瓦茨你在乎吗?配电

电力有不同的方面，而不是我们所讨论的其他基础设施类别，例如饮用水. 电力行业顾问比尔·兰德尔（Bill Randle）强调：“目前还没有经济高效的电力存储设备。”，“因此，真正的挑战在于建设与我们的使用模式相匹配的基础设施。消费者每次开关或改变恒温器设置时都需要电力。电力基础设施能够通过增加发电量和变速器上的相应流量立即作出响应。”n和分配系统。电力公用事业无法选择说“我们目前已售完，请稍后再试。”

电力公司商业模式

电力公用事业也许是我们商业世界的最后一个垄断。他们拥有非常特定的服务领域，负责建设和维护为在该服务区域内的所有最终客户提供电气服务所需的分发网格，而不会偏见，作为其章程的一部分。全国各种电力公用事业配送系统由变电站，降压变压器，开关设备，继电器，电压调节器和配电线路的各种配置组成，以仪表结束，以记录各个房屋或企业所消耗的电力。除了通过公司合并或收购之外，每种电力实用程序的既定服务边界通常不会发生变化。

美国输送的大部分电力(70%)是由投资者拥有的公用事业公司(欠条)提供的。我们剩余的大部分电力是由非盈利实体(即农村合作社和市政当局)提供的。非营利机构的动机是为未来的资本项目获得财政储备，而不需要为股东创造稳定的股息。欠条按每千瓦时(kWh)的能耗或高峰用电千瓦(kw)收取的费率由当地公用事业委员会(pics)确定。这些委员会通常由政治任命人员组成。

配电基础设施推动发电和输电基础设施决策

欠条必须向当地临时市政局提出“费率案件”上诉因此，公用事业公司必须注意听取委员会对其投票选民的最佳意见。几十年来，电力基础设施的资本投资计划主要由天气、人口和经济预测驱动。现在，重点是利用新技术在配电层面制定计划和激励措施，以鼓励客户减少能源使用，或将其从“高峰”时段转移到“非高峰”时段，从而避免或推迟新建发电厂和输电线路。

越来越多地，电力率制造商认识到，消费者要求的下一个千瓦的制造成本随着总瞬时需求而变化，而且需求在每天的过程中可能会显着变化。理论例子使挑战清楚。如果每个人在中午和下午1点之间使用了所有日常电力，我们都需要24倍的发电和传输基础设施，而不是如果电气使用全天都是完美的水平。在实践中，利用率随着天气和日常活动而异。

相邻IOU之间的电价也可能有很大差异，即使它们销售完全相同的产品，可能由同一个临时市政局管理，并连接到同一个国家输电网。这些价格差异在很大程度上是由各公用事业公司控制成本、有效利用资本建设最佳基础设施以及从其市政局获得有利裁决的能力所驱动的。

在国家一级，环境问题和节约能源的愿望和减少燃料使用的愿意很大地发挥了电气基础设施将在未来几年部署。新型发电厂和新传输线需要多年的时间来构建并需要非常大的资本承诺。而不是简单地建立在可以容易地满足需求的地方建立生成设施，如果没有选中，则有一致努力寻找减少整体能源使用的方法（通过效率计划），在所有时间跨越电力需求和季节（通过日期的速率结构和需求费用），并尽量减少化石和核燃料的使用（通过现有植物的污染控制技术投资以及添加新传输线的可再生发电技术）。

在本系列的前两部分中，我们讨论了发电和传输基础设施。利益相关方(公用事业、PUCs、EPA、费率支付方)预计，在分配层面部署的新基础设施和费率将激励消费者节约能源和降低电力使用量，从而减轻发电和输电层面对能源基础设施的需求。

那么，对于大规模集成到分销基础设施中，PUC支持哪些新技术？

智能电表，智能恒温器和数据通信

传统上，住宅用户的电表只测量能源使用量，工业和商业用户的电表测量能源使用量加上当月峰值电力需求。公用事业公司将每月发送一次抄表器，从抄表器中收集一到两个读数，这些是用于生成账单的参数。这一过程的任何自动化通常都旨在通过使用低功率无线电在抄表器走过或开车经过时捕捉相同的数据来加速准确读数。此外，公用事业公司传统上依靠客户的电话来了解停电情况。

未来任何“智能”电网系统的一个关键组成部分将是一个“智能”通信电表——该电表可以与新的可编程“智能”恒温器一起工作，根据新的时间费率结构，考虑到其所连接的家庭或设施的需求，做出用户用电决策。了解商业现实和电力的性质，Randle认为，任何智能计量的目标都是尽可能地平衡24小时电力负荷。通过向每个消费者（通过他们的智能电表）发送一个定价信号，可以有益地改变电力消费模式，从而使舒适度与钱包影响相平衡。

智能电表的设计目的是捕捉比简单的能源使用或峰值需求更多的信息。电压水平、断电持续时间、电能质量指示器、窃电检测和用电模式都可以通过与电表的新双向数据通信连接远程访问。电表设计用于接收公用事业公司的价格信号，并通过额外的数据通信链路将其传递给客户的恒温器。智能电表的另一个新方面是，它们能够通过新的基站远程断开和重新连接，从而节省公用事业服务呼叫的成本。

