探究振兴美国电力基础设施的必要性.ppt

《探究振兴美国电力基础设施的必要性.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探究振兴美国电力基础设施的必要性.ppt（47页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、探究振兴美国电力基础设施的必要性智能电网：一个简介智能电网怎样影响我们的经济、环境和未来声明未翻译前言它是一个巨大的任务，但是它是一个必须做的任务。能源部已经精心策划了我们国家电网的批发现代化。领导这项工作是电力传输和能源可靠性办公室。配合其先进的研究和能源政策，该厅新成立的、多机构的智能电网工作队负责协调开发标准、指导研究和发展项目，并协调众多利益相关者的议程。对这项工作成功同样重要的是根据性质、挑战和围绕智能电网的机遇及其执行情况而对感兴趣的公众进行教育。这就是智能电网的任务：一个简介来自能源部 智能电网介绍的目标主要是使非技术但是有兴趣的读者能够熟悉：智能电网的存在和从智能电网当中的收益

2、 这些智能方式对我们国家有什么应用 能源部如何致力于帮助加速其执行情况目录电力的知识章节1.介绍：我们没有更多的时间。有序的过渡到智能电网2.爱迪生和贝尔：复兴的案例。第一部分：简介我们没有更多的时间。我们国家的电力基础设施，也被称为“电网”。它为我们效力了这么长时间，但是也越来越显示出它的局限性。我们的灯光一直亮着，但是这常常是在规模、范围和复杂性上依赖超负荷电网增长，当中蕴含了很大的风险。从国家的挑战来看，例如，由于全球性的气候变化带来的电力系统安全，我们的近期议程是非常艰巨的。有些甚至可以说是创造历史的决策。幸运的是，我们有前进的方向。越来越多的联邦和各州之间的决策者、商业领导人和其他重

3、要利益相关者达成一致，认为不仅是需要智能电网，而且智能电网也可以实现的，要把智能电网当做互联网提请给我们的电力系统。两个时间轴的故事 事实上，将来的两个电网将迅速变成事实。第一，我们将称它为“智能电网”，它提供了宝贵的技术，可部署在不久的将来或今天已经部署。第二，我们的标题智能电网-代表了电网的长期承诺，尽管它被普遍认为是一个十年或更长时间的实现。然而，鉴于一个简单的“杀手级”应用-电子邮件-的广泛、深入和立即接受互联网，谁能说在这一领域类似的杀手级应用将不会大幅度加速这一时间表？在短期内，智能电网的功能更有效，从而使其能够在成本不断上升的时代提供我们期待的服务水平，同时也提供了相当大的社会效

4、益-如对我们的环境很少有影响。从长期来看，预计智能电网刺激的一种变革，这种变革就像互联网已经对我们生活、工作、休闲和学习产生的影响。智能电网的应用技术、工具和技术能够提供电力知识，从而使电网更为有效地工作.确保它的可靠性程度前所未有。维持其承受能力充分适应可再生能源和传统能源。潜在的减少我们的碳排放。引进有待预期的先进技术和效率。改造我们的国家电网的意义可以和建设州际高速公路系统或互联网的发展相提并论。被视之为革命的这些努力之前经过了无数进化步骤。想象在上世纪50年代，艾森豪威尔高速公路系统在20世纪80年代早期才完成。同样，互联网的血统可以直接追溯到60年代到70年代美国国防部的高级研究计划

5、局网络（阿帕网），远远早于80年代和90年代互联网成为改变社会的技术。智能电网的全面实施将随着时间的推移逐渐演化。然而，当今采取了大量积极的步骤，组织活力和取得的成就对实现这一目标。您将在这里了解一些关于他们信息。这本书的目的是让读者-用平易近人的语言-了解目前智能电网所处的位置和它采取的措施。您将了解智能电网是什么而不是什么。您将了解围绕智能电网的议题、未来的挑战和无数大家都受益的机会。记得电子邮件产生之前的生活吗？随着时间的推移，越来越少的人可以记起。适当的应用巧妙的创意、先进的技术、企业能源和政治意愿，你也将不会记起智能电网产生前的生活。电力的进步关于我们国家电网有一种比较流行的比较-强

6、调变化的步伐或缺乏变化的步伐。第二部分：爱迪生和贝尔：复兴的故事故事是这样的：如果亚历山 贝尔来到21世纪，他将不认识现代电话的大家庭-移动电话，短信，无线通信塔，掌上电脑等。而托马斯爱迪生，其中一个电网的关键早期建筑师，将会完全熟悉的现代的电网。虽然这种想法是停留在表面上的，但它是远离全貌的。爱迪生是非常熟悉电网的基础设施，甚至一两个电机的连接，但他同样和额格雷厄姆贝尔一样对技术幕后的东西感到迷惑。我们的百年电网是全球最大的互联机器，由于人类的参与变得更加复杂，它被称为是一个生态系统。它包括超过9200发电单位、超过1,000,000兆瓦的发电能力以及超过连接300，000万英里的输电线路。

