智能電網(wǎng)：喚醒最沉睡的網(wǎng)絡(luò)資源

輸電系統(tǒng)，這個世上最沉睡的財(cái)富、最浪費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)資源，其已利用的功能卻不足三分之一。于是，智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。

但是，究竟何為智能電網(wǎng)？“如果你問10個人，會得到20種答案，”ADI能源部門總監(jiān)Ronn Kliger笑了笑，“加入計(jì)量、感應(yīng)、通信等技術(shù)，提高用電效率、縮減用電成本，使我們的孩子能有一個更好的地球，”這是Kliger眼中的智能電網(wǎng)。

ADI能源部門總監(jiān)Ronn Kliger

危機(jī)中，不降反升的產(chǎn)業(yè)

誠然，實(shí)現(xiàn)這美好的期許，可能需要幾十年的時間，還會遇到各種各樣的挑戰(zhàn)。更為嚴(yán)峻的是，2009年的危機(jī)說來就來。破產(chǎn)、分拆、并購也在EEWORLD年終盤點(diǎn)時占據(jù)了不小的篇幅（http://www.eeworld.com.cn/zhuanti/2009top10zj/index.html）。然而，在Kliger的眼中，2009年卻有著別樣的意義：與汽車、消費(fèi)電子相比，智能電表市場非但沒有太多地受到金融危機(jī)的影響，各個方面反而加大了投資。更有分析人士指出，未來5年，隨著智能電網(wǎng)部署的增長，智能電表在全球安裝的數(shù)量將高達(dá)2億塊。

至今猶記得，隨著經(jīng)濟(jì)危機(jī)的加劇，中國政府出臺了多項(xiàng)拉動內(nèi)需的政策，有專家預(yù)計(jì)，國網(wǎng)公司2015 年前將全面建成用電信息采集系統(tǒng)，智能電表覆蓋率超過80%，用戶超過1.4 億戶，2020 年智能電表的覆蓋率將達(dá)到100%。“在中國，市場發(fā)展、規(guī)劃是比較清晰的，”Kliger解釋道，國家電網(wǎng)能夠在全國范圍內(nèi)，推動一些決定的實(shí)施，目前中國所力推的是電力線載波通訊，而且在未來幾年還將持續(xù)下去。而新的電表規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)推出，所以，2010年是新舊電表轉(zhuǎn)換的起點(diǎn)，所以整個市場還是比較樂觀的。與此同時，國家電網(wǎng)也對RF技術(shù)做了各種各樣的評測，ADI能夠提供RF技術(shù)，也正在與各個方面緊密溝通與合作，但在Kliger看來，短期內(nèi)中國還是以電力線載波技術(shù)為主，RF技術(shù)則可能被用在人口密度比較小的西部地區(qū)。無獨(dú)有偶，在美國頒布的經(jīng)濟(jì)振興計(jì)劃中，智能電網(wǎng)改造也是其能源戰(zhàn)略的重要舉措，在升級本國電網(wǎng)的撥款中，有一部分是用于使13%的美國家庭（1千8百萬戶家庭）在未來3年之內(nèi)能裝上智能電表。但由于美國有上百個不同的電力公司提供電能，目前還沒有一個統(tǒng)一的協(xié)議去做智能電網(wǎng)，“但從通信角度而言，射頻技術(shù)是最有可能被大家一致認(rèn)同來使用的。”與中國類似，在歐洲，電力公司的數(shù)量也不多，意大利及瑞典已經(jīng)完成先進(jìn)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施(AMI)的部署，將所有普通電表更換為智能電表。法國、西班牙、德國和英國預(yù)計(jì)在未來10年內(nèi)完成AMI部署。

依靠在業(yè)內(nèi)十年的經(jīng)驗(yàn)，針對不同州和國家，ADI的方案也是多樣化的，“但是有一點(diǎn)是肯定的，中國是我們最為重要的一個市場，”Kliger告訴EEWORLD，因?yàn)樵谌虺^2.5億塊使用了ADI電能計(jì)量技術(shù)的電表中，有50~60%銷售給中國市場。早在一年前，ADI收購Domosys PowerBUS RHINO電力線通信技術(shù)，加速了中國電網(wǎng)系統(tǒng)向智能網(wǎng)目標(biāo)邁進(jìn)的步伐。

對半導(dǎo)體供應(yīng)商而言，有一些是需要走在前面的，比如兩個月前發(fā)布的針對電表的指標(biāo)要求，已經(jīng)開始有客戶使用ADI的產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合新標(biāo)準(zhǔn)的電表，而且這些電表已經(jīng)被送往檢驗(yàn)。

Kliger和他的能源部門

Kliger領(lǐng)導(dǎo)的新近成立的能源部門，就是為了滿足對電能計(jì)量、變電站自動化和一些新興應(yīng)用的不斷增長的技術(shù)需求，如太陽能/風(fēng)能發(fā)電、能源存儲等等。“我們向全球客戶提供支持，他們正在不斷升級自己的產(chǎn)品，以適應(yīng)新興的智能電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展趨勢。”Kliger 表示，ADI清楚地知道，智能電網(wǎng)遠(yuǎn)比單純的智能電表更加復(fù)雜，因而其可提供覆蓋整個發(fā)電、傳輸及配送鏈的解決方案，包括電能計(jì)量IC、射頻、電力線載波通信、電源管理及數(shù)字信號處理產(chǎn)品，全面支持智能電網(wǎng)應(yīng)用。

