深圳FTF觀點：智能電網(wǎng)/智能電表是大勢所趨
在8月26日FTF(Freescale Technology Forum)開幕第一天的CEO主題講演中，Rich Beyer提到飛思卡爾(Freescale)的宗旨是“一起創(chuàng)建一個更多連接性、能源有效利用和更健康、安全的生活之地。”為此，飛思卡爾將提供最好的產(chǎn)品，最好的質(zhì)量和最佳的支持服務，并將繼續(xù)致力于使所有客戶成功和滿意。”
Rich報告涉及了諸多方面，例如汽車電子、醫(yī)療健康、消費電子、網(wǎng)絡通信等。引起筆者較大興趣的有三個新興市場/高速市場：電表、上網(wǎng)本和網(wǎng)絡通訊。將在本篇及接下來的三篇介紹。
CEO談智能電表/智能電網(wǎng)的重要性
Rich在主題講演中說，智能電表將是建立家庭和供電企業(yè)雙向溝通的第一步。飛思卡爾在智能電表方面是業(yè)界的領(lǐng)導者。今年5月底，飛思卡爾已在北京的2009中國表計大會上宣布了一系列智能電表的參考設(shè)計。
具體說來，飛思卡爾提供低功耗和低成本的解決方案，用于單項和三相電表度量。公司的產(chǎn)品包括帶LCD驅(qū)動器的MCU，以及用于電力調(diào)制解調(diào)器的數(shù)字信號控制器，集成ZigBee解決方案后可進行無線通訊，并有防篡改安全方面的產(chǎn)品。.
一旦智能電表被采用，家庭局域網(wǎng)將幫助創(chuàng)建一個能源網(wǎng)關(guān)來連接到家庭恒溫器(thermostate)、智能電器和其他用電密集的設(shè)備。飛思卡爾正在與領(lǐng)先的電器和恒溫器制造商合作，來增加可連接性，用以調(diào)節(jié)在電力高峰需求期電力分配。
具體說來，飛思卡爾提供低功耗和低成本的解決方案，用于單項和三相電表度量。公司的產(chǎn)品包括帶LCD驅(qū)動器的MCU，以及數(shù)字信號控制器用于電力調(diào)制解調(diào)器，集成ZigBee解決方案后可用于無線通訊，以及防篡改安全方面。.
世界范圍內(nèi)的國家開始實現(xiàn)智能電網(wǎng)技術(shù)來提高能源效率和與可再生能源的合作，這將減少我們的全球碳排放。
世界各國智能電網(wǎng)戰(zhàn)略
在隨后的小組記者訪問中，飛思卡爾全球銷售和市場行銷部工業(yè)市場行銷副總裁Bruno Baylac詳細破解了智能電網(wǎng)這一新興概念及應用，還有飛思卡爾的戰(zhàn)略。
智能電網(wǎng)主要是更加有效地去管理好電發(fā)出來電之后的輸、送、配這些環(huán)節(jié)。
智能電網(wǎng)的發(fā)展，先是智能電表，然后實現(xiàn)可再生能源發(fā)電的上網(wǎng)和并網(wǎng)，這些都做到了才行。但是就目前來說，還沒有任何一個國家是真正了實現(xiàn)電網(wǎng)的全部的智能化。
歐洲已經(jīng)有幾個國家開始部署智能電網(wǎng)，比如在意大利，他們現(xiàn)在已經(jīng)是安裝了3000萬個智能電表，但是意大利還沒有完全實現(xiàn)智能電網(wǎng)化，因為意大利還沒有這么多的智能去把所有的可再生能源發(fā)的電都納入到智能電網(wǎng)當中去，所以智能電網(wǎng)的事業(yè)才剛剛開始。
智能電網(wǎng)要第一步就是安裝智能電表，比如歐盟的一個指令就是希望在2020年的時候，所有的歐洲的國家都實現(xiàn)了電表的智能化，而且在那個時使歐洲的電力消耗下降20%，又使歐洲電力生產(chǎn)當中可再生能源發(fā)的電的比例上升到20%。
中國政府也是非常重視智能電網(wǎng)建設(shè)，中國政府將投資使現(xiàn)有的電網(wǎng)升級。據(jù)悉，中國政府據(jù)要投資將近100億美元，用來建設(shè)智能電網(wǎng)，而且是以AMR(自動抄表)為基礎(chǔ)的智能電網(wǎng)。具體來說，中國政府的計劃是要在未來五年，在全國范圍內(nèi)安裝2.4億個智能電表?，F(xiàn)在中國也有各種各樣的標準委員會在為智能電表的通訊制定標準。這也就意著在2012年到2015年之間的三年內(nèi)，每年中國所新安裝的智能電表都將達到8000萬個。從長遠來說，考慮到中國的13億人，中國安裝智能電表的總量應該是5億個，這是一個非常巨大的數(shù)字，也意味著中國智能電網(wǎng)的滲透率能達到發(fā)達國家的水平。
另外在再生能源方面，中國希望在2020年，能夠把電力生產(chǎn)當中可再生能源發(fā)電的份額上升到30%，這幾乎是世界上最激進的一個發(fā)展可再生能源的一個規(guī)劃了。要這么做的話，沒有智能電網(wǎng)是不可能的。
各國立即上馬智能電網(wǎng)項目的理由是，由于人們對于能源，尤其是電力能源的需求是不斷的增長的，尤其是在中國。就電力公司等能源供應商來說，他們希望能夠?qū)﹄娏Φ妮旊姾团潆娺@兩個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，以減少拉閘限電現(xiàn)象的產(chǎn)生。
電力公司主要有兩個優(yōu)化途徑。首先，希望終端的用戶，即用電的人能夠?qū)崒嵲谠诘乜匆娮约菏窃趺丛谙碾娏Y源的，從而知道要節(jié)省電力。
