看看物联网(IoT)如何让电网更加智能

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智能电网能源参考设计
用于塑壳断路器 (MCCB) 的低功耗、低噪声模拟前端设计
高压 12V-400VDC 电流感测参考设计
用于 G3-PLC 电力线通信的模块上系统(CENELEC 频段)
我这周在浏览物联网 (IoT) 时,想仔细看看IoT将如何使电网更加智能(反之亦然),在整个基础设施和住宅内提供更多的信息,实现更佳的互联互通。通过IoT,用户、制造商和公共事业服务供应方将揭示一种全新的方法来管理设备,并最终节省资源和开销。让我们看一看世界上的智能电表将智能电网与你的住宅连接在一起的实现方式。
在全球都在关注能源管理和节能的当下,IoT将把智能电网的连接优势扩展到公共事业供应方所完成的配电、自动化和监视之外。住宅和楼宇内,管理系统的使用将帮助用户监视他们自己的用量并调整使用习惯。这些系统将最终通过在非高峰用电时间运行来自动调节,并且连接至传感器来监视用户数、光照条件以及更多参数。但是,这一切都源自一个更加智能和互连程度更高的电网。
智能电网使IoT成为现实的第一个关键步骤是大量采用智能仪表。目前已经连接了数百万个仪表,并且互连电网的势头仍在增长。然而,要发挥其最大潜能,智能电网的第一步是从机械电表向智能电子仪表的转变,其目的是建立仪表和公共事业供应方的双向通信。
美国的智能电子仪表的采用率接近50%,目前现场已经安装了数百万个电表,与电网互连并定期通信。从本质上说,电表正在将它们的功能从电能计量设备扩展成为双向通信系统。
现代的电子仪表必须符合特定的标准才能在智能电网和IoT中发挥如此关键的作用。首先,仪表需要在住所和楼宇中将能耗信息报告给公共事业单位。在美国,合适的解决方案是低功耗RF (LPRF) 通信,使用的是Sub-1 GHz网状网络。然而,根据国别和电网属性的不同,无线解决方案也许不是最佳选择,比如说在西班牙或法国等使用有线窄带正交频分复用 (OFDM) 电力线通信 (PLC) 的国家。没有放之四海而皆准的互联互通解决方案。使IoT成为现实需要更大量的产品组合,能够支持从有线到无线,而有时需要将二者结合起来。
第二,仪表需要通过住宅内显示器或网关将有用的能耗信息传送到屋内。这些信息使得用户相应地调整用电习惯并降低这方面的开销。在美国,ZigBee标准与智能能源应用系统组合使用。其他像英国或日本等国,正在评估Sub-1 GHz RF或PLC解决方案,以实现更大的覆盖范围,或者混合RF和PLC的组合实现。所以,本质上说,电表正在成为智能传感器,用于在住宅和楼宇内外进行双向通信的IoT,以网状网络的方式互连,同时将基本能量数据报告给公共事业单位。
此外,智能仪表需要支持诸如动态定价、需求响应、远程连接和断开、网络安全、无线下载和安装后升级等高级功能,这样的话,公共事业供应方也就没有必要为每个仪表都派遣一名技师了。
如你所见,智能电网在支持IoT方面发挥了关键作用—但这只是开始。将楼宇和住宅中的设备连接在一起是发挥智能电网全部优势的下一件要做的事,而很多创新型解决方案和便利化应用已经向用户提供。专用家庭能源网关、智能应用中心或能量管理系统将使用户更快地感受到互连电网和IoT所带来的益处。
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智能电网与能源参考设计
用于塑壳断路器 (MCCB) 的低功耗、低噪声模拟前端设计
高压 12V-400VDC 电流感测参考设计
用于 G3-PLC 电力线通信的模块上系统(CENELEC 频段)
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第三次工业革命融合互联网技术和可再生能源技术,构件新型能源架构,使得能源互联网获得广泛关注。能源联网成为第三次工业革命重要标志,我们可以体会一个极致技术层面的理念:如果亿万人在自己的家中、办公室或工厂里生产绿色可再生能源,是否有一种模式能够像分享信息那样自由分享能源。
从清华大学前校长高景德院士上世纪80年代提出“CCCP”概念(现代电力系统是计算机、通信、控制与电力系统以及电力电子技术的深度融合),到90年代韩英铎院士提出现代电力系统三项前沿课题(柔性输电技术、智能控制、基于GPS的动态安全分析与监测系统),再到近年来智能电网强调信息流与能量流的结合,无不突出信息技术与现代电网的紧密结合。
从最近一些发展趋势来看,国家能源局、中国科学院、中国工程院都有相关的活动,国家基金委、北京市科委也都进行了相关的立项。清华大学也成立了能源互联网创新研究院,提出了基础设施的理念:一种是集中统一,另一种是分散协同。传统的基础设施,只管用,不关心源头在哪里,而现在信息技术领域的云计算,信息的分享是源头和消费一体的。信息技术遇到的能源瓶颈使得IT公司开始关注能源领域的问题,IBM也开始提供新的能源解决方案,智能电网同样也关注怎么将信息技术应用到能源电力行业。就是使得信息和通讯跟能源电力技术碰撞产生能源互联网。能源互联网基础架构,通过互联的机制,能够把微网这些灵活的方式跟大电网做一个协调。
对能源互联网的思考和认识
对于能源互联网,我们的认识是:第一,能源形式多种多样,电能源仅仅是能源的一种,但电能在能源传输效率等方面具有无法比拟的优势,在考虑互联问题时以电网为主; 第二,能源互联网是采取自下而上分散自治协同管理的模式,与目前集中大电网模式相辅相成,符合电网发展集中与分布相结合的大趋势;第三,目前开展的智能电网基本是现有电网架构下的信息化、智能化,能源互联网是借鉴互联网理念构架的新型电网,其中的开放互联、能量交换与路由等特征有别于目前一般意义下的智能电网。总结起来,能源互联网的本质特征就是:开放、互联、对等、分享,从信息技术这些角度是很平常,但是如果把它赋于能量的含量,就可以看到,如何实现能量交换和分享在技术层面还有挑战性。
能源互联网的三种理解
从国外的发展来看,对能源互联网有三种理解:一是以互联网的开放对等理念和体系架构为指导,形成新型的能源网。这时候能源互联网(Energy Internet)的本质是能源网!以美国的FREEDM为典型代表,效仿网络技术的核心路由器,提出了能源路由器的概念并且进行了原型实现;二是借助互联网收集能源相关信息,分析决策后指导能源网的运行调度。这时候能源互联网(Internet of Energy)的本质还是信息互联网!以欧洲的e-Energy为典型代表,打造一个基于信息和通信技术的能源供应系统,连接能源供应链各个环节业务流程,实现示范应用形成能源需求和供给的互动;三是将以上两种理解混合在一起,两种成分都有,以日本的数字电网、电力路由器为典型代表。
我们提出来的概念是什么呢基础设施层面上,能源互联网是一个信息和能源基础设施一体化的架构,未来的云计算、数据中心、物联网组成的基础设施对等互联地交换能量,组成信息能源基础设施一体化的场景,里面包括能量路由器、数据中心,既解决能量供应问题,又解决能源基础设施中信息技术、通讯技术的支撑问题。
信息通信/能源电力发展的三个阶段
总结起来,信息通信/能源电力发展分为三个阶段:第一个阶段是数字化、信息化阶段,信息通信为能源电力行业提供服务,带来方便、快捷等好处;第二个阶段是智能化阶段,也就是智能电网阶段,信息通信成为能源电力基础设施不可或缺的组成部分,以信息流与能量流的结合为特征;第三个阶段是信息物理融合阶段,也就是能源互联网阶段,信息通信基础设施与能源电力基础设施的一体化。
重庆华坤工作室为你解答

