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智能电网的智能化是如何实现的？资料下载
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2021-04-14
杜喜喜
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作者：David Askew, Mouser Electronics
智能电网生态系统的覆盖范围很广，也具备相当的复杂性。有人说，对于不同的人来说“智能电网”意义不同，在某种程度上，这种说法符合事实。智能电网的完整描述超越技术之外，也许最佳的描述是指明它的概念和目标。从最高层次上讲，智能电网可以理解为对提升电网效率和可靠性有帮助的所有技术、标准和实践。
概念上讲电网被设计为难以沟通的“哑巴”式---创建时仅考虑单向流动：从发电站到消费者的单向电力流动以及从电表到电力供应商的单向通信。但这种系统已经过时，而且维护成本越来越高。智能电网寻求克服这些限制，通过电力和信息的多向流动来达到更佳的效率和可靠性。在过去，这一特性相当难实现并且不切实际，但随着无线网格网络、电力线通信（PLC）、先进计量基础设施（AMI）等现代技术的出现与成熟，双向通信目前已经可以实现。
智能电网信息的双向流动意味着消费者更大程度地参与，或至少存在这样的潜力。能源动态定价——双向通信带来的一个特性——为所谓的“需求响应”打开了大门。需求响应计划，为减少需求高峰时消费者的能源消耗，为他们提供了信息以及价格激励机制。但并非所有都依赖于消费者；智能型家电可以通过追踪能源的动态定价（“到设备的价格”），来调整其行为或者运行时间，从而最少化消费成本，并最大程度地降低电网需求的“峰值”。
削减峰值的严重程度，也被称为“调峰”，是提高电网的效率和可靠性，并降低其运行成本的关键策略。目前的状况是，大量昂贵的基础设施存在的意义仅是为了处理尖峰发生时的电力需求，并避免大范围停电。事实上，据美国能源部调查显示，10％的发电设备，以及25％的分发基础设施，使用时间只有5％。如果没有显著的改变，随着峰值需求继续超越平均需求水平，统计数字只会持续恶化。
除了使用需求响应策略，以稳定居民消费负载，智能电网也需要增强敏捷反应。实现这一点的一种方法是使用分布式发电和分布式存储。目前，大部分电能是由相对少的来源产生的，并且消费者必须立即使用否则将造成最终浪费。无法储存足够数量的能源，是将大量可再生和“不可分发”资源集成到电网中的一个主要障碍。一种解决方案涉及到房屋或居民区储存能量——非高峰时从电网低价获取能源，或通过太阳能发电等——在高需求时期将储能回售电网。有趣的是，电动车（EV）已经可用于此目的的可行存储设备。这种思路的成功，当然，将取决于电动车的未来摄取以及一些其它因素。不管怎样，很明显，一个智能电网必须支持多向电力流的基础设施——当前的电网对它支持得很差。
智能电网技术承诺一个灵活和健壮的电网，提供诸多优势，包括分布式存储，动态能源价格，以及对可再生能源的更大支持力度。智能电表设备的出现意义重大，而且智能电网技术不断从每一项新创新中获取澎湃动力。尽管电网生来“哑巴”，但贸泽电子将提供最新的产品和工具，以帮助提升其智能化。
作者简介：
David Askew是贸泽电子的一名技术专家，专门从事嵌入式系统和软件工作。他拥有美国德州大学阿灵顿分校的电子工程学士学位。
(mbbeetchina)
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