7、考虑到在过去的一个世纪里作为全球经济的领导者，我国经济增长在许多方面都反映了电网发展的轨迹，这一选择并不令人惊讶。从许多方面来看，目前的电网表现出色-这就是为什么这样做-例如，低成本运营。由于电力发出来后就需要立即使用，电网就成了最终的及时交付产品。在任何时候一切工作都必须表现的完美。每当停电发生时，例如佛罗里达州，那很可能是影响了整个大西洋海岸；然而，由于系统的健全性和可靠性，极少数外业界知道停电的事故。电力系统资料：今天的电力系统的可靠性是99.97%，但仍然不能避免停电和断电，其每年的成本至少一千五百亿美元-约500美元/人。在欢庆21世纪到来的时候，国家工程院确定的一个20世纪最重要的

8、工程成就。国家工程院编制了一份20大成就的清单，这些成就几乎影响到了发达国家的每个人。在这个清单上，互联网排在第十三位，“高速公路”排在了第十一位。排在清单首位是电网的电气化，这是“20世纪实现的最重要的工程。”在过去几十年里，由于拥有设计和经营的专门人才，国家电网仍然是我们国家经济发展的引擎。它继续为我们提供世界上最可靠的电力。对我们的经济发展、国家安全以及数亿生命而言，它的重要性显而易见。但是，我们很长时间认为这种神奇机器是理所当然的。因此，我们负担过重的电网已经开始出现故障，并且具有相当大的风险。自1982年以来，受人口增长、越来越大的房子、越来越大的电视机、越来越多的空调和电脑的影响，

9、每年用电高峰期对电力的需求已经超载了 25。然而，用于研究和发展、创新和更新的费用却是所有行业中最低的。第三部分：电网处于什么风险之中？尽管需求增长迅猛，能源不足的地方的投资却增长缓慢，这进一步限制电网的效率和可靠性。2000年，贯穿美国各地的数以十万计的高压输电线路只建成668 多英里。其结果是，系统变得更加恶化，平均每年需要在断电和电能质量问题上花费至少1000亿美元。总之，电网在艰难前进。基于20世纪的设计要求并已经成熟，扩大电网是唯一的选择并且系统内的能见度是有限的，电网有一个历史任务，即保持灯一直亮着。至于其他.能源效率？用边际的方法测量是最好的-正如边际方法中说的-“太便宜以至于可

10、以忽略。”对环境的影响？这根本不是设计现在的电网一个主要关注的问题。消费者选择？那是什么？可靠性：在过去40年有五次以上大规模停电，其中3个发生在过去的九年里。停电和限电的发生主要是由于机械反应缓慢、缺乏自动分析以及“能见度低”-在一部分电网运营商里，这是一种“缺乏情境意识“。这个停电问题更广泛的影响已远远不只是等待的灯光的到来。想象一下，工厂停产、易腐食品变坏、交通灯停止闪烁以及信用卡交易变得无法使用，这些都是影响甚至是短期区域停电造成的。你知道吗，在美国很多地区，都是消费者报告后才知道电网断电了。今天，具有讽刺意味的是：在一个技术至高无上社会里，美国是依靠中央计划和控制基础设施，这些基础设

11、施很大程度上建立在使用很久了的微处理器上，这限制了我们的灵活性，使我们在几个关键领域处于危险之中。效率：如果电网的效率只有5 储蓄的能量等于从53万辆汽车中永久消除燃料和温室气体排放量。考虑到这一点，如果每个美国家庭只替换掉一个白炽灯灯泡（爱迪生的自豪和喜悦），国家节约的电能足够轻300万个家庭使用，并每年节省6亿多美元。显然，这有更大的改进空间。国家经济：数字却是令人吃惊的：停电对硅谷造成总计75万美元的损失。2000年，芝加哥一小时的停电造成20万亿美元的交易推迟。Sun微系统公司估计，停电每一分钟将使该公司损失100万美元。2003年美国东北部地区大停电导致600亿美元经济损失。使问题复

12、杂化的是经济增长中无情的数字。在20世纪80年代，电力负荷来自敏感的电子设备，如芯片（计算机化系统，应用和设备）和自动化制造业的限制。在20世纪90年代，芯片的份额增长到约10。今天，来自芯片技术和自动化制造的负载上升到40，另外到2015年负荷预计将增加到60 以上。承受能力：由于比率不断增长，电力已增加一倍或更多。虽然不是那么明显但同样是有害的，相关费用由每个公民负担，然而，这些数千亿美元的烧钱行为很多都没有报告。不断上涨的燃料成本-更严重的是公用事业部门的长期煤炭合同-一定可以提高其能见度。安全性：2003年发生了美国历史上最大的停电事故时，公民陷入黑暗而感到不安，令人窒息的电梯使他们的

