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能源解决方案

新的“智能”电网

如果公众接受智能电表和智能电器,它们将有助于电网的高效运行

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不再有抄表员来访。智能电表将每家每户的实时能源使用数据传输到电力公司拥有的中央计算机。
不再有抄表员来访。智能电表将每家每户的实时能源使用数据传输到电力公司拥有的中央计算机。 一些批评人士对智能电表的射频(RF)排放提出了担忧。如图所示,与其他常见设备相关的射频暴露风险相比,暴露风险非常低。例如,使用手机造成的射频暴露要高出许多个数量级——部分原因是手机就在头部旁边使用。
图片来源:EPRI
可爱的动物图片是一个行之有效的方法,让马丁霍拉迪喜欢你的博客帖子!
图片来源:true-wildlife.blogspot.com

我有幸在本周末的野生动物节上离谷仓猫头鹰只有几英尺远南佛蒙特州自然历史博物馆.这只猛禽在几年前受伤后一直活着,现在是教室和博物馆的常客,它栖息在一个戴着厚厚的猎鹰手套的驯兽师的手臂上。

不像鹰和老鹰依靠视觉捕猎,并以极快的速度追捕猎物,谷仓猫头鹰完全可以通过声音捕猎,并使用天鹅绒般柔软的翅膀滑翔,以意外捕捉猎物。为了帮助在雪、树叶或干草中找到老鼠,仓鸮的耳朵不对称:不像人类的耳朵那样彼此相对,仓鸮的耳朵在中心上下15度。只有0.00003秒的微小时间差使猫头鹰能够通过三角定位来判断鼠标是向左还是向右,是近是远,是上是下。

我们的电表是哑的

与谷仓猫头鹰相比,我们的电表相当笨。它们只检测到一条信息——用了多少电,在你的电费账单上以千瓦时计算——虽然你可以通过电表来查看给定时间内的电量,但电表通常每月读取一次,甚至更少,需要亲自检查。

如果您想设计一个仪表来提供准确的每月计费信息,那么您可以这样做。但是,假设你作为一个消费者,想要知道你在给定的时刻消耗了多少电,并且能够轻松地调整你的需求来花更少的钱,特别是如果你的公用事业价格根据一天中的时间而不同。(在“高峰”时段,电力公司会花更多的钱来供电,但他们通常在整个计费期内收取一个费率。)

需求响应和智能电网

或者假设你是公用事业公司,在一个炎热的夏天,当所有人的空调都开着时,你希望能够关掉其他东西——比如,所有人的洗衣机——以缓解需求。这样做可能会帮助你满足更高效的“基本负荷”发电厂的需求,让通常效率较低的“峰值发电厂”离线。

在这些情况下,您可能需要一个“智能电网”。这个等式中的“电网”部分是将电力从发电厂输送到消费者的网络。它包括电源线、变电站、变压器和开关。就像“智能”手机打开了一个应用程序的世界,把电脑加到你的手机上,电网的“智能”部分意味着电力公用电网的计算机化。

电器和其他潜在的创新

当完全实现智能电网时,所有仪表、电压传感器、故障检测器和类似设备都需要配备数字传感器和双向数字通信。中央实用程序可以“监听”设备,并从一个中心位置调整和控制它们。

一项潜在的智能电网创新是将家庭中的电器嵌入设备,使它们能够接收来自公用事业公司的信号,告诉它们何时电价适合开机或执行能源密集型功能,如冰箱的自动除霜。通用电气正在把这项技术进入冰箱,炉灶,洗衣机和干衣机,洗碗机和微波炉。(该公司表示,客户将能够覆盖自动功能。)华盛顿州的一项研究表明,消费者配备了告知他们何时使用高耗能电器的设备,从而节省了资金。

公众不信任公用事业和智能电表

然而,智能电网技术的广泛部署可能还很遥远。正如Alan Meier今年早些时候在《家庭能源》杂志(我的智能电表朋友)、公用事业公司、监管机构和政府在部署智能电表方面做得很糟糕。薄弱的公关和政策努力造成了舆论真空,逐渐充满了不信任。

