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我們今天的大部分高耗能來自加熱/冷卻，烹飪，照明，洗滌和干燥。這些家用電器開始變得聰明，具有連接功能，可以讓他們自動化，以獲得智能計量和可變稅費所帶來的好處。電力公司正在開始更好地管理能源需求，更有效地執行負載平衡。

在實用/行業方面，數據聚合器/集中器在自動抄表（AMR）中形成重要組成部分。它通過將多個公用事業公司的儀表（電力，燃氣，水，熱）連接到中央公用事業服務器來創建必要的網絡基礎設施，獲取并報告重要數據。它還有助于將實際應用的時間和日期數據同步到中央應用程序服務器中，并實現用戶認證和加密信息的安全數據傳輸。與電力儀表的通信由射頻無線或有線（電力線調制解調器）連接組成，使得能夠通過GPRS，以太網和GSM，POTS或UHF / VHF網絡將數據傳輸到中央公用事業服務器。

據派克研究所估計，到2020年將有9.63億臺智能電表和6,300萬個能源管理用戶。這反過來將為公用事業機構為客戶提供管理和控制能源分配的巨大機會;它還使業主有機會通過智能能源管理更好地管理其能源使用。

圖1、物聯網（IoT）用于智能能源中

電網的演進與挑戰

第一個電網出現在19世紀90年代，由先驅者托馬斯·愛迪生（George Edison），喬治·西屋（George Westinghouse）以及通用電氣（General Electric）和西屋電氣（Westinghouse Electric Corporation）等個人和公司所驅動。當時這些電網是高度集中的，彼此隔離的系統。在接下來的幾十年里，本地的電網變得越來越相互聯系。到20世紀60年代，電網已經成熟為高度互聯的系統。這些電網主要由大型電廠（通?；诨剂?，如煤，天然氣和石油）主導，大型電力線用于與電力消費中心相連接，低容量線路將電力運送到終端用戶。由于計量技術的局限性，往往固定電價的方式來對終端用戶收費。

從一開始，電力電網面臨的一個關鍵挑戰就是應對不斷變化的能源需求。這里的主要問題涉及到非常有限的儲能能力以及根據需要增加額外的發電機組的高成本。例如，添加峰值時間發電機，例如具有低啟動時間的燃氣輪電機是一個相對昂貴的解決方案。初步嘗試在需求側解決問題。例如，引入雙重稅收來鼓勵客戶在需求普遍較低的夜間增加電力使用量。還引入了需求感知設備（如空調，冰箱和加熱器），這些設備可以使用模擬技術例如通過監視電源頻率的變化來感測電網中的負載。

如今，分布式網絡可以滿足共享中小型風力發電廠，熱電聯產，太陽能發電廠等不斷增長的（分散）發電量。但是這給電網造成了壓力，使電網穩定性更加難以維持。數字化能夠使電網“智能化”以滿足這些新的要求。圖2更詳細地介紹了數字化對能量控制器的影響。

圖2、電力電網的演進

此外，過去十年間，國家批發市場和跨國的電力交易量大幅增長，導致對輸電電網的新的需求。大多數消費者連接到分布式網絡中，電表計量服務用于記錄消費和輸入的電量數據。

圖3、智能電網架構的概念形式

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