13、想到了恐怖主义。这并不是没有原因的。电网的中央结构已经暴露使我们很容易受到攻击。事实上，各种电网组件相互依存可以带来多米诺骨牌效应-一系列的失败可以使我们国家的银行、通讯、交通以及安全系统等完全停顿。环境/气候变化：从粮食安全到个人健康，恶劣的环境威胁到我们所有人。美国只占 4 的世界人口，但生产25 的温室气体。我国一半的电力仍然是燃煤产生的，煤炭是国内丰富的资源但也是全球变暖的主要贡献者。如果我们要减少我们的碳排放和主张全球环境的领导，那么清洁可再生能源，如太阳能、风能和地热能都必须纳入国家电网。但是，如果没有适当的技术把他们和电网联系起来，他们的潜力将无法充分实现。全球竞争力：德国在太阳

14、能光电的发展和执行方面处于世界领先地位。日本通过使用先进的蓄电技术同样处于自动化配电的前列。欧洲联盟有一个更积极“智能电网“的议程，并且已经建立了像电厂那样的主要部件。但是，总的来说，这些国家没有在电网上考虑“遗产系统”。智能电网如何应对这些风险？请继续阅读。智能电网让电力系统 更清洁、更高效更可靠、更具 弹性和灵敏性。智能电网：它究竟是什么？它又不是什么？第一部分：它是什么？电力行业正处于从集中的、由生产商主导的的电网转变到一个不太集中但更多的和消费者互动的电网。智能电网保证改变行业的整体的商业模式及其他的所有利益相关者，这涉及和影响到公用事业、监管机构、能源服务供应商、技术和自动化制造商以

15、及电力的所有消费者。智能电网通过电网的理念、概念和使互联网变为实用性的技术使这种转变成为可能。更重要的是，它使电力行业电网现代化最佳的思想充分发挥其潜力。行动观念。它可以让您惊喜地知道许多想法已经在运作了。然而，只有当它们被授权时通过双向数字通信和即插即用功能方式才能运行，这些功能体现了智能电网真正的突破。高级测量基础设施（AMI）是基于开放的开发标准整合消费者的一种办法。它为消费者提供能够使电力更有效的能力以及为公共事业检测系统问题的能力并使操作更有效率。AMI能够增添消费者友好效率的观念，就像“价格设置“的工作原理一样：假如能源价格被设置在它的实时成本时-智能电网必要的-价格信号将转给“智

16、能”内部控制器或最终消费者设置，就像恒温、洗衣机/干衣机和冰箱，这些都是家庭的主要电力用户。这些设备，反过来，根据消费者的愿望和电力情况处理信息。住宅或办公室反应了占有人，而反之亦然。因为这种相互作用经常在“背景“下发生，由于最低限度的人为干预，节约能源明显，这些能源是即将要消耗的。这种类型的计划在过去一直在尝试，但因为没有智能电网工具，如有利的技术、基于标准的协同性、成本较低的通信和电子产品，它没有任何潜力。可视化技术。考虑电网的可视化和与此相关的工具。已经用于整体水平上的实时负载监测和负荷增长的规划，这些工具一般缺乏把各种来源的信息整合的能力或者根据不同的客户显示不同的意见的能力。其结果是

17、：有限的情境意识。这种状况随着以客户为中心的效率和需求反应项目的增加将变得更加尖锐，因为需要更多的数据以及理解数据的能力。新一代可视化已经上路。特别值得注意的是VERDE，这是一个在美国能源部橡树岭国家实验室发展的项目。结合实时传感器数据、气象资料和基于地理信息的电网模型，VERDE（地球上动态的可视化的能源资源）将提供更加广阔的电网意识。这将可能能够在国家层面上探索国家电网并在数秒内转移到在街道层面上探索具体的细节。它将迅速的提供有关停电和电能质量的信息以及了解系统运行的功效。基于谷歌地球的平台，还可以利用谷歌地球的用户群体提供的内容。相量测量单元。常常被称为电力系统的“健康表”，相度测量单

18、位（PMU）在某一地点对电压和电流每秒多少次进行抽样，提供了电力系统“磁共振成像”，与其相对的是用于早先监控和数据采集（SCADA系统）技术 的“X光”质量。提供范围广泛的情境意识，相量的工作可以减轻阻塞和瓶颈和缓解-甚至阻止-停电。通常情况下，采取测量一次需要2秒或4秒，以提供电力系统稳定状态的表现。配备了智能电网通信技术，测量可以与时间同步，并可以每秒测量很多次（即30个样本/秒），提供动态的可视性的电力系统。智能电网将加强电力传输系统方方面面，包括发电、输电、配电和消费。这将激励公共事业部门主动鼓励消费者修改电量使用的模式，包括时间和电力需求的水平。这将增加分布式发电的可能性，使发电接近

