yīng)平臺等）與其客戶計量設(shè)備連接起來 - 這是使該技術(shù)具有商業(yè)可行性的關(guān)鍵發(fā)展。 br》響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和其他技術(shù)變化

2008年2月18日，運營商不再需要先進的移動電話系統(tǒng)（AMPS），即更廣為人知的模擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)。這一變化迫使該行業(yè)找到與數(shù)千個計量和分配設(shè)備進行通信的新方法 - 大多數(shù)部署在北美的商業(yè)公用事業(yè)客戶。該行業(yè)并沒有采用單一方法來解決這個問題，而是采用了能夠滿足各自業(yè)務(wù)需求的創(chuàng)新解決方案。對于某些公用事業(yè)公司來說，這有助于加速智能電網(wǎng)的部署 - 而其他公司則通過識別可以通過IP啟用撥號調(diào)制解調(diào)器的技術(shù)來努力避免任何電表更換。這些決策并非基于最佳技術(shù)，而是基于最佳技術(shù)?；跇I(yè)務(wù)驅(qū)動因素。對于智能電網(wǎng)部署也是如此。沒有（也沒有）單個軟件或通信解決方案適用于所有公用事業(yè)業(yè)務(wù)功能?，F(xiàn)實情況是，許多通信解決方案 - 公共，私有，有線和無線 - 都可以并將為整個智能電網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)做出貢獻。每種技術(shù)都提供了一組獨特的性能，成本，可靠性和安全性目標(biāo)，這些目標(biāo)可以區(qū)分，但不會削弱它們對整個系統(tǒng)的貢獻。

該行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)不是確定所需的通信解決方案，而是在廣泛的網(wǎng)絡(luò)上開發(fā)高效，安全和可擴展的連接。這個“中間件”管理平臺將成為智能電網(wǎng)的關(guān)鍵部分，不僅必須為新技術(shù)提供支持，還必須管理已部署的設(shè)備和技術(shù)。最重要的是，許多M2M管理平臺將公用事業(yè)的應(yīng)用程序與特定的通信網(wǎng)絡(luò)隔離開來，允許在不中斷現(xiàn)有系統(tǒng)的情況下部署新技術(shù)。

結(jié)論 - 設(shè)備管理是防范未來的關(guān)鍵

所有的聯(lián)合力量智能電網(wǎng)中使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)旨在對時間敏感的能耗數(shù)據(jù)進行收集。無論是使用電力線載波，光纖，蜂窩或?qū)Ｓ?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/1252/" target="_blank">無線通信，目標(biāo)都是確定使用的能量，更重要的是，何時使用！如果我在高峰時間通勤到辦公室，我使用的氣體遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于當(dāng)天中間;因此，我的成本（環(huán)境和經(jīng)濟）遠(yuǎn)高于我試圖改變我的駕駛模式。能源消耗也是如此。如果我在“電力高峰期”使用電力，公用事業(yè)的成本要高得多 - 但在大多數(shù)情況下，他們無法將額外的成本轉(zhuǎn)嫁給消費者。

智能電網(wǎng)是第一個廣泛的目標(biāo)使公用事業(yè)公司能夠更好地將成本映射到價格，從而加強對基于時間的費率結(jié)構(gòu)的支持和采用。這將極大地增加對“能源儀表板”工具向消費者傳達速率和消費數(shù)據(jù)的需求，并將迅速擴大積極參與負(fù)載轉(zhuǎn)移計劃的人數(shù)。

再次，這些挑戰(zhàn)沒有定義特定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù) - 而是一個信息和控制生態(tài)系統(tǒng)，它將利用許多網(wǎng)絡(luò) - 有線和無線 - 來促進交互式，可靠和高效的能源輸送網(wǎng)格。選擇允許您的應(yīng)用程序獨立于通信網(wǎng)絡(luò)運行的軟件服務(wù)將最大化公用事業(yè)公司利用現(xiàn)有資產(chǎn)的能力，同時有助于未來證明投資。