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采用双向通信实现智能电网的配电功能

  越来越清楚的是,智能电网不是由新设备定义的,而是通过在配电网上尽可能多的点添加安全可靠的双向通信来实现的服务。

  The Smart网格是一个现在被许多从未在公用事业或相关业务工作过的人认可的术语。在开展提升电网的产品和服务的企业以及专注于能源生产和分配的投资和研究的持续立法以及人们越来越认识到未来人们查看和管理其能源使用的方式将与今天。这些因素促使许多分析师预测,2008年至2013年间,新电网技术将投入超过2000亿美元,仅在美国就有超过530亿美元(资料来源:Pike Research)。这些新投资涉及广泛的产品和服务,但几乎所有产品和服务都专注于在整个配电网络中实现增强的监控和控制。这包括通过促进整个配电系统的双向通信和发电能力来捕获与电能质量,功耗和电网性能相关的更细粒度的信息。

  越来越清楚智能电网不是由新设备定义的,而是通过向分布网格上的尽可能多的点添加安全可靠的双向通信来实现的服务。显然,这将需要一些新设备,但它也需要创新,以最大限度地减少公用事业行业的搁浅资产。

  Digi International已经确定了推动智能电网效益目标所需的四项功能(图1):

  在回顾这些功能时,可以进行一些有趣的观察。首先,这些没有定义特定的网络技术,设备或传感器。它们是必须为能量分配框架中的所有设备(新旧设备)启用的功能。这些功能将需要存在于变电站中的设备,送料器,计量点,甚至家庭或企业内的扩展电网中。

  第二个观察结果是该值未由设备定义,而是利用这种通信和控制能力的业务应用程序。换句话说 - 无论这是五年前的新资产还是投资,这些能力都会带来好处。这些好处几乎普遍由业务功能而不是设备本身定义。一旦认识到这一点,就可以更容易地评估需要填补的技术差距。这些差距往往不是特定的设备或协议,而是机器对机器管理平台,可以轻松地将这些设备连接到适当的业务应用程序。在这一级别做出正确的决策将推动智能电网技术的加速部署,这些技术可以利用新旧配电设备。

  如前所述,预计到2013年全球智能电网将投入超过2000亿美元,但现有的电网资产远远超过这个数字。是否有可能增强这些解决方案,使其在支持双向通信,控制和发电服务方面更加可行?公用事业(和费率支付者)能否在不更换现有资产的情况下实现预计的智能电网投资收益的足够百分比?越来越多的通信公司试图解决这些问题,以加速智能电网服务的部署,并为大大小小的公用事业提供的各种商业案例驱动提供服务。

  业界正在密切关注智能计量技术的早期采用者,现在有几家公用事业公司宣布部署超过100万台。虽然这一进展令人印象深刻,但已有近1.5亿米已通过AMR通信技术实现自动化。显然,这些设备不提供所有间隔数据收集,远程断开功能或为最终智能电网部署所设想的其他增强通信服务。但是,今天有可能通过公共网络(蜂窝,宽带等)添加通信,以提供全面的HAN支持,从而提供消费者参与/能源管理服务。这些功能允许公用事业公司利用现有的计量投资为其客户提供广泛的需求方服务。例如,Digi International最近推出了一系列ERT网关,使超过4000万ERT仪表的所有者能够进行通信over IP网络解决方案。这允许公用事业公司利用其现有的计量资产来提供客户能源管理服务,验证需求响应测量,或查看一组仪表上的巧合负载以进行负载预测。虽然这显然不是智能计量平台,但它确实促进了一系列与许多智能电网业务案例一致的服务

  图3:北美AMR渗透率(来源:IMS Meter Report 2007 Edition)。此外,还提供将这些AMR设备转换为行业标准协议(如ZigBee Smart Energy Profile)的产品。通过将这些ERT模块连接到各种经认证的智能能源设备,可以最大限度地减少搁浅的资产风险,从AMR到智能电网的平稳过渡。图4:消费者对智能的参与能源设备。

  该行业将继续开发和扩展这些新技术所支持的用例,但提供能够提供面向未来的配电网灵活部署的工具对于推动早期技术的采用至关重要。这些AMR网关是通过利用机器对机器管理服务实现的,这些服务将公用事业应用程序(消费者能源管理门户,需求响应平台等)与其客户计量设备连接起来 - 这是使该技术具有商业可行性的关键发展。 br》响应网络和其他技术变化

  2008年2月18日,运营商不再需要先进的移动电话系统(AMPS),即更广为人知的模拟蜂窝网络。这一变化迫使该行业找到与数千个计量和分配设备进行通信的新方法 - 大多数部署在北美的商业公用事业客户。该行业并没有采用单一方法来解决这个问题,而是采用了能够满足各自业务需求的创新解决方案。对于某些公用事业公司来说,这有助于加速智能电网的部署 - 而其他公司则通过识别可以通过IP启用拨号调制解调器的技术来努力避免任何电表更换。这些决策并非基于最佳技术,而是基于最佳技术。基于业务驱动因素。对于智能电网部署也是如此。没有(也没有)单个软件或通信解决方案适用于所有公用事业业务功能。现实情况是,许多通信解决方案 - 公共,私有,有线和无线 - 都可以并将为整个智能电网生态系统做出贡献。每种技术都提供了一组独特的性能,成本,可靠性和安全性目标,这些目标可以区分,但不会削弱它们对整个系统的贡献。

  该行业面临的挑战不是确定所需的通信解决方案,而是在广泛的网络上开发高效,安全和可扩展的连接。这个“中间件”管理平台将成为智能电网的关键部分,不仅必须为新技术提供支持,还必须管理已部署的设备和技术。最重要的是,许多M2M管理平台将公用事业的应用程序与特定的通信网络隔离开来,允许在不中断现有系统的情况下部署新技术。

  所有的联合力量智能电网中使用的网络技术旨在对时间敏感的能耗数据进行收集。无论是使用电力线载波,光纤,蜂窝或专有无线通信,目标都是确定使用的能量,更重要的是,何时使用!如果我在高峰时间通勤到办公室,我使用的气体远远多于当天中间;因此,我的成本(环境和经济)远高于我试图改变我的驾驶模式。能源消耗也是如此。如果我在“电力高峰期”使用电力,公用事业的成本要高得多 - 但在大多数情况下,他们无法将额外的成本转嫁给消费者。

  智能电网是第一个广泛的目标使公用事业公司能够更好地将成本映射到价格,从而加强对基于时间的费率结构的支持和采用。这将极大地增加对“能源仪表板”工具向消费者传达速率和消费数据的需求,并将迅速扩大积极参与负载转移计划的人数。

  再次,这些挑战没有定义特定的网络技术 - 而是一个信息和控制生态系统,它将利用许多网络 - 有线和无线 - 来促进交互式,可靠和高效的能源输送网格。选择允许您的应用程序独立于通信网络运行的软件服务将最大化公用事业公司利用现有资产的能力,同时有助于未来证明投资。

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