普及电网计量和安全的相关知识

　　引言

　　随着智能电网在全球部署的日益普及，消费者、设计工程师、电力公司都在讨论智能电网将如何改变整个能源行业。智能电网使电力公司无需派人到现场抄表即可存取电表数据，节省了资金。电力公司、电厂和消费者现在正极力寻求更为环保的替代燃料。新商业模式通过激励措施（例如分时计价）降低高峰期间的能耗，从而鼓励减少峰值需求。分布式能源，例如电动汽车和各种形式的太阳能和风能，正在最大程度上通过可再生资源及可利用资源来支持峰值需求。所有这些技术进步也将造成智能电网中数据分析量更大。有了智能电网，电力公司从每月抄表一次或几次发展为每天读取6至96次电表读数。智能电表产生的全部数据提供了更好的理解使用模式、浪费及电力公司尚未了解的其它因素的机会。

　　但归根结底，仅仅靠智能电表和电网管理并不能确保智能电网的成功。如想完全发挥这一技术优势，智能电网设计必须专注于能源计量和安全。

　　能源计量切实节约能源

　　遗憾的是，如今大肆强调智能电网技术及其通信架构的未来管理问题（更多信息请参见下文中的附），人们很容易忘记能源计量和安全对系统的成功与否至关重要。毕竟，与电力管理相关的网络不但必须计量其关键商品，而且也要保护运输商品的宝贵基础架构。进入能量计量。

　　智能电表利用称为"计量"的电力公司级能源测量功能测量工业和消费者能耗。包括意大利、美国加州及斯堪的纳维亚部分地区在内，这些智能电表已经是大量机器对机器电力网络的组成部分。但是，只有电力公司热衷于能耗计量吗？当然不是。广泛能源计量的好处可延伸至电网上的大量用户和提供者。

　　以我个人为例，去年十月、十一月和十二月的电费猛增。十二月后期，我的烘干机坏了。幸运的是，我和我妻子能够马上购买一台新的，这在深冬季节可太重要了。事后回想，烘干机由于过度耗电被烧坏，这就解释了每月较高耗电量和电费单上电费猛增的原因，最终造成经济损失，重新购买了新烘干机。

　　能源计量有助于解决像我这样的情形。对各种应用进行能源计量，例如消费设备和工业电机，具有极大的好处：降低耗电；识别需要维护或甚至需要更换的关键资产；有助于更有经验的用户或系统运营者做出关于能耗和系统性能的更为明智的决策。在我的烘干机的例子中，如果能准确计量电机的耗电，就可立即发现设备耗电量增加。就像汽车上的"发动机检查"指示灯，能耗计量记录使用模式，从而在发生故障之前指示设备状况和工作状况。使用模式将为我提供了足够的时间来维修烘干机或者干脆买台新的（打折时购买！）。

　　在工业设备中，与准确能源计量的潜在利益相比，消耗的能源（故障烘干机例子中为浪费的能源）较小。制造业中，电机占耗电量的54%1，对正常运行时间要求和生产目标较为重要。例如，假设一台100hp电机的电压不平衡度为2.5%，估计每年要多耗电$4762.除此之外，设备的附加磨损将造成更多的维护及早期更换费用。您很快会理解智能电网中能源计量为工业带来的利益。现在，进一步进行逻辑推理。全球范围内电机增加的电力和维护费用，意味着节能及节约的巨大机会。

　　一旦认识到良好管理能源计量的重要性，您将会寻求实现的方案。此时，智能电表和计量系统就成为决定性因素。Maxim Integrated为能源状态监测提供多种能源计量和电机诊断方案。78M6610、78M6613、78M6631和MAX78638提供高精度、四象限测量，带有用户固件。这些器件为工业应用领域监测和测量太阳能板转换效率、电机工作状况，为照明和计算应用中的能耗提供宝贵的测量数据。最后，相对于防止设备故障及确保系统正常运行方面节省的资金，能源计量方案上的投资要小得多。

　　电网安全--至关重要，但尚未得到应有的重视

　　智能电网也要求24/7完全安全。大多数用户，甚至工业和电力公司都低估了这点的重要性。端点，例如智能电表、工业电机、用户设备及分布很广的自动化设备均消耗并控制电力。同时，由于智能电网运营商充分利用"智能"网络来修正功率因数、优化电压、准确定位故障以及降低维修时间以确保正常运行时间，针对于并网装置的应用持续增加。

网络攻击、IP盗窃、对生产力的破坏--在智能电网和工业控制系统，所有这些威胁都在不断上升。只有针对智能电网进行优化的完备安全措施才能防止这些严重的威胁，确保正常运行时间最大化，无论是简单的家用衣物烘干机还是先进的分布式工业中心。遗憾的是，许多情况下并未完全意识到安全风险的严重性，仅有最低限度的安全措施。在一次与电力公司专家的交谈中，他告诉我