美国研究提高电网智能化水平

电力18讯：据technologyreview网站2006年5月12日报道，今年年初，位于美国华盛顿州富国市的太平洋西北国家实验室（PNNL）研究人员改造了该州许多热水器和烘干机等大功率家用电器，以测试联网技术如何发挥节省家庭电费开支和减轻电网压力的双重作用。

    这项实验是美国“电网智能化”（GridWise）工程的一个部分。“电网智能化”工程由美国能源部牵头，通过向现有的电力基础设施中安装远程通讯设备、传感器和计算机装置来改进国家电网的工程，以减少电费开支，减轻电网负荷。研究人员把主要电器与因特网联网，监控实时电价，并在其他电器上安装专门芯片，追踪电网稳定性。他们希望借此翻新陈旧的电力设施，改善电力实时追查系统，以优化能源使用。

    太平洋西北国家实验室负责该项目的主管罗伯特•普拉特说：“所谓电网智能化，就是要将信息技术应用于电网，实现电力使用的根本性变革。”

    “电网智能化”工程包括两个部分：一个是让消费者自主设定电器设备的使用功率和时间，从而节省电费，舒适却不浪费；另一个是监控一个地区电网的使用情况，实现用电自动化。对于消费者来说，第一个部分使他们在家中享有更多的操控性。普拉特称两者的目的都是为了创立一个更有效、更可靠的电网。

    在工程的第一个部分中，房主自己控制电器使用情况，既要从他们那采集实时数据，又要平衡电网负载，实施起来最具挑战性。直至目前，华盛顿奥林匹克半岛共有200多个家庭已经安装了热水器和自动调温器，这些调温器与能接入互联网+的安装了专门软件的“网关盒”无线通信。普拉特解释到，这些联网的“网关盒”每五分钟一次监控电力消耗，相关功能还可以根据某一地区整体电力供需设定。房主根据自己的偏好（如省钱、舒适或者两者的结合）在某一特定网站上登记之后，软件能随当地电价自动设置调温器，来加热或者关闭烧水器，并且每五分钟更新一次。

    根据实时电价来缓和电力的使用与目前电费结构是根本背离的。网点工程副主席阁雷戈•巴尔多洛美认为，目前大多数人从一个平利率结构的电力公司购买电力，结果使得一天中某些时段、一年中某些日子的电价升高。比如，大西洋天然气和电力公司在夏天用电高峰期的电价比非高峰期高出三倍多。因此，通过一个实时电价追查系统可以为消费者节省大量资金。”

   “电网智能化”的第二部分，被称为“电网友好型电器工程”（Grid Friendly Appliance），其设计非常简单。它将使西北的电力公司能自动监视家用电器的能耗需要，并统一规划电力分布。

    目前，150个家庭安装了配有监视芯片的涡流干衣机，当电网友好型干衣机内的芯片记录到比电网正常频率低的频率时――进入家庭的电流一般是每秒振荡60周波――联网的干衣机加热部件就会停止做功，当电网稳定后又恢复工作。“烘干衣服只是比平常多几分钟而已，”普拉特说，“但是，把那些电器脱离电网，就等同于把发电站开启了。”

    普拉特解释到，实际上在电网中没有电池储存，如果某个发电站停止供电，输送到住户的市电频率就会猛然下降，就会对电网产生负载。尽管这些负载不一定导致电力中断，电网友好型电器能够还是能潜在地弥补因电网负载而导致的像2003年美国西北部地区和加拿大发生的电力中断。普拉特说，研究人员为干衣机等家用电器装上了大脑，一改它们石头般的过去，使它们能够监视电力负荷。

　　他承认，对于“电网友好型电器”项目存在疑问。由于电网依赖于供求关系的平衡，一些人担心将电器从电网撤下可能会加大未来电网的不稳定性。位于普尔曼的华盛顿大学的电子工程与计算机技术副教授，同时也是GridStat项目的研究员卡尔•豪塞尔说，电网芯片的设计原理就是通过延迟干衣机的加热元素并且在某一区域内随机将其打开，从而尽量减小对网络的冲击。这种方法的顺利运作“会让整个陪审团都感到吃惊”。

　　尽管存在这些疑问，普莱特还是表示，虽然最终结果还要等到几年以后才会揭晓，但到目前为止，情况还是相当喜人的。他说，理想的结果是，两个西北太平洋国家实验室项目能够合并在一起，这样“网路友好型电器”项目就可以纳入互联网，有利于电力的实时定价。

　　豪塞尔说，“电网智能化”解决了现代电网研究中的一个方面。此外还有许许多多类似目标的其它项目。各个项目都通过不同方式将信息技术应用于网路，并以此为目标。例如，豪塞尔的GridStat研究涉及开发一种发电站和电线间的互联网式的通讯设施，从电力公司的方面解决电网稳定性的问题，而不是像GridWise项目一样取决于用户端。

　　减轻国家的电网压力的途径很多，其中富藏商机。一家名叫“网点”（GridPoint）的公司最近开始出售一种可用于监测家用电<