美國(guó)建成智能電網(wǎng)監(jiān)控室 實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)全方位監(jiān)測(cè)

    在華盛頓一家實(shí)驗(yàn)室，研究人員建成了一個(gè)針對(duì)未來(lái)智能電網(wǎng)的原型監(jiān)控室。這一電力基礎(chǔ)設(shè)施操作中心讓人期待，也許有朝一日電廠和監(jiān)控室將通過(guò)公用電力和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。
 
    該控制室類似大型通信網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控室，用于監(jiān)測(cè)如今在很大程度上仍然采用獨(dú)立模擬和機(jī)械部件來(lái)完成配電的電力網(wǎng)。 

    來(lái)自美國(guó)能源部西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室主攻智能電網(wǎng)研究的工程師史蒂夫表示，“實(shí)際上我們可以看到系統(tǒng)的不同部分相互對(duì)抗。我們可以看到信號(hào)的超前和滯后”。這一演示系統(tǒng)由該實(shí)驗(yàn)室主持建成。

    該監(jiān)控中心對(duì)來(lái)自相量測(cè)量單元（由諸多傳感器組成）的報(bào)告進(jìn)行監(jiān)測(cè)。PMU是對(duì)電網(wǎng)的電壓、電流和功率頻率進(jìn)行取樣（通常是60次/秒）的基本測(cè)試系統(tǒng)。設(shè)備采用嵌入式GPS模塊來(lái)同步測(cè)量，傳送有關(guān)電網(wǎng)中電力輸送情況的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（等同于60幘/秒的視頻）。

    這個(gè)初具雛形的網(wǎng)絡(luò)包括約165個(gè)PMU，分散在北美四大電網(wǎng)區(qū)域中的三大電網(wǎng)區(qū)域。若要全方位地進(jìn)行監(jiān)測(cè)電網(wǎng)，則僅東部區(qū)就可能需要至少500個(gè)PMU。

    該電網(wǎng)監(jiān)控中心目前尚沒(méi)有投入實(shí)際運(yùn)行，還只是一個(gè)研發(fā)項(xiàng)目。該研發(fā)項(xiàng)目旨在研究電網(wǎng)監(jiān)控中心應(yīng)如何預(yù)測(cè)和預(yù)防浪涌或停電、最大限度地減少傳輸損失以及根據(jù)需求的變化作出實(shí)時(shí)反應(yīng)。

    現(xiàn)在的公共事業(yè)公司正將部分設(shè)計(jì)理念落實(shí)到位。

    專有有線傳感器

    其中太平洋煤氣與電力（Pacific Gas & Electric）每年對(duì)用于其輸電和配電網(wǎng)絡(luò)的專利有線傳感器上花費(fèi)約1000萬(wàn)美元。PG&E旗下輸電和配電集團(tuán)之電力策略高級(jí)主管Kevin Dasso表示，單個(gè)傳感器的成本就可能高達(dá)數(shù)萬(wàn)美元并需要人工干預(yù)。Dasso表示，集團(tuán)計(jì)劃轉(zhuǎn)向成本要低很多的無(wú)線傳感器，并且采用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。此外，PG&E還向管理高層提出了一項(xiàng)投資計(jì)劃-----在6年多時(shí)間里投資10多億美元用于控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的組建，該控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可用于自動(dòng)響應(yīng)其配電系統(tǒng)所遇到的問(wèn)題。PG ＆ E有一個(gè)用于在其輸電站安裝固態(tài)繼電器的獨(dú)立項(xiàng)目進(jìn)展不錯(cuò)。

    能源供應(yīng)商和IT公司都希望能介入這項(xiàng)業(yè)務(wù)以從中分一杯羹。新興公司Silver Springs Networks（加利福尼亞州、Redwood City）聲稱，迄今為止它已經(jīng)部署數(shù)十萬(wàn)個(gè)無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議節(jié)點(diǎn)，主要用于智能儀表應(yīng)用；采用902~到928MHz ISM頻段的網(wǎng)卡在網(wǎng)狀網(wǎng)（mesh network）中提供傳輸速度為100-kbit/秒的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈接，在某些情況下網(wǎng)狀網(wǎng)的單個(gè)跳（single hop）可以跨度超過(guò)一英里。

    競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Echelon公司（位于加利福尼亞州圣何塞）由表示，它已經(jīng)安裝了多達(dá)30萬(wàn)個(gè)有線LonWorks節(jié)點(diǎn)用于智能儀表;絕大多數(shù)是用于意大利的單個(gè)部署的數(shù)據(jù)集中器。該公司參與了多達(dá)90個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目。

    “公共事業(yè)公司受到很多限制，因?yàn)樗麄冊(cè)谕稑?biāo)之前需要先對(duì)所有新技術(shù)進(jìn)行試點(diǎn)并通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)，” Echelon集團(tuán)市場(chǎng)銷售主管Steve Nguyen表示。 “很多公用事業(yè)公司沒(méi)有資金來(lái)做必要的調(diào)查和試驗(yàn)， ”美國(guó)經(jīng)濟(jì)刺激方案有望解決這一問(wèn)題。”