我们离真正的智能电网还有多远?

智能电网有潜力改变能源传递和使用的方式。电网承诺使住宅和工业用户更容易管理他们的能源消耗，以尽可能低的成本实现最大的舒适和便利。电网还可以为工业自动化专业人员提供一些新的职业机会。

Tim Wallaert在担任Belden能源部门营销总监期间，一直关注智能电网的发展，该公司为公用事业变电站和其他应用提供网络设备。Wallaert最近分享了他对智能电网的独特观点控制工程．

CE:我们目前在智能电网方面的进展如何?它的实施有多广泛，在哪些地区(地理上)它走得最远?

Wallaert:我认为我们应该先谈谈智能电网是什么，以及它不是什么。关于智能电网有这么多的看法和误解，如果你愿意的话，有一个关于它的基础对话总是好的。

大多数人认为智能电网首先就是智能电表。实际上，智能电表只是智能电网的一部分。

我喜欢将智能电网定义为为现有和新兴的配电系统增加双向通信。

原来的配电系统是单向通道。智能电网是由于各种原因在该通道上增加双向通信。因此，您可以评估通道上的负载，并且可以监控下游的设备性能。而且，在当今尤其重要的是，能够控制和充分整合可再生能源，使电力重新进入电网。

现在，让我们来谈谈智能电网的现状。从全球角度来看，中国可能走得最远。中国在整体电力基础设施方面进行了大规模投资，其中大部分投资都用于智能电网。欧洲可能排在第二位，尽管由于债务危机，欧洲最近不得不放慢了一些增长速度。

美国正在发生的事情可以用“参差不齐”来形容。这在很大程度上与不同国家的性质有关。

例如，中国只有一个公用事业为大部分人口提供服务。所以，如果该公司决定建造一个全国性的电网，它是可以做到的。在美国，我们有各种各样的公用事业。有些只涉及发电，有些只涉及配电，本质上是操作电网，还有一些只涉及终端客户服务。还有不同规模的公用事业公司——从大型投资者所有的公用事业公司到市政公用事业公司和合作社。

这些工具中的每一个都实现了与智能电网相关的东西。你可能会认为，大型公用事业公司将走在这场运动的前沿。然而，当你审视整个行业时，你会发现在很多情况下，规模较小的公司已经开始做一些开创性的事情。

CE:在美国广泛实施智能电网的主要障碍是什么?

Wallaert:主要有三个障碍:

• 我们说的是对现有基础设施的大规模资本投资。变电站的建造成本高达数百万美元，其设计寿命平均为40年。你不希望仅仅为了安装新的智能设备就把这些都扔掉。公用事业公司必须弄清楚如何在转向智能电网的过程中利用这些投资。
• 公用事业公司必须对公共监管委员会和/或投资者负责，他们必须证明他们所做的任何事情都有经济回报，包括向智能电网过渡。
• 智能电网设备没有真正的标准。公用事业公司需要确定能够插入来自不同供应商的设备，并使其正常工作。在这个领域有一些进展，但我们还没有完全达到。

CE:控制工程读者主要是工业自动化技术的用户。从技术和组织的角度来看，为了顺利过渡到智能电网，这些用户应该知道的主要事情是什么?

Wallaert:如果一个公司什么都不做，不管它喜欢与否，智能电网都会来找它。最终，你的公用事业公司将把智能电表连接到你的工厂;它将根据使用模式引入新的费率计划。公用事业公司将伸出手去接触工业自动化的家伙。如果你的公司有自己的发电系统，想要整合到智能电网中，就需要考虑一些问题。

CE:贝尔登公司已经发布了白皮书，指出智能电网技术正在为新一代工业网络开辟道路。工业自动化用户可以采用哪些类型的智能电网技术来适应自己的网络?

Wallaert:公用事业公司的一个主要问题是确保他们的网络在没有任何数据损坏的情况下持续运行。他们还需要能够承受恶劣环境的长距离网络。因此，当公用事业公司设计出这些双向通信网络时，它们可以在最恶劣的条件下安全可靠地运行，运行工业工厂的人可以采用同样的技术为自己所用。

CE:我们经常听到智能电网在公用事业系统网络上引发“数据爆炸”。随着工业设施开始连接到智能电网，用户是否也应该期待数据爆炸?如果是这样，用户又该如何反应呢?

