除非你生活在一块岩石下，否则你会同意传统的网格系统已经走到了最后。今天，它几乎跟不上不断增长的电力需求。难怪世界各国政府都在全力拥抱和整合智能电网技术。
他们希望有效地提供经济、可持续和可行的电力供应。在本文中，我们将研究是什么让智能电网技术在国家和全球范围内如此重要，以及物联网如何促进智能电网系统的发展。
但首先，让我们先了解一下基础知识，并大致了解一下这个概念。那么，什么是智能电网技术？人口和城市化的持续增长在很大程度上影响了气候。人们可以通过开发碳中和能源解决方案来防止环境恶化。
将电力分配给最终用户需要一个电线系统，称为电网。目前使用的电网技术的主要功能是传输中央发电厂产生的电力。
通过传统电网进行的电力输送和分配存在一定的局限性，甚至会导致电力损失。这种安排增加了对安全传输电力的节能解决方案的需求。
具有自动控制和监视功能的网络称为智能电网。在技术方面，智能电网是传统电网的概念，包括尖端和自动化组件，以使其长期可行。
智能电网增强了当前的能源管理系统，以提供可靠的解决方案，同时最大限度地减少对环境的影响。物联网驱动的智能电网技术有助于优化和维护传统电网。它们提供对电网性能的洞察，甚至可以根据情况做出决策。
数字不会说谎。
研究预测，智能电网市场将以17.76%的复合年增长率增长，从 2019 年的 293.36 亿美元达到 2026 年的 921.07 亿美元。这意味着全球智能电网技术的使用激增将导致先进的计量基础设施增长超过预测持续时间。
基于物联网的智能电网在过去几年中广受欢迎，包括以下基本要素：
智能电网传感器和仪表记录能源使用数据，而智能家电中的传感器不断创建和报告状态，从而实现监控和控制。
自动化配电系统使用实时数据来检测过载、改变配电并动态响应需求波动，从而提高安全性并节省成本。
在停电或事故期间，智能存储和充电站会派上用场。这些技术可以安全地将消费者网络与电网断开连接。它们还表明，对于家庭使用的自给自足的可再生能源解决方案的需求日益增长。
智能电网技术——智慧城市的支柱
智能电网是持续能源生产的重要组成部分。随着智能城市和使用电池的电动汽车等新进展，全球越来越多的城市正在转向可再生资源。
这些可以为我们提供 24/7 的清洁能源，支持可持续生活的目标。为了实现这一目标，美国已经安装了足够多的太阳能电池板。它们的太阳能容量为 121 吉瓦 (GW)，可为多达 2330 万户家庭供电。
根据太阳能产业协会公布的研究数据，该国的总发电量主要以太阳能为主。在过去十年中，太阳能的年均采用增长率提高了 33%。
物联网如何在智能电网技术中发挥重要作用
物联网不仅颠覆了能源行业；它正在改变能源生产和消费过程，以消除电力浪费。
智能电网的主要元素包括变电站、分布式可再生能源和智能家居技术。这些中的每一个都被视为物联网网络上的设备。
支持物联网的设备有一个 IP 地址，可用于上传状态更新和下载命令指令。作为边缘计算设备，这些有助于优化智能电网的工作。
你应该知道的智能电网应用
智能电网可以解决与传统电网相关的几个问题，包括不稳定的停电和与安全相关的事故。常见的智能电网应用包括：
1. 智能电表
智能计量通过在设备本身和公用事业之间建立双向通信通道来收集、分配和评估能源消耗数据。
智能电表提供的高级计量选项是对自动抄表的重大进步，自动抄表只允许单向通信并限制了对未来物联网分析的修改范围。该实用程序通过自动抄表在能源使用事件后收集、传输和处理数据。
2.太阳能农场监控
智能电表和其他物联网技术可以帮助公司和个人提高太阳能农场的效率，从而显着减少二氧化碳排放，同时提供高投资回报。智能电网和类似的物联网供电系统帮助太阳能农场简化运营。