19、它服务的（想象：你家的屋顶太阳能电池板而不是远距离的电站）。从电站到消费者的距离越短，也就更有效、更经济和更“绿色”。这将使消费者能够积极参与能源选择，这在一定程度上式前所未有的。它将提供一个双向的可视度和能源使用的控制。智能电网的定义：分布式发电分布式发电是利用位于靠近负荷服务附近的小规模的发电技术，这能够降低成本，提高可靠性，减少排放和扩大能源选择。作为一种自动化，广泛分布式能源供应网络，智能电网的特点将是双向的电力和信息，这将能够监测从电厂到客户喜好的个人设置的所有信息。它将分布式计算和通讯、提供实时信息带来的好处融合到智能电网中，这将瞬时使得供需平衡。高峰期的问题。虽然供给和需求是其他

20、所有行业的一个基本理念，但是电网却是与之相冲突的，因为生产出来的电力必须马上消耗。但未能确定明确的需求，在特定的时间内，可用于解决应急事件的“正确”的供应是有问题的。尤其是在需求高峰期，某一特定时期最需要电力的时候。试想，这是夏季一个炎热的下午。无数商业和家用空调达到最高限额，对电力的需求被推向最高点，也就是“高峰”。如果没有更大的能力来预测，不知道需求将达到高峰的确切时间或者如何将达到高峰，电网运营商和公用事业必须将连接到所谓的高峰发电厂，以确保电力的可靠性和满足高峰需求。有时电网很难定位，高峰期的运行成本是昂贵的-需要购买燃油。但是，高峰期产生了额外的温室气体，降低该地区的空气质量。同时，

21、高峰发电厂一年当中通常被闲置，他们没有任何创收但是还需要支付其费用，这就是效率低下的事实。为了使实时反应的电网变成现实，智能电网通过减少高峰时发电的成本而使得实时反映成为一种可能。它使电网运营商能够对系统实时观察，精细到“粒度”，他们能够以最大限度地减少峰值的需求而控制电网的负荷。除了降低成本，甚至可能不再需要使用现有的高峰发电厂或建立新的发电厂-保存每个人的钱而让我们的星球得以喘息。第2部分：智能电网不是什么人们常常混淆智能电网和智能电表的概念。他们是不是同一种东西？不完全是。测量只是构成的智能电网的数以百计的应用中的一种;智能电表是一个很好的例子，它利用有利的技术从支持分布式技术和消费者的

22、参与的双向沟通中提取价值。正如一位业界专家解释它，没有银弹供智能电网使用;相反是一系列的技术方法的“银鹿弹”。进一步解释：设备，如风力涡轮机、插件式混合动力电动车和太阳能电池不属于智能电网。相反，智能电网包含了使我们能够整合和智能控制这些创新的技术。智能电网最终的成功取决于吸引和激励广大消费者的这些设备的有效性。智能电网把当前的电网转变为功能更多的合作。智能电网事实智能电网事实可能由一个智能电网，美国能源部的太阳能电网的集成系统（SEGIS）是一套技术工具，旨在实现高渗透光伏（光伏）系统纳入家园和企业。智能智能-能够超载和传感系统路由电源，以防止或尽量减少一个潜在的故障;工作自主需要在条件成熟

23、时解决速度快于人类能够应对.和合作在调整的目标，公用事业，消费者和监管机构高效高效-能够满足消费者的需求而增加基础设施容纳-接受来自几乎任何能源燃料来源包括太阳能和风能一样容易和透明的煤炭和天然气;能力整合的任何和所有的想法和更好的技术-能源存储技术，例如-因为它们是经过市场验证的和准备来在线。激励激励-从而实现实时的沟通，使消费者和公用事业消费者可以根据自己的能源消耗为基础的个人喜好，如价格和/或环境问题机会主义机会主义-创造新的机会和市场的手段，它能够利用即插即用创新无论何时何地适当质量为重点-能够提供所需的电能质量-免费凹陷，棘波，干扰和中断-权力我们日益数字经济和数据中心，计算机和电子

24、必要使它运行弹性弹性-越来越多抗攻击和自然灾害，因为它变得更加分散和加强智能电网安全协议“绿色绿色”-放慢前进的全球气候变化，并提供一个真正的道路显着环境改善适用于各种关键选区，带来的好处建立智能电网中得出更为剧烈救济。适用于各种关键选区，带来的好处建立智能电网中得出更为剧烈救济。智能电网，因为它适用于公共事业。智能电网，因为它适用于公共事业。无论是投资者拥有，合作拥有或公共，公用设施致力于为市民提供良好的-也就是说，照顾社会的电力需求-经营，维护和建设更多的电力基础设施。那个相关费用等任务可以运行数十亿美元每年和与他们有联系的挑战是巨大的。对于智能电网，以造福社会，就必须减少公用事业资本和/

25、或业务费今天-或降低成本的未来。据估计，智能电网的增强将缓解拥挤和提高利用率（全能力），向50 到300 以上的电力，通过现有的能源走廊。更有效的制度，减少水电费需要花费。更有效的制度，减少水电费需要花费。鉴于我们国家的人口增长和指数人数的增加耗电数字部分我们的数字经济，增加基础设施必须建立-聪明与否。根据Brattle集团，投资总额大约1.5万亿美元之间，将需要2010年和2030年来支付这种基础设施。智能电网持有可能是价格最低廉的替代品“建设的”建设较少，并节省更多的能量。这将明确要求投资不属于典型的水电费。但总体这种努力带来的好处将超过成本，因为有些公用事业已经发现。电力系统资料电力系统

