智能能源计量技术将改变能源消费方式

无论是对于消费者和企业来说，节能都是一项紧迫的任务。然而，就目前大多数电子设备而言，我们无法随时获知它们实际究竟消耗了多少电量。可测量与显示自身能耗的智能设备具有巨大的应用潜力，并将成为一种强大的能耗管理工具。正如社交网络连接着数亿网民一样，目前工程师们正致力于设计可以把数十亿台设备连接起来的智能电网、智能电表和智能插头。

目标：降低能耗总量，促进能源供需平衡（减少峰值负荷），提高风能和太阳能等具有周期性特点的绿色能源的利用效率。

所有这三个目标都需要对配电网的实际情况进行深入了解，而配电网的基本架构已维持100年未变。在不久的将来，信息将与电能同时流过智能电网。为了有效利用这些信息，工程师们已着手开发具有以下功能的应用程序：
• 平衡用电高峰，因为用电高峰目前要求的装机容量远远超过实际需要。举个简单但颇有说服力的例子，如果在非高峰时段给电动汽车充电，则完全没必要增加一千瓦的发电容量。
• 通过智能电表和智能插头来控制电茶壶或电烤箱的用电情况。初期将利用这层控制来平衡负荷。但从长远来看，需要以与客户签约的方式将闲置的家庭电器、工厂设备和办公室电灯暂时置于休眠状态，从而减少整体能耗。
• 总结企业、社区乃至家庭的用电规律。如此一来，能源管理机构就可以对实际用电进行预测推算，确保随时供应适量的低成本电能，并对以化石燃料为主的发电厂的发电量进行优化。

秉承50年来在消费电子、通信网络和微控制器领域的技术传统，恩智浦半导体（NXP Semiconductors）将给家庭、办公室、商业社区以及任何能耗过大的场所提供创新解决方案。集成电路（IC）是智能电表、智能插头和超低功耗无线通信设备的心脏，也是恩智浦迅速扩大的产品组合中的重要成员，它在并不影响我们日常生活方式的前提下正悄悄推动节能革命的发展。

尽管智能化的利用能源具有巨大的环境和经济价值，但重建电网却需要花费高昂的成本。幸运的是，我们不必重建电网， 而只需要增加一个信息技术网络--部分为无线网络，再加上单价并不昂贵的智能电表和智能插头，便可以很快地收回投资成本。

这正是恩智浦在信息技术、通信技术中发挥作用的地方。举例来说，调温器将变成智能调温器，建筑间的区域照明控制系统将被连接起来，照明与温度控制最终将合二为一。

恩智浦正是智能电网所需的低功耗、无线及窄带通信解决方案的领先供应商。它提供包括协议栈、收发器、接收器和发射器在内的一整套符合M-bus（针对868 MHz频带的电表、燃气表、水表和热量表的欧洲远程通信标准）的解决方案，。恩智浦同时还为包括ZigBee在内的802.15.4无线通信协议提供行业领先的低功耗解决方案。

家域网、邻域网和广域网
网络是实现不同区域（如房屋、电网）之间的信息交换的最好平台。在综合性智能能源战略中，广域网（WAN）通过智能电网在电能管理数据中心与家域网（HAN）之间进行来回信息传递，而家域网则利用邻域网（NAN）实现数据聚合。

操作性信息（如关闭、打开或调暗电灯，以及将高成本或高碳生产方式转变成绿色能源生产方式等）在整个网络中来回流动。图1为住宅环境示意图。

图1：基于现有电网技术改良后形成智能电网。

智能电表
千里之行始于足下，节电亿瓦始于一步。就电力公司而言，这一步就是智能电表。

控制意味着测量，能源测量是智能电表及其小个头的近亲智能插头的主要使命。为了优化能源消耗，传感器不但需要测量能源，同时还须测量湿度、热量、光、空气质量等因素，以尽量减少对日常生活的影响。没有人愿意为了节约能源而让冰淇淋融化，走廊陷入黑暗，或室内植物死亡。

当电力公司意识到这点时，首要任务是安装采用高精度半导体器件的电表，这种电表即使在非线性负荷条件下也可取得极高的精度。智能电表整合了总谐波失真、功率因数、压降感知等基本的功率质量测量技术，有助于电力公司在负荷平衡之路上大步向前。

恩智浦智能电表产品组合包括微控制器、组网芯片、实时时钟、液晶显示器驱动电路和电源，全部产品都针对不同的地域进行了优化，可提供最佳的性能价格比。

与通信技术相配合，智能电表即能发挥其强大优势。可选方案包括远程读表、负载控制以及自动连接/断开、停电检测、紧急接地故障等目前需要上门服务的大量其他操作。

由于拥有数十亿个接入点，智能电网也因此成为包括损坏电网、偷电等犯罪行为在内的网络攻击的主要目标。恩智浦在智能卡和电子护照领域积累了丰富的经验，其领先技术可以有效应对诸如此类的威胁。全世界有80%的电子护照