如要細(xì)細(xì)歷數(shù)下Kliger所領(lǐng)導(dǎo)的員工，是個相當(dāng)艱巨的任務(wù)。這個能源部門的產(chǎn)品幾乎涵蓋了ADI所有產(chǎn)品線。當(dāng)然，其本身也會開發(fā)一些芯片，但是更多的時候，這個部門的任務(wù)是把公司所有與能源相關(guān)的產(chǎn)品與客戶，架起一個橋梁，尋求將技術(shù)服務(wù)于需求的一系列方式，當(dāng)看到電源、數(shù)字信號處理產(chǎn)品的員工服務(wù)于能源部門，也就并非奇怪事了。而在Kliger帶領(lǐng)下，中國有一支團(tuán)隊(duì)，他們能夠和系統(tǒng)廠商進(jìn)行信息交流，得到各種各樣的反饋，而告訴ADI自己的設(shè)計(jì)師，針對不同的應(yīng)用，需要選用什么樣的芯片等等。

“我們發(fā)現(xiàn)一個很有趣的現(xiàn)象，”Kliger接著說，提供風(fēng)能、太陽能這樣的客戶，他們也有計(jì)量和通信的要求，他們需要將這樣小的網(wǎng)絡(luò)，接入到大的電網(wǎng)中。所以ADI的芯片級解決方案，能否適用于風(fēng)能、太陽能等小的網(wǎng)絡(luò)，這是未來需要解決的一個問題，同時，對于這個剛剛成立的部門，在未來六個月要做到的事就是：找出風(fēng)能、太陽能的客戶，他們的需求方面是不是有一些共同的地方，從而準(zhǔn)確地制定一些戰(zhàn)略和產(chǎn)品規(guī)劃。目前來說，“這一塊我們還處于一個剛剛起步的階段。”

而在Kliger所描摹的智能電網(wǎng)世界里，智能應(yīng)用、需求管理、太陽能、風(fēng)能等，這些都有相關(guān)的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)，但唯獨(dú)缺少能源存儲相關(guān)的技術(shù)。能源存儲？聽起來是個新鮮詞。言語間，Kliger指了指桌上的7號電池，接著說，“電池就是能源存儲的一種，”一些新的能源，如太陽能和風(fēng)能，儲存能源是非常重要的。但目前來講，不管用什么方式存儲，價(jià)格還是非常貴的，因而在大規(guī)模存儲方面，還沒有切實(shí)可行的技術(shù)。

　科技改變生活

毋庸置疑，從不同層面，對計(jì)量芯片的需求也是不同的。電力公司希望提高測量精度，確保被消費(fèi)的所有電能都能得到支付。還要具有防竊電和誤差保護(hù)功能，通過預(yù)警和通知來改善電能質(zhì)量檢測，以及更低的電網(wǎng)生命周期成本等等；但對工業(yè)用戶而言，則在需要提高精度的同時，更注重電能質(zhì)量測量精度，通過掌握電網(wǎng)諧波情況以減少或消除電力總線噪聲。當(dāng)然，對設(shè)計(jì)師而言，則需要實(shí)現(xiàn)有競爭力的差異化以及加快上市時間。

也正是為了滿足這樣的需求，ADI于2009年12月推出了四款高精度電能計(jì)量IC——ADE7878、ADE7868、ADE7858及ADE7854，可用于提高商業(yè)、工業(yè)及住宅智能電表的精度和性能。最新電能計(jì)量IC可用于開發(fā)智能電表，為電力公司提高用戶計(jì)費(fèi)精度，實(shí)現(xiàn)更高級的電能質(zhì)量監(jiān)測，并減少運(yùn)營成本。

“這些新推出的器件意義非凡，”Kliger說，“在總有功及無功電能的計(jì)量方面，它們的精度和動態(tài)范圍超越了電能表行業(yè)Class 0.2規(guī)范的要求。這四款新器件還能以0.1%的精度同時測量無功和有功功率。 此外，其中一款產(chǎn)品還具備基波電能測量功能，這對電能質(zhì)量監(jiān)測而言至關(guān)重要。”

新型ADE7878、ADE7868、ADE7858及ADE7854 高精度電能計(jì)量IC為多相配置而設(shè)計(jì)，包括三線及四線、Y型及Δ型。在1000:1的動態(tài)范圍內(nèi)，它們可為有功及無功電能測量提供0.1%的精度，堪稱業(yè)界首創(chuàng)；在3000:1的動態(tài)范圍內(nèi)，可為有功及無功電能測量提供0.2%的精度。這些新產(chǎn)品還可在1000:1的動態(tài)范圍內(nèi)為)電流有效值和電壓有效值測量提供0.1%的精度。

除了能測量每個相位和零線電能之外，ADE7868 及ADE7878還能監(jiān)測電能質(zhì)量參數(shù)，如SAG、峰值、周期、角度測量及相序等。而且在保持正常運(yùn)行的同時，ADE7868和ADE7878具備各種防竊電功能，以確保正常的工作，這可減少現(xiàn)場求助和電表檢修的時間。

電力公司希望能夠清晰、實(shí)時地知道需求，輸變(配)電部門的目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)電力公司與用戶的平衡，而對用戶而言，則期待著科技所帶來的種種便利。“這是早晚的事，”但是肯定需要一個努力的過程。