26、资料在美国，平均发电站建于20世纪60年代甚至老年人使用的技术。今天，平均年龄变电站变压器是42岁，两年多的预期寿命一天下午，在一天下午，在2008年年初，风停吹在得克萨斯州。年年初，风停吹在得克萨斯州。这方面的先驱可再生能源，国家经历了突然的，意料之外和急剧下降风力发电-1300兆瓦只需三个小时。紧急需求响应程序启动，其中大工业和商业用户恢复失去了最新一代的10分钟内，作为一个缓冲区波动在这一间歇资源。智能网原则的行动。智能电网，因为它适用于消费者。智能电网，因为它适用于消费者。对于大多数消费者来说，能源长期以来一直被认为是被动的购买。毕竟，他们的选择得到？典型的电费主要是不懂的消费者和交付

27、后，消费实际发生-让消费者没有可视性决定可以使就其能源消耗,但是，支付给看看电费帐单密切如果没有其他原因，这一点;他们还通常包括大幅“按揭付款”的支付基础设施需要创造和电力提供给消费者。令人惊讶的很大一部分电费-33 -50 -是目前的资金分配给我们的“基础设施贷款，”我们目前的电力基础设施。这个项目是不可转让的，因为该基础设施-电力植物，输电线路，以及其他一切连接它们-必须保持保持电网运行可靠，因为它没有。事实上，传输和分配费用电费是专门为基础设施。需求估计将翻一番，到2050年-多发电厂，输电线路，变压器和变电站建设-成本这个“大铁”也将出现在您的法案一种或另一种方式。（唯一的区别是，这个

28、时候全球需求的铁，钢，和具体的要求，建设基础设施将这些商品更加昂贵，事实上，成本的许多原材料和电网组件增加了两倍多自2006年以来）。智能的定义：智能的定义：实时定价-这些能源价格的确定一个具体时间期限的提前或转发的基础和可能改变根据价格变动情况市场。支付价格的能源消耗在这些期间内通常是建立和已知消费者前一天（“日前定价”），或一个小时前（“一小时前的定价”）之前，这类消费，使他们能够改变其需求和使用针对这些价格和管理它们的能源成本，把使用率较低的成本时期，或者减少消费整体。电力系统资料在美国，平均发电站建于20世纪60年代甚至老年人使用的技术。今天,平均年龄变电站变压器是42岁，两年多的预期

29、寿命。现在的好消息现在的好消息。智能电网连接消费者发车的方式，对双方都有利，因为它原来有很多的普通消费者能做到帮助发车。只要连接到消费者-用正确的价格信号和智能设备，例如-智能智能电网可以减少需要一定的基础设施，同时保持可靠和廉价的电力。正如所指出的，在集需求高峰，应激对电网的可靠性和威胁的概率提高广泛停电。使消费者能够自动减少需求短期内通过新技术和激励机制，例如实时定价，电网仍然可靠-和消费者补偿他们的帮助。使消费者参与还提供了有形的结果，这是公用事业在选址方面遇到困难的新输电线路和发电厂。最终，挖掘合作功率数以百万计的消费者将下跌负荷重大刹车需要新的基础设施，不惜任何代价。相反，公用事业将

30、有更多的时间来建造成本效益纳入其选址和建设计划。消费者更愿意从事。消费者更愿意从事。消费者倡导选择市场后的市场，从电信娱乐。已经舒适的概念时，区分服务由于时间依赖手机率和机票价格，因此，他们只是可能需要的洞察力和可视性的能源选择，他们正也。启用智能网技术和动态定价，消费者将有机会看看他们的价格支付能源之前购买-一个强大的动力走向管理自己的能源成本，减少电力使用高峰期间。目前，认识到时间依赖能源成本因区域而异。在地区在成本低和专门率这一点不存在的，很少有利益或经济奖励的一部分消费者的使用，甚至修改想想能有一个小时的费用。在加利福尼亚州，在炎热的下午，消费者非常清楚的可能性停电推动需求高峰和熟悉调

31、整自己的能源使用相应。效率的方式。效率的方式。10的发电资产和25的分配基础设施必须少于400小时每年，大约有5 的时间。而智能电网方法不能完全取代需要建立新的基础设施，他们将启用新的，更持久形式的需求作出反应，将成功地推迟或避免其中的一些。回报介入。回报介入。智能电网消费者口头禅：不要问发车能为你做。请问你可以做的电网-和准备得到报酬的。鉴于新的认识，理解，工具和教育所带来的智能电网，所有的消费者将能够选择，节省资金，提高个人方便，改善生态环境-或所有三个。从消费者的信息的智能从消费者的信息的智能电网：保持简单。：保持简单。研究表明，消费者愿意参与的智能电网，只要作为其界面与智能网简单，方便

