“电网”是为城市中每个居民、企业和基础设施服务的电力网络。“智能电网”是这些能源系统的下一代,它已经更新了通信技术和连接,以推动更智能的资源使用。
使当今物联网能源电网“智能”的技术包括传感器、无线电模块、网关和路由器等无线设备。这些设备提供了复杂的连接和通信,使消费者能够做出更好的能源使用决策,使城市节省电力和费用,并使电力当局能够在停电后更快地恢复电力。
出于一系列原因,市政当局转向智能电网技术的趋势日益增长。其中包括改善能源使用,为公民提供更好的客户服务,为灾难做好准备,以及升级维护成本高昂的老化技术。此外,技术的进步使得蜂窝和RF(射频)无线技术在智能电网应用中价格合理且易于使用。
根据
科学美国人美国有20万英里的高压输电线路,总发电量超过100万兆瓦。美国面临的问题是,很多基础设施都是在20世纪耗资数十亿美元的项目中建造的,在互联网发明之前就已经构思和执行了,当然也在蜂窝(和射频技术)技术成为昂贵电缆的可行替代品之前出现。
智能电网的应用
当市政当局采用智能电网技术时,需要从电网中获得电力的企业、服务和个人公民将受益,涵盖每个居民、城市服务和关键基础设施安装。虽然我们不会涵盖每个用例,但一些关键示例可以帮助说明向智能电网转移的影响。
智能电网使电力公司能够比以前更详细地评估系统健康状况。例如,使用智能电表,电力公司可以以粒度和准确性发现实时电力需求,这是旧技术无法实现的。这可以使他们更好地预测和应对需求的突然增加,这有助于防止停电。
在停电的情况下,使用安装在变压器和变电站中的蜂窝和射频技术的物联网设备可以自动重定向电力。这样就可以更快、更容易地解决问题,而不是每次停电时都要派遣服务人员在卡车上。如载于
SmartGrid.gov:
“更智能的电网将增强我们电力系统的弹性,使其更好地应对严重风暴、地震、大型太阳耀斑和恐怖袭击等紧急情况。由于其双向交互能力,智能电网将允许在设备发生故障或中断时自动重新布线。”
智能电网减轻恐怖袭击的影响是一个有趣的想法,我们将在后面的部分中讨论这个主题。就目前而言,看看智能电网如何使城市受益将是有益的。
智能城市如何采用智能电网技术
智慧城市的应用非常广泛,从智慧城市照明、能源管理、智能交通管理到水处理和废水管理,无所不包。
交通灯上的传感器可以将信息发送回中央机构,以便进行决策。更好的是,有了智能交通系统,地面交通和公共交通都可以通过路由和交通照明进行管理,以改善或消除拥堵。
路灯中的物联网传感器还可以根据实时情况调节开关时间和亮度。加或减几瓦可能听起来不多。然而,考虑到在任何一个给定的城市中都可以找到成千上万的路灯,节省的费用和对环境的影响很快就会增加。这些传感器还可以在灯需要维修时发出警报。不需要等待一个愤怒的客户打来电话抱怨路灯不亮。
此外,还带有一种老练
远程管理解决方案在美国,技术人员可以远程排除故障,并决定是否派出卡车。在过去,卡车翻车是不可避免的——与快速修复固件或从家庭办公室的管理系统重新启动相比,这是一个非常昂贵的提议。
启用智能电表
需求响应它可以让家庭和企业所有者看到实时价格信息,以便他们可以相应地调整他们的能源使用。例如,在冬天关掉空调或调低恒温器。大多数智能电表将使电动汽车车主受益。有了实时定价信息,电动汽车车主就可以在电力最便宜的时候充电,如果可能的话,可以避免在用电高峰时段充电。
智能电网的三大好处
虽然智能电网有很多好处,但以下三个实例说明了更新后的电网是多么有用。
1.智能电网实现可再生能源发电
传统能源电网的设计目的是将电力从一个大型的集中式发电站传输到该地区的家庭和企业的广泛网络。现阶段,电网
不是设计用于接收来自家庭和企业通过太阳能电池板或风车发电的输入。智能电网
是旨在接受来自可再生资源的电力。2022世界杯G组
至关重要的是,智能电网与无线智能电表相结合,可以跟踪一个净正的机构产生了多少能量,并相应地补偿他们。智能电网还可以监控太阳能电池板和设备。
我们之前提到过,智能电网可以减轻灾难(如恐怖袭击或自然灾害)对电站的影响,由于分散的能源生产,这一壮举是可能的。在传统模式下,少量的发电厂为一个城市供电。这使得这些服务容易受到威胁,从而导致大范围停电和能源短缺。在分散式模式下,即使集中式发电厂下线,包括风能和太阳能在内的多种替代能源也可以取代电网中的资源。2022世界杯G组这种去中心化的系统更难以脱机,并且可以提供当一个工厂为整个城市供电时不可能实现的健壮性。
2.更好的计费,更好的预测
智能电表有两个好处。首先,通过无线物联网设备,他们可以收集大量的数据,这些数据是公用事业公司以前从未访问过的。公用事业公司可以利用这些信息更好地预测电力需求何时会高,以及哪些地区的需求最高。
其次,对于消费者来说,智能电网意味着更高效的计费。以前,用电高峰期间的电费是由社区和社区平均分摊的。现在,如果你在电费高的时候用电,你会被收费的。如果你关掉电器,节约用电,你的账单也会相应减少。这增加了每个人负责任地使用电力的动力。
3.智能电网更具弹性
美国能源部
报告表明美国每年停电给企业造成的损失约为1500亿美元。虽然这只是一个估计,即使每年只有500亿美元的损失,这些停电也是一个必须解决的问题。
有了智能电网技术,一旦停电,电力就可以自动改道,最大限度地减少对家庭和企业的影响。物联网传感器还可以报告设备的状况,以便在故障发生前进行维修。公用事业公司可以在停电时通知客户(通过电子邮件/社交媒体),而不是被动地回应客户报告停电的电话。
智能电网作为现代智慧城市的支柱
根据太阳能工业协会的数据,到2018年,美国已经安装了足够的太阳能电池板来供电
1230万美国家庭.自2013年以来,
太阳能就总发电能力而言,太阳能一直是美国第一大或第二大新增能源。城市越来越意识到利用可再生能源发电的重要性,而支持所有利用可再生能源发电的能源都需要智能电网。随着越来越多的家庭购买必须充电的电动汽车,更新的电网也将变得更加重要。
未来的智能电网
智能电网技术可以用一句话来表达:一个双向通信的新型电网。这是第一次,企业和消费者可以获得实时账单信息,而公用事业公司可以更好地满足客户的需求,因为他们可以对需求峰值做出反应,解决或管理停电和其他挑战。智能电网具有弹性、高效和
绿色这对消费者、公用事业公司和环境都有好处。无线技术将取代将智能电网发展到今天所需的数千英里的电缆。
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