泛在电力物联网,就是围绕电力系统各环节,充分应用移动互联,人工智能等现代信息技术,先进通信技术,实现电力系统各环节万物互联,人机交互,具有状态全面感知 信息高效处理,应用便捷灵活特征的智慧服务系统,

欧洲地区出现电力生产问题,将会导致欧洲制造业陷入停滞,同时也会导致民众生活成本激增,除此之外,会促进新能源电力的快速发展。

由于欧洲地区干旱十分严重,这导致欧洲地区的电力生产受到了严重的影响,如果欧洲地区不想办法尽快解决电力生产的问题,那么欧洲地区的经济发展也将会受到严重的制约。

一、欧洲地区出现电力生产问题,将会导致欧洲制造业陷入停滞。

要知道在制造业领域的发展过程中,电力的使用根本不可或缺,如果出现了电力供应不足,那么必然会导致制造生产陷入瘫痪的局面。从目前的情况来看,欧洲地区的国家根本无法解决电力供应不足的问题,所以我认为此次电力供应的不足,必然会给欧洲地区的制造业带来严重的危机。

二、欧洲地区出现电力生产的问题,将会导致老百姓的生活成本出现激增的情况。

由于老百姓的生活和工作都离不开电力的使用,这使得欧洲一旦出现长期的电力生产问题,那么必然会导致欧洲民众的生活成本出现飞速猛涨的态势。在多年的经济发展状况疲软的情况下,欧洲民众一旦出现生活成本增加的情况,那么必然会引发欧洲民众的强烈不满,甚至会引发大规模的抗议潮出现。

三、欧洲地区出现电力生产问题,将会促进新能源电力的快速发展。

虽然电力生产问题会给经济带来相当大的影响,但同时也会有效促进新能源电力的发展。如果欧洲地区想要避免电力生产不足的问题,那么就必须要大力发展新能源电力,只有通过新能源电力的发展取代传统电力的发展,才能够减少对于能源的依赖,这对于维护欧洲地区的经济发展也会带来相当重要的意义。


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