32、，绝不干涉了解他们的生活。消费者不感兴趣，坐在一个小时一天改变其内部使用能源;他们所要做的就是用两年按每年小时来设置自己的舒适，价格和环境优惠-有利协作网向自动发生的名义和省钱每一次。在住宅一级，智能电网必须简单，“集它和忘记，它”技术，使消费者能够很容易地调整自己的能源使用。配备了丰富的，有益的信息，消费者可以帮助管理负荷高峰，以节省资金和能源自己，并最终我们所有的人。智能智能电网，因为它适用于我们的环境。，因为它适用于我们的环境。虽然国家的运输部门排放的20 的二氧化碳，我们生产，发电排放的40 -明确提出了巨大的面对的挑战，电力行业在全球气候变化。巧妙的电网部署的一个重要工具在解决气候变

33、化的挑战，最终，并大大减少温室气体和标准等污染物如氮氧化物，硫氧化物和颗粒物。对于越来越多的环保意识的消费者，智能电网最后提供了一个“窗口”对他们进行评估和作出反应，他们的个人环境影响。目前，一些公共设施也告知消费者他们的碳足迹与它们的能源成本。随着时间的推移，智能电网将使消费者反应在近实时，以减轻其影响。电力系统资料电力系统资料从1988年至1998年，美国电力需求增加了近百分之三十，而传输网络的能力只增长了15。夏季最高用电需求预计将增加近20 在未来的10年。智能的定义：智能的定义：标准污染物-标准有6个共同的污染物空气污染物的科学界建立了为我们的健康有害和福利时，目前在指定的水平。它们

34、包括二氧化氮（氮氧化物），碳一氧化碳，臭氧，铅，二氧化硫（SOx）的和颗粒物质，其中包括灰尘，煤烟，汽车和卡车废气，香烟烟雾，喷漆滴，和有毒化合物。在公用工程上智能电网的应用从很多方面清洁了空气能量效率：能量效率：负载方面，能够运作的消费者能突然并且同时行使其环境管理，从而达到消耗方面的巨大能源节省。避免新的建筑：避免新的建筑：智能电网带来的资产增加优化意味着更多的依赖最有效的发电厂和较少依赖低效并且运营成本高的电厂。优化电厂利用率也可以从公用事业推迟新一代投资或减少依赖有时不稳定和昂贵的批发市场。公用事业立场受益于降低成本，从而增加利润。有效管理负荷与现有传输和分配基础设施的能力意味着最终公

35、用事业将不再需要建立或至少可以推迟的基础设施，以迅速增加，占需求高峰。可再生能源的整合：可再生能源的整合：鉴于重大关切气候变化，对分布式太阳能和风能的需要是至关重要的。据欧洲风能协会统计，将风力或太阳能发电进入电网的规模（水平高于20）将需要在电网运营方面的先进能源管理技术和方法。智能电网动态管理所有动力源的发车的能力意味着更多的分布式发电可以整合它。对未来的准备：对未来的准备：更为智能的电网在为下一代汽车车辆（包括插入式混合动力电动汽车（PHEVs）提供服务来支持电网运行方面也是一个必需品。在必要时这些辅助服务有可能用于存储电力和销售回到电网。有了新技术，插件混合动力车（目前定于在2010年

36、展示）可大大降低我国的石油进口量。据太平洋西北国家实验室，美国现有的电厂可满足电力需求的73 的国家的轻型车辆（即汽车和轻型卡车）如果车辆改为插件，在夜间充电。这种转变将减少石油消费量为6.2万桶，消除目前52 的进口。然而，在简单地插上插销之外还有很多需要了解。然而，在简单地插上插销之外还有很多需要了解。如果没有一个综合的通信基础设施和相应的价格信号，处理增加负荷充电式油电混合车和电动车将是极其困难和低效的。但是，智能充电器（由智能电网驱动）将帮助在已经被制约的电网和避免出现任何意想不到的后果的基础设施方面管理这项新的能源装置。更长期的未来是什么样子？这是一个从现在开始的阶段。更长期的未来是

37、什么样子？这是一个从现在开始的阶段。具有不寻常破坏性的风暴已孤立一个社区或地区。10年前，对实用的“问题车”的等待开始了。市民将继续在黑暗中，他们的食物被破坏，损害他们的安全，他们的家庭处于危险之中。相反，在智能电网的充分部署，这是未来的社会不会等待。相反，它能够立即利用支持被称为“孤岛”的智能电网的分布式资源和标准。孤岛有分布式发电的能力即使在没有实用能力的情况下继续发电。结合分布式资源形形色色（屋顶光伏（太阳能）、燃料电池、电动车社会可以产生足够的电力让杂货店，警察部门，交通灯，电话系统和社区卫生服务中心启动和运行。虽然它可能需要一个星期的恢复系，社区里下一代居民意味着公民仍然有足够的权力

