【導(dǎo)讀】全球電力企業(yè)在疫情大流行期間遭受重大打擊，目前各公司正積極重回正軌，努力把日益老化的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行現(xiàn)代化更新。歐洲、中國和美國政府落實(shí)了雄心勃勃的擴(kuò)張計劃，計劃建立更多的計算機(jī)化網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)無碳發(fā)電。物聯(lián)網(wǎng)將會是確保這些巨額投資獲得最大回報的重要基礎(chǔ)。

全球電力企業(yè)在疫情大流行期間遭受重大打擊，目前各公司正積極重回正軌，努力把日益老化的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行現(xiàn)代化更新。歐洲、中國和美國政府落實(shí)了雄心勃勃的擴(kuò)張計劃，計劃建立更多的計算機(jī)化網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)無碳發(fā)電。物聯(lián)網(wǎng)將會是確保這些巨額投資獲得最大回報的重要基礎(chǔ)。

投入巨資實(shí)現(xiàn)數(shù)字化

國際能源署(IEA)將智能電網(wǎng)定義為“使用數(shù)字技術(shù)和其他先進(jìn)技術(shù)來監(jiān)控和管理全部發(fā)電來源的電力傳輸，從而滿足最終用戶不斷變化的電力需求的電力網(wǎng)絡(luò)。智能電網(wǎng)……盡可能提高電力系統(tǒng)所有部分的運(yùn)作效率，最大限度地減低成本和環(huán)境影響，同時最大限度地提高電力系統(tǒng)的可靠性、高適應(yīng)性和穩(wěn)定性”。

這些優(yōu)勢和好處鼓勵政府機(jī)構(gòu)和業(yè)界制訂大筆的基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)算；根據(jù)國際能源署(IEA)數(shù)據(jù)，2021年智能電網(wǎng)方面的投資達(dá)到3000億美元，到2030年將增加到三倍。

物聯(lián)網(wǎng)不只是智能電表

智能電表可能是宣傳智能電網(wǎng)的典型代表。隨著電力使用的信息不斷傳輸?shù)皆贫耍娏究梢詼?zhǔn)確預(yù)測未來的需求并為消費(fèi)者提供差時的電價費(fèi)率，以鼓勵他們在用電高峰期減少電力消費(fèi)。

然而，智能電網(wǎng)并不僅僅是智能電表。先進(jìn)的電網(wǎng)由數(shù)百萬個重要組件相互連接，每個組件都會對電網(wǎng)性能造成影響。無線傳感器不僅提供供電數(shù)據(jù)，在發(fā)生雷擊或分支短路等問題時，還可以及早通知公司。對于努力維護(hù)復(fù)雜而精細(xì)的電力系統(tǒng)的工程師來說，這些信息至關(guān)重要。

可再生能源帶來挑戰(zhàn)

工程師更傾向于穩(wěn)定可靠的電力來源，因?yàn)檫@樣的電力供給簡化了電網(wǎng)平衡操作。煤炭發(fā)電站盡管存在諸多缺點(diǎn)，但在持續(xù)供給方面卻是非?？煽康?。

可再生能源的情形則大不相同，人們很難準(zhǔn)確地預(yù)測天氣是否晴朗，以及風(fēng)力的大小。這就帶來了不可預(yù)測性和可變性。無論雨天還是晴天，滿足消費(fèi)者對接入電源的需求變得愈加困難。

物聯(lián)網(wǎng)傳感器持續(xù)提供來自全國各地的日照和降水?dāng)?shù)據(jù)，使得電力工程師可以切換至運(yùn)行良好的風(fēng)能和太陽能場所，并且關(guān)閉發(fā)電量少的場所，從而平順地消減這些可變性。在可再生能源無法達(dá)到所需容量要求，以及監(jiān)管方面不想增加煤炭或燃油發(fā)電的情況下，連續(xù)饋送數(shù)據(jù)可以幫助工程師預(yù)測何時最適合使用可快速啟動（且碳排放量相對較低）的燃?xì)獍l(fā)電站。

使用物聯(lián)網(wǎng)達(dá)到平衡運(yùn)作

盡管物聯(lián)網(wǎng)傳感器提供了深度數(shù)據(jù)，但仍然存在無法達(dá)到供需平衡的情況。例如，澳大利亞可能出現(xiàn)高溫并且無風(fēng)的天氣，每個人都會打開空調(diào)，但可以提供的可再生能源卻很少。而后，人們開啟煤炭發(fā)電站以填補(bǔ)用電量差額，碳排放量將會飆升。人們以地球的長期利益為代價來解決短期的問題。

合適的解決方案是存儲晴天和大風(fēng)天生成的多余可再生能源，以便在出現(xiàn)用電高峰時將其釋放到電網(wǎng)中。被考慮過的想法包括使用多余的可再生能源生產(chǎn)氫氣，建造大型電池組，將水量抽取到山上以備后用，甚至旋轉(zhuǎn)巨型飛輪。

在電動汽車中儲存能量

另一個獲得業(yè)界關(guān)注的想法，是利用世界上快速增多的電動汽車(EV)作為可再生電力的儲能庫。可以使用物聯(lián)網(wǎng)跟蹤車輛何時進(jìn)入車庫以及其電池用于儲能的備用容量，從而協(xié)助完成運(yùn)作過程。而后，物聯(lián)網(wǎng)還可以跟蹤電網(wǎng)情況，出現(xiàn)電力緊張時，可以決定使用哪些電動汽車的電池供電。

為了應(yīng)對世界日益增長的能源需求，同時減少碳排放，智能電網(wǎng)是至關(guān)重要的；而物聯(lián)網(wǎng)是確保電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)承諾目標(biāo)的重要基礎(chǔ)。

（來源：Nordic Semiconductor公司，作者：Lorenzo Amicucci）

推薦閱讀：

助推電動汽車發(fā)展的新動力：Soitec 的 SmartSiC?

如何使用AT32F407以太網(wǎng)通信接口實(shí)現(xiàn)在應(yīng)用中編程(IAP)

電源線噪聲：共模干擾、差模干擾

由運(yùn)放和電壓調(diào)節(jié)器構(gòu)成的恒流源電路

運(yùn)放的信號疊加電路與求差電路