我们有一个国家渴望减少我们对外国石油的依赖，并且这种愿望是导致插件混合动力电动车（PHEV）上的显着的研发支出。如果PHEV是实用的，它们将对电网进行新的需求，并在获得正确的充电网点和计量到位时，提出一些挑战。

除了显而易见的新基础设施外，为使公用事业公司能够收集和智能地处理每位客户数百倍的信息，并在新的、复杂的费率结构下生成准确的账单，需要进行大量的投资。在建立信息交换和新设备互操作性标准方面，正在进行大量工作，但任务艰巨。

客户将受益?

许多精明的商业和工业消费者已经在以某种形式或方式进行“负荷均衡”或“调峰”。例如，在运行用于建筑冷却的冷冻水设备的大型设施中蓄冰装置正如Buildipedia.com的第23司知识库可能会安装。基于单独消耗的功率量，较大的企业在更大程度上受到可变电率的影响。因此，他们往往比平均房主更涉及这些问题，并且可能已经投资了一些工具，以帮助他们降低电力成本。许多大型企业和行业通常会使员工，软件，设备和生产常规，在一天中特定时间利用较低的电价。

家用智能电表

然而，管理家庭业主的电力消耗的智能电表并不一定是不切实际的。考虑一个4000平方英尺的有加热的家庭。游泳池，也许是一些冷冻机和几个热水器。当居民睡眠的结果显着降低成本时，智能恒温器可以全夜运行这些设备;然而，与智能恒温器相结合的智能仪表的成本可能不会为具有小电负载的客户提供财务意义。

Randle在近20年前，即20世纪90年代初首次参与这一问题，当时智能计量还处于起步阶段，使用的是更笨重（尽管有效）的智能计量设备。当时，他参与了数百户家庭的试点项目计量设备的安装。该试点项目表明，智能计量在技术上是可行的，对于需要控制大量电力负荷的家庭来说，可能具有财务意义，但大规模部署将需要大量的房主参与，以使其具有价值，鉴于我们的文化，这一点是否会发生值得怀疑。

最近的《美国复苏与再投资法案》（ARRA）这一问题再次凸显。该国的一些地区开始见证ARRA资助的智能计量试点项目。与许多联邦资本项目一样，这些ARRA项目的运作理念是，该国的一部分通过联邦税收为几个特定地区的利益支付费用，而这些试点项目在这些地区是可行的e已采取。在某些情况下，当地临市局支持批准新费率所需的资本融资。重要的是要认识到，虽然客户可以选择使用新的时间导向费率，但他们不太可能选择是否有智能电表。服务领域要么是cove红色完全与智能电表或完全没有覆盖。

在德克萨斯州，临时市政局正在推动公用事业公司广泛部署数百万台智能电表，每台电表都配有远程断开电表底座和可选智能恒温器的通信链路。在加利福尼亚州，智能电表也在广泛部署，费率结构将实施高得令人望而却步的电价（甚至比现在更高）当需求如此之高以至于停电受到威胁时。在Buildinedia.com的家乡俄亥俄州哥伦布附近，一个试点项目将在120000户家庭中安装智能电表。有人建议其中1000户家庭试点实时电价，电价每5分钟变化一次。

“智能”电表——它们真的智能吗？

除了刺激经济，这些ARRA/PUC项目（或智能计量的一般概念）是否会被视为成功还有待观察。所有新的配电基础设施成本必须通过实现节能和负荷均衡目标来抵消，以便至少建立一个长期的经济权衡，以保持电力价格合理。这将要求公众承认该技术提供的任何投资回报。例如，我们提到的4000平方英尺家电密集型住宅的业主可能会通过智能计量感知到附加值。然而，这些长期利益可能涉及对智能设备的初始投资或客户可能不愿意投入的专用时间。毕竟，目前的模拟公用事业电表以舒适的价格提供了准确的月度账单。

另外，一个小型公寓的租房者，只有一台电视和主要家电的冰箱可能无法遇到任何值得注意的投资回报。他倾向于不欣赏这一新的基础设施，特别是如果需要增加税收或电费（它将）。

智能计量系统对维修公用事业公司有一些好处。目前，在效用的“总部”之间的监测或控制的方式并不多，以及他们的电网实际发生的事情。与最终客户智能计量一起安装的通信设备将允许更大的系统对实用程序提供商的认识和控制。

美国在整个配电系统中采用智能计量的速度和力度仍然是个未知数。认识到新基础设施和费率结构带来的机遇的建筑师、工程师和设施经理可以通过与区域智能电网工作相匹配，帮助客户利用新的效率技术。

下次访问Buildipedia.com，我们将调查美国的危险废物处理基础设施。

Bill Randle接受了本文的采访，他是一名技术贡献者。他是电力行业的专业顾问。