Wallaert:你提到这一点真有趣。我记得在将以太网引入生产环境时也提出了类似的担忧。突然间，工厂经理们被各种各样的新信息淹没了。他们从只查看简单的控制信息，到查看有关机器诊断、正常运行时间参数、瓶颈和吞吐量计数的信息。起初，他们不知道如何处理这些新信息。

最终，他们发现他们可以利用这些信息来改善他们的生产流程和客户服务。现在，我们看到终端客户在网上下订单，并输入请求，通过生产流程跟踪这些订单，直到他们的家门口，而我们对此毫不在意。

公用事业公司和能源用户在转向智能电网时会有类似的体验。公用事业公司将找到监控设备性能的新方法，这将节省他们的资金。用户将更容易获得有关他们在工厂中如何使用能源的信息，这将有助于找到更有效地使用能源的方法。

CE:随着企业转向智能电网，工业自动化用户是否需要开发任何新技能?一旦智能电网投入使用，是否会有潜在的新的职业机会?

Wallaert:随着智能电网的出现，与建立、设计和维护工业以太网相关的技能将继续受到需求。企业还需要考虑分析他们将从智能系统中获得的新信息。

在数据分析领域，有两个领域可能提供职业发展的机会。一个是掌握负载转移的细微差别。另一个则是成为老式效率方面的专家。

负载转移很重要，因为公用事业公司使用它来优化电力输送，在高峰使用期间让尽可能多的用户离开网络。如果工业用户同意在高峰时段关闭生产设备，他们可以获得大幅的费率折扣。如果他们同意在公用事业公司通知他们即将发生的“事件”时关闭设备，比如即将到来的热浪，这可能会引发对空调的大量需求，他们也可以获得折扣。

展望未来，公司可能会重视那些能够设计出策略，在不中断关键生产运行的情况下利用负载转移折扣的专业人员。能够很好地掌握优化能源效率的整体策略的个人也将受到高度重视。

公司要么在内部开发或雇佣人员来填补这些职位，要么与拥有这方面专业知识的咨询公司签订合同。

CE:我们听说智能电网将使公用事业更容易受到潜在的网络攻击。工业自动化用户是否应该像公用事业公司经理一样关注网络安全和智能电网?

Wallaert:任何在其操作区域有通信设备的组织——无论是污水处理厂还是钢铁厂——都需要关注安全问题。从历史上看，工业自动化网络的安全性是事后才考虑的，如果它存在的话。

最主要的问题是让人们容易接触到设备，以确保设备正常运行。有一种错误的安全感，因为工厂级的系统与外部世界没有连接。公用事业公司也有同样的倾向。然后一种叫做震网蠕虫病毒的东西出现了，这种虚假的安全感被粉碎了。

(编者注:震网蠕虫是2010年发现的一种计算机病毒，针对西门子生产的工业自动化设备。它被认为是通过u盘传播的，避免了将受感染的系统连接到外部网络的需要。)

CE:考虑到我们讨论过的所有潜在陷阱和挑战，您是否仍然建议工业自动化用户转向智能电网，为什么?

Wallaert:如果说智能电网有什么值得拥抱的地方，那就是有机会通过能源效率来改善运营。

我看到的另一个趋势是微电网的实施，它基本上是在屋顶上安装太阳能电池板或在工厂后面安装风力涡轮机的小型发电设施。这使得公司可以降低能源成本，在某些情况下还可以从公用事业公司收回资金。任何一美元没有花在当地公用事业上，都是公司的另一美元利润。以现在这些技术的价格，回报变得非常有吸引力。为了能够在你的校园里实施太阳能农场，你需要参与智能电网。

你必须能够告诉主电网，“我现在不需要电力，因为我自己在发电，或者我现在有多余的电力，我把它卖回给你。”

这些都是与智能电网相关的事情，公司——尤其是控制工程师——应该做好管理的准备。

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