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从美国的智能电网看物联网的本质(1)

“智慧地球”的概念则主要出自IBM的美国智能电网计划,它的精髓在于:智能电网计划是一个全面向第三方开放的公众性网络,而不再是过去那种属于电力公司的封闭系统。

智能电网,在具体的运作上有三个层面的含义。首先是利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控,然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合,最后通过对数据的分析、挖掘,达到对整个电力系统运行的优化管理。

简单地说就是通过传感器把各种设备、资产连接到一起,形成一个客户服务总线,从而对信息进行整合分析,以此来降低成本,提高有效率,提高整个电网的可靠性,使运行和管理达到最优化。

通过使用传感器、计量表、数字控件等分析工具,自动监控电网、优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电,消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。

智能电网在基本概念上有四个主要元素:首先,就是整个系统是开放性的,它将向所有的第三方参与者提供全面的开放。其次,是一个数字化的系统,有更多的传感器,连接很多的资产和很多的设备,而所有的这些,都用数字化将它们装备起来,这样,我们就可以通过数字信号对它们进行操作。还有,它拥有一个数据的整合体系和数据的收集体系,这个是共同的信息模式的基础平台。最后,是这个平台不仅仅是起着信息交换的作用,它还具备了对数据进行分析的能力,通过对这些已经掌握的这些数据进行相关的分析,就可以达到优化运行和管理的目的。

对于电网来说,它主要有这样的几个特点,一个是它的存储性能很差,这样就使得他在用电高峰的时候往往不够用,而在用电的低俗的时段上又用不完,以至于白白地被浪费掉了;另一个是电能在传播的过程中会出现损耗,在同等的条件下,传输的距离越长,这个线路上的损耗也就越大,同样,这些损耗也是被白白地浪费掉的,而这些浪费所造成的成本,所自然地就用消费者来承担。

通过电网的智能化,首先可以在一定的范围之内解决用电高峰与低峪的矛盾问题,就是通过经济手段作为杠杆,让用户尽量在低俗时使用电能。

比如说,一家大的旅馆,通过建立一个大冰库,来利用晚上用电低谷的时间将整个冰库冷凉起来,让里面的水全部都结成冰块,到了白天,再让冰库中提取冷气,这样一来,这家族馆的空间系统就不用在白天用电来制冷,而只在晚上制冷,白天抽风,因此实现了错峰用电,从而达到节能省钱的目的。

但是,这样的做法,对于这样为人们节能的旅馆,如果都是使用同一个标准的电价的话,在经济上是不合算的,能量在转化的过程中,肯定会出现一定比例的消耗,因此,这样一来,节电为民的旅馆,就要在它的为民项目上受到惩罚――要交比别人更多的电费,这显然显得很荒唐。

出现这种荒唐结果的原因,是因为电网系统没有具备分段计价的能力。

而智能电网的设计,原因之一就是要解决这种类似的问题。

在智能电网体系中,电表是一个重要的传感器,通过数字化的电表,可以记录下用户是在什么时候用去了多少电。

在此之前,电表只是达到了自动的读取,是单方面的交流,不是双方的、互动的交流,而如果实现了双向的交流之后,电力供应机构就能精确地知道用户的用电规律,从而对需求和供应有一个更好的平衡。

由于有了这样的智能电网计费系统,对于个人用户来说,再过几年,也许你的用电方式会发生这样的改变:把烧热水、熨衣等可调时间的家务挪到了深夜,因为这一时段的电价比白日要便宜几倍。

比如说,在电力供应的高峰期或是需求超过供给的时候,根据实时的客户用电量提高价格。这个时候,聪明的用户就会把自己家里可以替代能源的设备打开(比如说太阳能设备),或者是选择错开用电高峰时段。这样就会形成比较灵活的供电模式,避免在用电高峰期出现停电等讨厌的事情,并提高电力公司的收益。

智能电网需要解决的另一个问题就是减少不必要的传输距离问题,通过对用电情况的精确掌握,从而使得对电能进行精确的调度,从而实现节能的目的。

来源:《物联网与云计算》
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