給智能電網(wǎng)加能

當今最偉大的創(chuàng )新很少來(lái)自完全嶄新的技術(shù)。

和PC與移動(dòng)電話(huà)的發(fā)明一樣，智能電網(wǎng)這個(gè)創(chuàng )新理念，也是源自創(chuàng )造性的想法與現有的科學(xué)技術(shù)的結合。這種想法與現實(shí)的結合在很多領(lǐng)域可以提供一種更好得多的解決方案。由NI LabVIEW 軟件進(jìn)行邏輯編寫(xiě)的可重配置儀器與控制的嵌入式系統正在與新興的基于云的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，分析方法，以及其它前沿的信息科技相結合。隨著(zhù)智能聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統在整個(gè)電網(wǎng)中更為廣泛的運用，它將徹底改變電力的生產(chǎn)，消費，以及分配環(huán)節。就像過(guò)去信息技術(shù)（IT）革新曾大幅加速電力的發(fā)展，能源技術(shù)（ET）革新將帶來(lái)更大的創(chuàng )新，從而使能源更便宜，清潔，以及更充足。

從19世紀70年代開(kāi)始，美國就致力于分階段將電氣化推向日常生活中去，并且在1950年讓電氣技術(shù)基本惠及所有的美國居民。和美國一樣，世界范圍內的大部分國家在建立他們的電網(wǎng)時(shí)，運用了橫跨不同時(shí)代的技術(shù)。當今，這些電網(wǎng)仍是世界上最為復雜的互連設備。自從電氣化技術(shù)革新開(kāi)始，很多包含了新技術(shù)的能源轉換方式被發(fā)明了出來(lái)?，F在電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)的研發(fā)方向正回歸到徹底變革電網(wǎng)本身上來(lái)。
 

使用智能電網(wǎng)技術(shù)，應對電力生產(chǎn)挑戰

在21世紀早期，人類(lèi)社會(huì )在滿(mǎn)足人們自身，資源，以及環(huán)境需求等方面遇到了前所未有的挑戰。就像電力研究院（EPRI）的電力技術(shù)路線(xiàn)圖中所陳述的那樣，“電能是一個(gè)可持續發(fā)展的世界的解決方案，同時(shí)也是必不可少的基礎。”現代化的電力系統將會(huì )引起生產(chǎn)力的提高，經(jīng)濟的增長(cháng)，以及向更清潔，更利于環(huán)境持續發(fā)展的技術(shù)的轉變。電力基礎設施的現代化也能提高電力系統的可靠性與安全性，同時(shí)降低有害的電力干擾與斷供的風(fēng)險。

智能電網(wǎng)技術(shù)正是要解決開(kāi)放性，可靠性，以及能源生產(chǎn)和分配效率的技術(shù)挑戰。一個(gè)主要的挑戰是，目前電能不能大量地儲存，這使得電網(wǎng)運營(yíng)商很難管理一年中最熱和最冷的天里發(fā)生的供應和需求上的波峰和波谷值。電動(dòng)汽車(chē)的出現將大大增加電網(wǎng)的存儲容量，但這也將因此而增加需求的峰值。對于電網(wǎng)運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，智能電網(wǎng)技術(shù)既是挑戰也是機遇。儲能會(huì )使電網(wǎng)可以更容易地管理大量在生產(chǎn)過(guò)程中能量是波動(dòng)的風(fēng)能和太陽(yáng)能資源。

電網(wǎng)的另一個(gè)主要挑戰是可靠性。美國有30萬(wàn)英里的互聯(lián)電網(wǎng)線(xiàn)路。根據美國能源部的統計，供應和需求的不平衡結果往往導致電力的浪費以及中斷所造成的約1500億美元／年的開(kāi)銷(xiāo)。智能電網(wǎng)技術(shù)將通過(guò)自動(dòng)預測，對負荷轉移的反應，重新路由能量以繞過(guò)障礙，引進(jìn)分布式存儲和可再生能源發(fā)電，甚至識別和定位故障并分派有著(zhù)合適的設備的維修人員來(lái)應對這些問(wèn)題。

用于智能電網(wǎng)的智能儀器

可重配置的嵌入式儀器和控制系統，如CompactRIO具有理想的技術(shù)和功能融合以解決最困難的智能電網(wǎng)上的挑戰。通過(guò)LabVIEW和可重配置的現場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGAs）的供電，這些用戶(hù)可編程的，現場(chǎng)可更新的智能設備可以并行和實(shí)時(shí)地執行多個(gè)數字信號的處理和控制任務(wù)。此外，現代的模數轉換器（ADC）和傳感器提供保真的全球范圍內同步電氣測量。另外，新興的網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議，如IEC 61850正在被制定以確保網(wǎng)絡(luò )的互操作性和從智能傳感器到云的兼容性。

例如，配置I／O（RIO）技術(shù)正在被用來(lái)改善印度電網(wǎng)的效率。在印度，NexGen有限公司使用LabVIEW和CompactRIO來(lái)實(shí)現變電站的有先進(jìn)功率測量功能（AMR）的自動(dòng)化抄表。它也同時(shí)監測11千伏輸電線(xiàn)路的輸入功率和440 伏特的輸出功率來(lái)描述變電站變壓器的效率。此外，該系統監測變壓器的油位和溫度，并且通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò )和中央監控以及數據采集系統來(lái)通信。NexGen公司正在部署這樣一個(gè)基于NI單板式RIO硬件的系統于2,820個(gè)貫穿于整個(gè)印度拉賈斯坦邦的子變電站。安裝分布式智能傳感器是充分體現電網(wǎng)的效率唯一的辦法。NexGen公司自動(dòng)化抄表系統將提高印度的電能配置并且幫助減少配電系統估計百分之三十的功率損耗。