3、电动汽车充电
未来几年碳排放量将减少的最重要迹象之一是用电动汽车 (EV) 取代化石燃料动力汽车。
然而，为驾驶员提供可靠的电动汽车充电基础设施是一项重大挑战。基于物联网的智能电网可以减轻负担。它可以与单个电动汽车连接，并在整个行程中持续跟踪充电水平。
这些监视器与 GPS 网络相连，当电动汽车充电停止时，该网络会通知附近的充电站。基于物联网的电动汽车充电辅助技术可以加速电动汽车在个人和专业用途中的采用。它还将支持减排目标。
4. 持续的电池监控
可再生能源的能源生产是可变的，因为它取决于资源的可用性。电池有助于储存额外的能量以备将来使用。这种额外的能量可以分配给智能电网上的其他用户。
但是，当电池充电不足或能量过载时，它会影响性能。它往往会缩短电池寿命周期，影响依赖它来有效存储能量的客户或组织。
电池的充电状态 (SOC) 可以通过智能系统进行监控，以避免因充电不足或过度充电而导致过早失效。
智能电网技术的用例
物联网支持智能电网的各种用例——从监测发电到测量智能功耗和管理能源效率。智能电网的关键用例包括：
1. 公用事业的远程管理
智能电网支持公用事业的远程管理。他们会立即限制对能源的访问，甚至在检测到欠款帐户后关闭服务。公司和客户可以使用远程控制功能来操作设备，包括智能家电、工业空气质量传感器和工业过程管理系统。
物联网软件允许用户根据需要远程打开和关闭资产或更改其状态。对于依赖远程智能电网的用户来说，这可能是一项节省时间和金钱的重要措施。
物联网远程管理功能的另一个重要功能是能够通过云远程下载和安装基础软件升级，并从任何地方查看和管理关键资产数据。
2. 卓越的需求管理
企业可以通过使用智能电网来管理需求。他们可以通过激励他们在非高峰时段使用重型设备来最大化客户响应。
例如，客户可以在能源需求低的时期运行洗碗机或清洗大量衣物。它可以帮助他们节省资金并减少排放。
智能电网数据应用程序可以帮助具有成本或环境意识的最终用户和企业跟踪其能源消耗。此外，供应商可以更好地定制他们的电源以满足消费者的需求，而不是依赖于预测。
3. 能源盗窃预防
能源部门因欺诈和盗窃而蒙受损失。它提高了客户的能源价格，增加了纳税人的税收负担，进一步影响了政府的能源补贴。
能源盗窃等非技术性损失每年造成的损失高达1000 亿美元。客户可以通过连接主电源直接窃取能源，避免尝试计量或篡改电表。
使用传统设备更难检测到这些盗窃和欺诈行为。它们只能通过物理单元检查或审计历史数据来识别。
物联网技术通过解决计量和计费中的非技术损失来协助检测和预防盗窃。它实时跟踪关键指示，例如能源可用性和使用情况，精确到仪表。
4、高效储能
智能电池允许能源分销商甚至客户存储电能。除了确保电池的健康生命周期外，智能电池还支持将能量均匀地分配给电网上的其他人。
5. 透明计费
传统的能源计费方法包括访问电表以记录读数并生成账单。然而，在大多数情况下，众所周知，能源公司会根据预计的使用量来计费。当实际消耗与预测使用不匹配时，就会出现问题。
供应商和客户都受到影响，因为最终用户收到不准确的发票，而且供应商有使用限制。部署物联网驱动的智能电网技术需要将整个公用事业基础设施升级为连接设备。
虽然价格昂贵，但它提供了改进的数据收集和通信能力，确保了计费过程的透明度。
智能电网技术的优势
想象一下电网可以相互通信的场景。如果他们可以为我们提供可靠的信息并允许管理人员在整个国家或地区以最佳方式运营能源供应呢？
相信我们——多亏了物联网，这不再是幻想。尽管 智能电网技术还处于起步阶段，但它可以提供很多东西。让我们看看它的好处：
