福布斯：当智能电网遇见大数据

图片：Energy.gov

智能电表的兴起和普及成为最近大数据演讲中频繁出现的观点。这也可以理解，因为华盛顿最近上马的一个智能电网试点项目可以每隔五分钟就从用户家里读取一次用电数据。

虽然巴特尔公司的西北太平洋智能电网示范项目（BPNSGDP）是一个只涉及五个州6万用户的相对较小的试点项目，但数据量可不小。该项目总监Ron Melton估计该项目未来两年将产生数以TB计的数据。这个试点项目涵盖了公共和私营设施、电气专业合作社，邦纳维尔电力局和华盛顿大学，项目预算约1.78亿美元，其中8.9亿美元来自联邦政府，其余来自参与方的配套资金。项目的目的是论证智能电网的经济可行性。

向空调、干衣机、热水炉发送信息要求它们在用电高峰期暂停工作，以此换取一些经济上的奖励的做法是否值得呢？

“用户端智能电脑的支撑技术是高级计量架构，”Melton表示。该项目使用了双向通讯，智能电网可以从电表接收信息，同时与商用和民用用电设备进行通讯。

“智能电网可以看做是互联网和电力系统中大量智能设备与传感器的融合，”Melton补充道。

今天的电网面临两个因素导致的复杂性挑战——风能和太阳能，这些都是产能变化幅度很大的新能源。

在我们把大量可再生能源投入电力系统时，要知道，传统电网中的变量虽然也是随机的，但仅限于配电端。发电端的产电量通常是高度可预测的，所以你可以通过在配电端建模来确定发电端。但是当我们引入大量风能和太阳能时，我们在发电端也出现了变量，所以我们需要新的工具来管理两端的电力平衡。

日益增多的电动汽车也让形势变得更加严峻，但智能电表能保障电力系统全天都保持较高的负载能力，如果电力汽车不通过智能电表直接接入电网，将会导致很糟糕的结果。

傍晚的负载高峰通常是因为这个时间大家都下班回家开始做饭，打开热水器或空调等用电设备。

“我们必须严格管控电动汽车的充电，”Melton说道：“我们需要能跟系统互动的电动汽车。如果我们马上要出门，可以立即给汽车充电，但如果是明天早晨才动身，那么完全可以把充电时间安排到半夜。”

巴特尔两年前开展了一项研究，发现通过夜间智能充电，可以解决70%的电动车充电问题而无需新建发电厂。

Melton预计商业用户会首先使用智能电表系统，因为商用设施能立刻产生数万兆瓦的效果，而面向家庭用户的激励措施则由单独的公共机构实施。其中一个模式是建立一个集中市场，家庭用户可以为为关闭电器功能出价。

智能电网将从白宫的”绿色按钮“计划中获益，该计划允许个人去公共设施部门的网站学习如何管理并节省水暖电等公共服务支出。今年美国全国将有1200万用户能够访问这个系统。Melton预计将有几家公司推出能帮助分析个人或家庭用电数据的家用电器。

巴特尔公司目前雇佣一家名为3Tier的公司来预测风能和太阳能的产能。Melton表示该系统能通过消费者和设备的反馈提供未来三天的预测。

一个单独的热水器的耗电量也许没有什么，但如果全美300万家庭都能给热水器 、干衣机和空调智能断电的话，这个规模效益就很可观了。“我们希望能展示交易刺激信号与风能变量之间的高度联动，激励交易如何与热水器互动，并能分析大规模应用场景的情形，例如用户规模从试点的6000万增加到300万。

除了激励交易的基础运营数据和每五分钟反馈一次的交易数据，我们还必须收集运营智能电网技术的设施数据。一些数据与激励交易有关，一些则与智能电网运营有关。所有这些数据都回流到巴特勒公司。

过去十年，西北太平洋地区都是美国智能电网的先锋，贡献着技术、设施应用、客户参与策略和政策。

Battelle目前正使用集成了Stream的IBM Netezza数据分析一体机，来分析试点项目产生的数据。Melton表示巴特尔公司已经与IBM的沃森研究计划合作了12年，与Netezza的合作也早在其被IBM收购前就开始了。

“大数据分析技术使我们能够验证试点项目的智能电网技术的有效性，这对于未来的大规模部署和可再生能源的加入都至为关键。我们所扮演的角色不是制定政策，而是发展先进理念，发现哪些是可行的，哪些是不行的。”Melton最后说道。（关志刚/编译）