能源部已经打电话来了美国电网地球上最大的机器。它有超过9200个发电机组,发电量超过100万兆瓦。它们与一个超过30万英里的传输线网络相连。在2003年,国家工程院认定电气化由于国家电网的建成,它成为“20世纪最重要的工程成就”。
电网与计算机网络在一个基本方面不同:计算机网络可以存储数据,直到需要为止。电能必须在几乎产生的那一刻使用。
不幸的是,目前的电网是一个单向系统,将电力从大型集中发电厂输送到工作场所和家庭,而没有反馈。它很旧,经常坏,而且浪费能源。它必须在任何时候都能近乎完美地工作;否则,问题和缺陷就会层叠出现。在过去的40年里,电网经历了5次大规模的停电,其中3次发生在过去的10年里。更糟糕的是,电力公司通常都不知道停电了,直到客户打电话投诉才知道。
因为供应商无法轻易察觉需求的波动,发电厂不得不一直满负荷运转,大部分燃烧的是排放碳的化石燃料。在传输过程中会损失5%到10%的电力。
另一种选择
智能电网将使用数字技术在生产者和消费者之间进行双向通信。它可以解决单个设备的问题,使家用电器只有在电力充足且价格低廉的情况下才能使用电力。电力管理人员可以检查他们的系统,识别和避免问题,并实时获得关于停电和电能质量的信息。
- 综合通信实时信息和控制。
- 用于监测和报告线路状况的传感器和测量技术。
- 先进的组件,如超导电力电缆。
- 使快速、准确地解决问题成为可能的控制和监控方法。
- 改进的接口和决策支持工具。
好处
智能电网将节约能源,减少碳排放。它将配备智能的联网电表,可以跟踪用电情况,并自动调整费率和使用模式。这样就更容易将风能和太阳能等间歇性的替代能源整合到电力供应中。它还将拥有更高效的超导传输线,以减少损耗。
智能电网将让社区使用本地电源供电时,无法获得外部来源。例如,如果一个社区从电网断开,家庭可以使用功率从当地的屋顶太阳能电池或小水电和风力发电机,直到连接被重新建立。
智能电网的几个先驱者正在进行试验。
科罗拉多州博尔德市是智能电网技术的试验田。大约有14,000个家庭可以在网上查看他们使用了多少电力,在网上对电器进行编程,并选择他们的电源。例如,他们可以设置洗碗机只有在太阳能可用时才运行。当地电力公司Xcel Energy Inc.可以远程关闭参与项目的家庭的恒温器或热水器。该系统目前过于昂贵,不适合普遍采用,但博尔德试点项目应该有助于解决未来实施中的问题。
和谷歌公司最近发布了谷歌功率表,一个家庭能源信息平台。被选中的员工目前正在测试它,使用家庭能源监视器来记录用电量。在他们的iGoogle主页上有一个小工具,可以显示他们使用了多少能源,并进行历史跟踪和趋势预测。
Kay是马萨诸塞州伍斯特的《计算机世界》特约撰稿人。你可以通过russkay@charter.net与他联系。
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这篇文章,《智能电网》最初发表于《计算机世界》 。