38、来满足其基本需要。这是人民的权利，它正在来临。这是人民的权利，它正在来临。从A点到B点从当下的电网到智能电网需要历史和初期工业文化的直接检验，就是运用者和管理者。第六部分：挑战繁琐当电力的监管轨道在上世纪30年代首次受到打击，几乎没有一个国家对垄断的认识到电力供应的“自然垄断”的服务，最好是由一个单一的实体，无论是投资者拥有，市政公用事业或一个合作企业。根据该契约，在换取电力服务提供给所有消费者的实用的服务地区，公用事业有投资回报率和这些与他们采取在确保服务和可靠性相称的风险。国家监管委员会，负责确定是否作出了谨慎的投资和取得应有的合理回报。在随后几十年来，在新型电网和我们已知的电网上都花费了

39、大量的精力，因为我们知道这是基础。在公用设施，努力实现这一目标，通常是分割或“分散的”。这分工行之有效的水电费，提供该组织内的效率，快速执行和维护系统的可靠性。与此同时，监管部门侧重于各自国家作为一项法律问题，可以理解的情况，因为每个国家都必须满足的首要公民及其独特的需求，资源和议程。直到最近，这种法定的安排造成了很少的监管行动的国家之一，并没有什么理由在国家的基础上进行集体行动，虽然他们通过区域协会有了工作的共同目标。同样，管制公用事业一向反应，在无需求和不用在国家等级前摄的情况下。完全一致行动的效用，他们不一定是很好的综合性战略举措，如智能电网虽然他们已经集体和有力主张在过去的问题，如安全

40、和气候变化。各州采取的措施各州采取的措施：30个州已经制定并通过了可再生能源组合标准，这需要在2010年预先确定的数额为一个国家的能源组合（20 ）来完全可再生。随着越来越多的共识在关键需要智能电网部署，这些实体的文化正在改变显着。对他们来说，监管部门正在积极地交流思想和与其他国家的情报。代理眼睛朝着同一个国家协议，2009年国家还制定并通过可再生能源组合标准，这需要在2010年预先确定为一个国家的能源组合（20 ）来完全由可再生的数额。调节剂对国家和联邦一级加紧对话。州监管机构所代表的国家协会公用事业管理委员会（NARUC）正在探索办法，加快智能电网实施的联邦国家，联邦能源管理委员会（联邦能

41、源管理委员会）。与此同时，美国能源部提供领导通过成为法律，能源独立和安全法案2007（EISA磁碟），其中明文一个研究，开发和示范项目的智能网技术。由于这些和其他努力，许多监管机构正走向新的旨在促使公用事业投资的智能电网的法规。其中包括动态定价，销售回到电网的能源，和保障公用事业的成本回收和/或良好的折旧新的智能电网投资和遗留系统变得过时的切换到“智能电表”和其它智能电网投资的政策。作为公用事业，越来越多的人对智能电网有了更综合的看法，特别是当有重叠的领域，重叠领域可以加剧降低成本或增加效益。这里也有调整的影响;如果公用事业通过项目而不是由单一的综合计划收回成本，智能电网的一些有益的方面也将损

42、失。综合计划正在拟议和审议。在加利福尼亚州，当经济委员会认为它的非实用好处智能测量才显得经济适用-降低费用给消费者带来的好处。对于行业内调节事先投资，价值传递规则的改变刺激智能电网获得重大进展和实施。不过有鉴于此，监管部门将继续需要证明对消费者的投资价值，-无论他们可能是-最终超过成本。开放式架构。互联网协议。即插即用。共同的技术标准。非专有的。互相操作性。所有这些好的概念，电力行业缓慢的利用共同的技术标准-这将加速智能电网的实施-应该由谁发布标准缺乏一致性。第七部分：事物怎么工作 为智能电网创造一个平台业界并非没有这方面的先例。想想自动柜员机。它可以无处不在。每个ATM都采用了相似似的用户界

43、面，但它并不知道你是否熟悉当地的语言。用户想都不想。它和智能电网很相似。然而，这样一个事实，即ATM机器无处不在是因为从通讯到安全业务规则他们采用了全行业的共同标准协议。幸运的是，公共事业的议程，管理人员和自动化供应商正迅速地调整和确定并通过智能电网的标准。美国能源部列出五个促进智能电网发展的基本技术：综合通信，连接支持实时信息与控制的组件，使每一个部分都能谈和听。遥感和测量技术，以支持更快、更准确的反应，如远程监控，使用时间定价和需求方管理 先进的部件，应用最新的超导、存储、电子产品和诊断的研究 先进的控制方法，监测基本组成部分，从而快速诊断和准确的解决办法 改进的界面和决策支持，扩大人的决

44、策，当他们来看系统的时候，立即让电网的操作人员和管理者看到整个电网。招人喜爱的应用程序PHEV是智能电网的“杀手级应用”，消费者通过集体电子邮件展现智能电网？有很多专家这么认为。通过识别和评价现有的标准和别的对智能电网的测量方法、技术和其他支持服务，美国国家标准与技术研究院（NIST）-美国商务部的一个机构已把智能电网确定在EISA（能源独立和安全法）中。此外，他们将编写一份报告，向国会提议需要制定电网标准。实践中的整合n在华盛顿的奥林匹克佩宁苏拉，试验设计在一个复杂的系统中进行，而这个系统由顾客根据自身偏好断面经过简单操作就可以运转。在这种情况下，也可以为顾客节省费用和减少电网的影响。n顾客

