我們今天的大部分高耗能來自加熱/冷卻，烹飪，照明，洗滌和干燥。這些家用電器開始變得聰明，具有連接功能，可以讓他們自動化，以獲得智能計(jì)量和可變稅費(fèi)所帶來的好處。電力公司正在開始更好地管理能源需求，更有效地執(zhí)行負(fù)載平衡。
在實(shí)用/行業(yè)方面，數(shù)據(jù)聚合器/集中器在自動抄表（AMR）中形成重要組成部分。它通過將多個(gè)公用事業(yè)公司的儀表（電力，燃?xì)猓瑹幔┻B接到中央公用事業(yè)服務(wù)器來創(chuàng)建必要的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，獲取并報(bào)告重要數(shù)據(jù)。它還有助于將實(shí)際應(yīng)用的時(shí)間和日期數(shù)據(jù)同步到中央應(yīng)用程序服務(wù)器中，并實(shí)現(xiàn)用戶認(rèn)證和加密信息的安全數(shù)據(jù)傳輸。與電力儀表的通信由射頻無線或有線（電力線調(diào)制解調(diào)器）連接組成，使得能夠通過GPRS，以太網(wǎng)和GSM，POTS或UHF / VHF網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒牍檬聵I(yè)服務(wù)器。
據(jù)派克研究所估計(jì)，到2020年將有9.63億臺智能電表和6,300萬個(gè)能源管理用戶。這反過來將為公用事業(yè)機(jī)構(gòu)為客戶提供管理和控制能源分配的巨大機(jī)會;它還使業(yè)主有機(jī)會通過智能能源管理更好地管理其能源使用。
圖1、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）用于智能能源中
電網(wǎng)的演進(jìn)與挑戰(zhàn)
第一個(gè)電網(wǎng)出現(xiàn)在19世紀(jì)90年代，由先驅(qū)者托馬斯·愛迪生（George Edison），喬治·西屋（George Westinghouse）以及通用電氣（General Electric）和西屋電氣（Westinghouse Electric Corporation）等個(gè)人和公司所驅(qū)動。當(dāng)時(shí)這些電網(wǎng)是高度集中的，彼此隔離的系統(tǒng)。在接下來的幾十年里，本地的電網(wǎng)變得越來越相互聯(lián)系。到20世紀(jì)60年代，電網(wǎng)已經(jīng)成熟為高度互聯(lián)的系統(tǒng)。這些電網(wǎng)主要由大型電廠（通常基于化石燃料，如煤，天然氣和石油）主導(dǎo)，大型電力線用于與電力消費(fèi)中心相連接，低容量線路將電力運(yùn)送到終端用戶。由于計(jì)量技術(shù)的局限性，往往固定電價(jià)的方式來對終端用戶收費(fèi)。
從一開始，電力電網(wǎng)面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)就是應(yīng)對不斷變化的能源需求。這里的主要問題涉及到非常有限的儲能能力以及根據(jù)需要增加額外的發(fā)電機(jī)組的高成本。例如，添加峰值時(shí)間發(fā)電機(jī)，例如具有低啟動時(shí)間的燃?xì)廨嗠姍C(jī)是一個(gè)相對昂貴的解決方案。初步嘗試在需求側(cè)解決問題。例如，引入雙重稅收來鼓勵客戶在需求普遍較低的夜間增加電力使用量。還引入了需求感知設(shè)備（如空調(diào)，冰箱和加熱器），這些設(shè)備可以使用模擬技術(shù)例如通過監(jiān)視電源頻率的變化來感測電網(wǎng)中的負(fù)載。
如今，分布式網(wǎng)絡(luò)可以滿足共享中小型風(fēng)力發(fā)電廠，熱電聯(lián)產(chǎn)，太陽能發(fā)電廠等不斷增長的（分散）發(fā)電量。但是這給電網(wǎng)造成了壓力，使電網(wǎng)穩(wěn)定性更加難以維持。數(shù)字化能夠使電網(wǎng)“智能化”以滿足這些新的要求。圖2更詳細(xì)地介紹了數(shù)字化對能量控制器的影響。
圖2、電力電網(wǎng)的演進(jìn)
此外，過去十年間，國家批發(fā)市場和跨國的電力交易量大幅增長，導(dǎo)致對輸電電網(wǎng)的新的需求。大多數(shù)消費(fèi)者連接到分布式網(wǎng)絡(luò)中，電表計(jì)量服務(wù)用于記錄消費(fèi)和輸入的電量數(shù)據(jù)。
圖3、智能電網(wǎng)架構(gòu)的概念形式
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