另外一種方式就是實施多種電力費率制度，從而讓客戶、讓使用者他懂得在什么時候去用電會更加合適一些。例如，你在家里用洗碗機或者風干機這類電器，可以選在電力系統(tǒng)負荷比較小的時候，這是電費會比較低一些。另外一個還有好處是有關(guān)電動汽車的使用，人們應該是在晚上的時候給自己的電動汽車去充電，這樣就使得電網(wǎng)的負荷發(fā)生一些很巧妙的變化。
要達到這么一個目的，我們應該有一種智能的電力抄表。
智能電網(wǎng)部署步驟
就傳統(tǒng)的電力行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈來說，首先由發(fā)電站發(fā)電，然后通過電網(wǎng)把它輸送到變電站，再經(jīng)過變電站輸送到千家萬戶的家庭里。要把電網(wǎng)變成一個智能電網(wǎng)，第一步先從智能電表這一個環(huán)節(jié)開始。
第二步實現(xiàn)電力生產(chǎn)的分布式。也就是說今后我們的電網(wǎng)他的電力的來源應該是多種多樣的，包括可再生能源諸如風能、太陽能等，它們與煤電一樣都可以注入到電網(wǎng)當中去。
智能電網(wǎng)的另外一個重要因素是智能網(wǎng)關(guān)。智能網(wǎng)關(guān)是以一種非常迅速、即時的方式，把電流轉(zhuǎn)入最需要這一些電流的地方去。比如白天上班期間，大型建筑物、辦公室用電量肯定是非常大的。我們的智能網(wǎng)關(guān)就應該是把更多的電流引導到去這種大的電力用戶那里。比如還把我們的用風電、太陽能電引導到這些大的電力用戶那里。不僅如此，智能網(wǎng)關(guān)還可以在其他的時候發(fā)揮很好的功能，例如如果是電網(wǎng)的某一部分受到了損害，比如某個地方發(fā)生了暴風雨，使這個電網(wǎng)受到損害的話，智能網(wǎng)關(guān)就能夠把受到損害的那個電網(wǎng)的一部分隔離開來，把它相應的電流引導轉(zhuǎn)入到電網(wǎng)的其他地方去。
具體實施步驟
智能電網(wǎng)的每個地方都離不開嵌入式處理器、控制器。目前，全世界一共是有14億支電表，但是只有10%的電表稱得上是智能電表，或者是具有互聯(lián)性、連接性。所以這里的機會是非常大的。
智能電表在安裝了以后，比如說在一個家庭安裝了之后，接下來，還要把智能電表和這個家庭所使用的所有的電器連接起來，這樣電表和這些電器之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信，能夠?qū)崿F(xiàn)實時的信息的交換。
在我們的智能電表和家里的所有的家電實現(xiàn)了互聯(lián)之后，就會有雙向的信息的交流，我們家里的每一個家電它都會把相應的把信息傳輸給智能電表，而智能電表接下來會把用戶用電的信息傳給變電站，變電站再繼續(xù)把這個信息傳給電力公司的數(shù)據(jù)通信中心。這里電力公司和家庭用戶之間的信息不是單方向的，而是一種雙向的。也就是電力公司在掌握了終端用戶的電力使用情況之后，可以根據(jù)使電力供應和需求之間的情況采取行動，做出一些調(diào)節(jié)。比如說調(diào)峰，什么叫調(diào)峰呢?一個時點上，剛好是電力的使用達到了一個最高峰，使用的電網(wǎng)不堪重負。在這種情況下，電力公司掌握了情況之后，就可以是自動的，比如說把各個家庭使用的空調(diào)的溫度自動上浮2～3℃。相比電力公司只能采取大停電的方式，這樣的方式更合理。另外一個還有好處，就是有關(guān)電動汽車的使用，人們應該是在晚上的時候給自己的電動汽車去充電，這樣就使得電網(wǎng)的負荷發(fā)生一些很巧妙的變化。
有了智能電表、智能電網(wǎng)之后，相當于我們電力供應部門，有了很大的自主性和靈活度，他能夠根據(jù)電力的需求和供應情況進行調(diào)節(jié)，比如進行調(diào)峰。
另外，變電站所管轄的、對應的是50～100戶家庭。
其實就智能電網(wǎng)來說，它現(xiàn)在不只是一個概念，已經(jīng)在逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實了。
你也可以看到智能電網(wǎng)每一個位置，所有的地方都需要有嵌入式的智能，包括所有的家電。所以現(xiàn)在你會看到很多國家大的家用電器生產(chǎn)廠家，都在這方面是不遺余力地使自己生產(chǎn)的家電有嵌入式的智能性和連接性，包括洗衣機、電冰箱、空調(diào)等，尤其空調(diào)應該是首當其沖的，因為家電中，空調(diào)的耗電量是最大的。
飛思卡爾產(chǎn)品線概略
飛思卡爾產(chǎn)品很多，產(chǎn)品的研發(fā)的路線都已經(jīng)是制定出來，不僅是有低端的，可以嵌入在智能電表的處理器。此外，飛思卡爾針對一些其他的用戶，比如變電站所需要的處理器要求會更高，而且有很好的互聯(lián)性，因此飛思卡爾有高端、高性能的嵌入式的處理器，是提供給變電站所使用。
圖1：電力計量應用——飛思卡爾的解決方案
| 計量應用
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