1. 可再生能源发电
与将电力传输到集中式发电站的传统能源不同，智能电网接受来自家庭和企业的电力，利用可再生资源发电。智能电网与仪表无线连接，以监控能源消耗和发电。
净正设施会根据其供应量自动得到补偿。人们还可以通过智能电网监控太阳能电池板和其他可再生能源发电设备。
传统方法容易受到大范围停电和能源短缺的影响。另一方面，使用分散式架构的优势在于与替代能源的连通性。
2.预防性维护
物联网设备不断记录关键数据点，包括电压、电流、倾斜度、功率、辐照度等。这些数据用于确定组件的断点，并通过连接互联网的微控制器发送警报。
企业会收到与系统运行状况相关的实时警报。任何恶化迹象都会在早期报告，从而能够以一小部分成本进行维修。它可以防止关键能源基础设施中的重大故障并增强客户体验。
3. 最佳性能
物联网支持的智能电网技术推动了公用事业和客户的数字化转型。它通过以下方式帮助提高性能：
电网优化：智能电网可以评估定价、可用性、效率和供应。供应商可以使用这些数据来改善供电和有效管理成本。
储能：智能电池通过允许公用事业公司甚至客户存储电能来帮助节约能源。
监控：物联网工具可以协助智能电网监控重要组件。它会通知利益相关者任何即将发生的问题，以防止供应中断。
4. 高效计费
智能电网将为客户带来更有效的计费。根据常规计费方法，高峰需求期间的用电成本是全市的平均值。但是对于智能电表，收费是基于实际消耗的。因此，您可以通过在高峰时段关闭电器来节省电力。
5. 韧性
通过使用智能电网技术，电力可以立即从另一个来源转移。它将最大程度地减少停电的影响。物联网传感器实时报告设备健康状况，公用事业公司可以使用这些信息来计划维护活动。在紧急情况下可以向客户发送警报。
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智能电网的挑战
智能电网虽然带来了很多优势，但也有劣势。最大的缺点之一是智能电网的间接成本可能很高，从而导致劳动力成本增加。
此外，持续使用数据的存在可能违反许多国家或大洲的隐私标准。最终用户担心执法人员可能会出于自私的原因使用这些数据或被公司跟踪。
哪里有云技术，哪里就有安全问题的风险。恶意软件攻击可能发生在任何环境中。智能电网提供了对电力网络的增强优化。但是，连接性使他们容易受到网络犯罪的影响。
采用智能电网技术的行业
物联网驱动的智能电网广泛应用于各行各业，以实现流程自动化和提高能源效率。从家庭层面到各个规模的行业，智能电网的作用都不容忽视。它们提供以下好处：
通过自动计量，可以实时监控能源使用和动态需求调整。
环境数据的利用增加了可再生能源的使用并改善了能源生产。
电网负载监控与数据驱动的自动化行动计划相结合，可降低停电或过载的风险。
智能电网技术的真实例子
不出所料，智能电网已在不同的应用和垂直行业中得到应用。它有这么多的能力，而且随着时间的推移，这项技术只会取得更大的进步。事不宜迟，以下是全球智能电网技术的一些突出示例：
在德国曼海姆实施的一个智能电网项目使用物联网基础设施和技术解决方案来协调能源使用和生产。该项目支持可再生能源的广泛使用。
Lumin 能源管理平台旨在将智能电网物联网应用程序与家庭自动化系统集成。它通过降低排放来简化绿色能源的采用，并节省成本。客户可以通过公司的智能面板和数据分析解决方案管理电力使用和存储。
施耐德电气提供联网的太阳能系统。这些系统专为住宅使用而设计，允许最终用户完全脱离电网。它们支持太阳能发电和转换以满足能源需求。
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