45、可以节省10%的费用，而且高峰负荷减少了15%，使限制性区域性的电网增加了3-5年的高峰负荷增长，并为供电提供了更清洁和有效的技术支撑。n就全国范围来看，众多公司正在研发新的智能电网技术，以应对实际中越来越难以解决的效用率调整问题。n迈向统一标准p非营利性的国家电力研究所也在研究一些电能产业的重大问题，力争研究出智能电网的统一标准，国家电力研究所最近公布了能量系统用开发要求的IntelliGrid方法论。未来的新展望：PHEV(全球插入式混合动力车)n假定顾客接受了价格、外观及性能，那么消费者使用车的过程中会使用电来代替石油和汽油（一加仑约90美元），顾客了增加对交通的承受力，交通中使用电来替

46、代石油降低了我们的能源依赖性，也有利于环境保护，PHEVS降低了成本和峰值容量，在高峰期也提供了电网支持。n其他一些优势：p节约能源的商业建筑 从成本、能源和二氧化碳排放来衡量，智能电网结构更有利于能源的再生与 保护p高温超导电缆 可以降低电能损耗，比传统的铜质电缆多储存3-5倍的能量p能量存储 电并不能经济地储存，但应用智能电网以后能量就可以储存。储热器，又被成为空气混合调节装置，会储存能量来调节峰值，另外值得一提的是PHEVS中使用的锂离子电池p高级感应器 控制和监控着实时的电线情况，高级感应器可以使现有的电线产生更多的线路流通量第八部分 目前的发展：现今智能电网 的发展及其成功之路n能源

47、的发展极大的支持了智能电网项目的发展，实验设计（DOE）起到了目标性助手的作用，使得很多想法可以付诸实践。智能电网的发展在很多地方处于前沿，使得很多富有前瞻性和创造性的想法成为现实。n德克萨斯、加州、俄亥俄、新泽西、纽约和其他州已经采取很多方法在现实中增加智能电网工具和技术的使用。n夏威夷大学的配电管理系统p集成能源管理平台会进一步改进，以具备消费者管理的家庭能量管理和单位配电管理系统的作用。平台将会整合信号交替反转以反映家庭门户需求，家庭自动化能量储存；最理想的分散发电；配电系统的负荷及其控制p此种家庭能源管理使消费者能够按照偏好来控制自动的能源储存和反映需求p这种家庭自动化系统使用了通用电

48、气的SmartMeter and ecoDashboard 产品，ZigBee网络下的SmartMeter会与家用电器作用，而Dashboard会自动控制它们之间的作用过程。除此之外，平台还会为地方单位提供辅助服务，如热备用、负荷跟踪调节以及对风能和太阳能的间歇性管理，此平台将在夏威夷毛伊岛的Maui Lani Substation开展n美国伊利诺理工大学的“完美能源”p“完美能源”系统定义为：能源系统总能满足终端个人用户的电能需求，它具有极强的灵活性来满足不同用户的需求，这种系统就是由智能电网来支撑。p这个项目将建立一个完美的能源模型来调节先进技术，以根据电网的条件创造出微型电网并提高其可信

49、度和需求的转换。这个模型会在美国伊利诺理工大学校园内进行来演示其在产业内的操作。模型的设计可以在市政级的系统内进行复制，而消费者可以享有参与电力市场的机会。nAllegheny Energy公司的西佛吉尼亚超级电路计划p超级电路计划会展示一个改进的配电线路，通过整合配电资源和先进的操作、超级电路计划会展示一个改进的配电线路，通过整合配电资源和先进的操作、控制和保护技术，增加了可信度和安全性。线路融合了生质柴油再生和能源控制和保护技术，增加了可信度和安全性。线路融合了生质柴油再生和能源储存功能，与信号交替反转和基于储存功能，与信号交替反转和基于mesh系统的网格形成一个无线相容认证网系统的网格形

50、成一个无线相容认证网络，可以做出快速的预测、定位和错误修正，以使其对顾客的影响最小化。络，可以做出快速的预测、定位和错误修正，以使其对顾客的影响最小化。p在近期的线路错误过程中，线路内的所有用户都遇到了电能损耗和质量问题。在近期的线路错误过程中，线路内的所有用户都遇到了电能损耗和质量问题。而超级电路就可以隔离出现错误的部分，为其他没有出现问题的部分提供连而超级电路就可以隔离出现错误的部分，为其他没有出现问题的部分提供连续的服务，并为相邻的连接线提供多于的容量来优化对消费者的服务。续的服务，并为相邻的连接线提供多于的容量来优化对消费者的服务。n圣地亚哥燃气与电力公司的海岸城市微型电网圣地亚哥燃气