电网的智能技术革新

　　通常意义的一栋办公大楼里总有各种各样的耗电设备，有什么办法可以减少整体耗电量？在记者所在的办公室里，电灯和空调开关边旁贴着一张绿色小纸条——“请随手关灯，建议冬季空调温度20℃”。

　　一位名叫马克·坎贝尔（Mark Kerbel）的加拿大人想出了另外的办法：让大楼里的电器互相协调，减少大楼在用电高峰期的用电量。因为通常，在用电高峰期，电的价格会格外地高。

　 　2005年，坎贝尔发明了一种技术，并借此成立了一家小公司。

　　坎贝尔的技术利用的是群体行为（Swarm）原理。这一原理最早的灵感来自蚂蚁、蜜蜂等群居的小动物。比如，一群蚂蚁，可能有几十万只，他们并没有一个指挥官，却可以非常有序高效地合作共事。海里的一群鱼，有成千上万条，在没有一条领头的鱼的情况下，却可以在瞬间就改变航向。

　　每只蚂蚁都是独立个体，他们协同作战的秘密在于，他们之间会不断沟通，每只蚂蚁可以随时根据周围的信息调整自己的行为。

　　坎贝尔发明了一种无线控制器，与大楼的各个电器相连，并实现有效控制。每一个无线控制器相当于一只“蚂蚁”，他们之间以特殊的语言相互交流，然后调整自己的行为，发挥集体作战的力量。

　　比如，一台空调运转15分钟，以把室内温度维持在24℃；而另外两台空调可能会在保证室内温度的前提下，停运15分钟。

　　这样，在不牺牲每个个体的前提下，整个大楼的节能目标便可以实现。因为每个电器的调整都是自动完成的，不需要一个集中发布命令的司令部，所以坎贝尔的设备非常简单，不需要人管，也无需培训，花几个小时装好后就可以投入使用。

　　坎贝尔在加拿大已经有了客户，即多伦多水电厂（Toronto Hydro）。现在，他正试图挺进美国加利福尼亚州。这家小公司已越来越多地见诸于媒体。实践证明，在使用了坎贝尔的无线控制器后，医院、酒店、大卖场、工厂和其他大型场所可以节省多达30％的峰值电能。
　　
　　奥巴马效应

　　坎贝尔的技术实际是目前热门的“智能电网”的一种。围绕这一概念的技术正在不断出现。

　　2月17日，美国总统奥巴马签署了高达7870亿美元的经济刺激计划。其中，1200亿美元用于基础设施，而智能电网的大规模建设位列其间。奥巴马还将其作为国家能源战略的重要组成部分。

　　奥巴马的计划令智能电网瞬间成为热门话题。这也是坎贝尔的技术受到媒体关注的一个原因。

　　智能电网与传统电网的不同之处在于：智能电网强调电网与用户的互动，电网可以及时知道用户的需求，用户也可以及时了解电网的动态，结果是降低成本和提高效率。

　　我们不妨用中国电网现在面临的问题，来说明智能电网的必要性。

　　以深圳为例，夏季高温时，每天有三个高峰用电时段：上午8时到11时，下午14时到17时，晚上19时到21时。2007年，深圳夏季的最高负荷超过770万千瓦。而从晚上23时到次日凌晨7时，为用电的低谷期，负荷不到600万千瓦，两者相差200多万千瓦。

　　电厂在设计时，是以峰值为参考依据的，即便峰值在一天内只有几分钟，且远远超过平均值。因此，深圳在配备电力时必须以770万千瓦为依据。这也意味着，在低谷期，有200万千瓦的容量被闲置了。

　　如果能减少高峰期的负荷，电厂节约的成本是相当可观的。比如，减少40万千瓦高峰期负荷，可少建一个40万千瓦装机容量的电厂，少建一个500千伏安的变电站。仅此一项，即可省五六亿元人民币。

　　实际上，深圳的现象在全国很普遍，目前通行的应对方法是实行峰谷电价差异化。比如，深圳用电低谷期电价仅0.25元/度，而高峰期为0.96元／度，相差了近三倍。有关部门试图以价格杠杆来引导人们尽量避开用电高峰。
　　
　　智能电网城市

　　智能电网提供了更彻底的解决方案。

　　2008年3月，美国科罗拉多州一座小城波尔得（Boulder）投资1亿美元，建成了美国第一座智能电网城市。这是一个拥有9.4万人的小城，每户家庭都安排了智能电表。人们可以很直观地了解当时的电价，从而把一些事情，比如洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时间段。电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能源。同时，变电站可以收集到每家每户的用电情况。一旦有问题出现，可以重新配备电力。

　　据悉，目前，加利福尼亚、得克萨斯、佛罗里达、宾夕法尼亚和夏威夷等州都对这个技术表示出浓厚的兴趣。

　　大公司也瞄上了此间的商机。2006年，IBM开发了“智能电网”解决方案，试图把电网数字化。电力公司可以通过传感器等设备，把电网的数据实时传回来，细化用电管理。

　　2009年2月初，IBM与地中海岛国马耳他签署协议——双方将建立一个“智能公用系统”，以实现该国电网和供水系统数字化，这也将是全球第一个全国性的智能电网。马耳他是一个仅40万人口的小国，此项目预计耗资约9100万美元。

　　据介绍，马耳他全国两万个普通电表将换成互动式电表，通过在电网中建一个传感器网络，马耳他的电厂能对用电情况实时监控，并制定不同的电价来奖励节约用电的用户。对于电厂来说，这有助于降低成本并减少碳排放量。

　　2009年2月初，Google透露，正在公司内部测试智能电表（PowerMeter）软件。该软件可以对用户家中电器和照明设备的用电情况进行智能分析，然后把结果传到用户的电脑中，用户可以随时看到自家的用电数据构成。

　　Google的研究显示，如果家庭用户能够及时了解家用电器的耗电详细信息，就会使自己每月的电费开支下降5%－15%。如果全美国有一半家庭每个月节省这么多开支，减少的碳排放量相当于减少800万辆汽车的行驶。