作者：Jeremy Cook
智能电网被松散地定义为能在电力公司与其客户之间牵提供双向通信的数字技术。电力公司不需要通过人工抄表来了解客户使用了多少能源，电表和其他监控设备就可以提供这些信息，甚至可以近乎实时地获取信息。
这种洞察能让电力公司比以前更快地对问题或需求增加做出反应。还为客户提供实时统计数据，让客户能更好地控制功耗。很大一部分计量和线路基础设施如今都是“智能的”，但这在以前并非总是如此。在本文中，我们将了解智能电网技术是如何发展的，以及它在“智能电网的未来”的发展方向。
电网的起源
首批输电系统于 19 世纪 70 年代末至 80 年初上线。电力生产极为本地化，在大多数情况下，传输的能量不到一英里。随着直接电让位于交流输电，发电成为大城市经营范围更广的独立运营商的份内之事，每个运营商都有自己的输电线路。纽约的一座建筑可能会在多个电力源之间选择 — 既有丰富的财富，也有碍眼的地方 — 而边远地区，不管从字面意思还是象征意义上讲，都被留在了黑暗中。
在美国，所有这一切在大萧条期间都发生了变化，当时许多竞争性的电力公司都倒闭了。联邦政府对基础设施项目进行了大量投资，如田纳西河谷管理局的发电大坝系统，并制定了法规，让电力公司能够在不需要多条线路的情况下协同工作。当美国从第二次世界大战中崛起时，发电设施和配电系统紧密相连，提供了峰荷发电覆盖和备用电力。
如今，美国有三个电网：西部电网区、东部电网区和得州电网区。得克萨斯州参与了全部三个电网，事实上，德克萨斯州西部突出部有一片区域与这三个地区接壤。加拿大也参与了西部和东部电网，并拥有独立的魁北克电网区。虽然这种加美合作无疑会有好处，但这也意味着大规模停电，例如 1965 年的美加大停电及其 2003 年的“余波”，可能超越我们的国家边界。
智能技术上线
现代智能电网有助于避免大范围停电，让公用事业公司能够处理可变负荷和分布式发电，同时改善客户获取其自身用电信息的机会。自动抄表 (AMR) 技术的发展推动了智能电网的发展。具有 AMR 功能的电表允许技术人员步行或乘车通过附近，以无线方式接收账单和其他信息，而无需目视检查。
AMR 已发展成高级计量基础设施 (AMI)，这种情况下，不再需要现场技术人员进行抄表，信息自动向电力公司传递和从电力公司传递。在该技术的一种可能实现方案中，电表在它们之间形成用于本地数据传输的网状网络。然后，该网络使用蜂窝数据网络，通过专用中继设备连接到电力公司。
此类实时数据接口意味着电力公司可以准确地解决当前电力需求和整体趋势。它能让客户监测使用情况并调整用电行为以减少电费。而且，双向通信能力允许公用事业公司出于维护或计费目的切断对客户的供电。
智能电网的未来
智能电网技术的进一步快速发展将促进更高效地使用资源，降低由于设备故障导致的连续停电的可能性。然而，考虑到这种停电的大致世代频率，可能很难确定真正的好处。 如今，大规模的设备故障停电可能很少，但 21 世纪新出现的挑战将会是应对绿色技术（如太阳能和风能）的间歇性。风想刮的时候就刮，阳光也是出了名的变化无常。随着人工智能和大数据的整合，智能电网可能有助于控制这种不可预测性。
我们可能会看到更多的举措，如 Duke Energy 的 EnergyWise 计划；在该计划中，热水器、水池泵和 HVAC 系统将根据需求临时周期性关闭。该系统足够智能，可以先关闭热水器，这种效果在很大程度上被户主忽视。随后是水池泵，最后是 HVAC 系统。我个人已使用它多年，但还没注意到任何影响，除了通过注册积分略微降低电费之外。
将家庭发电和微电网集成到整个电网，需要大型公用事业公司和一些小型企业进行协作，这些智能电网概念可能有助于实现这一点。如果屋主和企业主选择在每月账单之外深入研究电力使用情况，他们还可以期待更多关于电力使用和发电情况的实时反馈。 不断发展的智能电网技术：电力计量以外的效率？
未来十年，智能电网技术可能会转变我们与电力使用的关系，无论是在美国还是在全球。关于建筑物用电的现行数据让我们能够更好地利用资源。尽管此处所述的智能电网是指电力，但值得注意的是，所提出的大多数概念也适用于燃气和水计量。