正如Meier所写的,“智能电表的利益平衡绝大多数有利于公用事业。除其他功能外,智能电表允许使用时间定价。这是一个明智的想法,如果消费者谨慎地限制他们的电力需求(这是另一个需要理解和管理的复杂技术概念),他们将获得更低的账单。但是,如果没有简单的家庭设备和控制装置,许多客户无论多么努力地管理需求,也只能享受到很少或根本没有经济利益。然后,雪上加霜的是,隐私限制甚至不会让客户拥有自己的消费数据。现在,一些客户甚至无法访问他们的数据。”(见马里兰州是一个失败的例子出于对定价的担忧,让公众参与进来。)

无线设备危害健康吗?

此外,一些人已经对智能电表产生的无线电波感到恐慌,这种电表使用无线技术将数据传输到公用事业单位。随着电力和天然气公司开始安装它们,一些客户提出了抗议(一些人报告说,安装后出现了神秘的疾病),一些研究声称,无线电频率暴露可能超过了美国联邦通信委员会(FCC)的限制(见图表)。

虽然这项研究的客观性受到智能电表反对者的挑战,研究人员利用加州两个地区的经验数据发现,智能电表的暴露风险远低于许多人们经常使用的、离身体更近的普通家庭用品,如手机和微波炉。

特里斯坦·罗伯茨是BuildingGreen公司。该网站发布绿色建筑解决方案方面的信息。

15个评论

  1. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 1

    这是我们失去隐私的又一个例子
    特里斯坦,
    谢谢你的好文章。

    智能电表还有一个缺点:它们允许收集和存储个人数据,这侵犯了我们的隐私,将来不可避免地会被检察官使用(如果历史可以借鉴的话,还会被不道德的记者使用)。

    就像你的信用卡和手机可以记录你的活动和行为一样,智能电表的数据可以显示你什么时候起床,什么时候洗澡,什么时候去上班,什么时候回家,什么时候周末外出。它甚至可以指示你十几岁的儿子或女儿什么时候从大学回家。

    说到可爱的动物插图,你又一次打败了我。我的猫头鹰照片并没有把我描绘成一个有利的一面,因为它展示了我操纵着一只本应自由飞翔的美丽生物。几年前,当我照顾朋友的野鸡时,我捕捉到了这只大角猫头鹰。猫头鹰进入了围栏,杀死了一些圈养的鸟儿。

    在拍摄这张照片的过程中,没有猫头鹰受伤;猫头鹰被释放了。

  2. 特里斯坦·罗伯茨||#2

    对马丁的回应
    很酷的照片!我很高兴你在制造这件事的过程中没有受伤——猫头鹰不高兴了。我很想知道你是怎么抓住并包住它的。

    谢谢你探讨我提到但没有探讨的数据隐私问题。消费者对此的担忧是正确的,而公用事业公司几乎没有采取任何措施来缓解他们的担忧。有人可能会说,仅仅创建这些数据就不可避免地会导致滥用。奇怪的是,同样的保守主义精神支持国会通过和更新以国家安全为目的的扼杀隐私的爱国者法案,却对一项有助于电网守恒和可靠性的技术表示异议,不是吗?

  3. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 3

    如何捕捉一只大角猫头鹰
    大角猫头鹰是食肉动物和掠食者。接近时要小心。

    正如你所看到的,我使用了旧的谷物袋和皮革手套技术,效果很好。因为我养了35年母鸡,所以我知道如何抓鸟:诀窍是当你捡起它们时,把翅膀钉在身体上。

  4. 用户- 1031655||# 4

    安全问题
    我发现几乎和本文中提出的数据隐私问题一样令人不安的是,在网络中可能缺乏良好的安全性。“双向数字通信”当然对公用事业有用,但它也容易被那些不轨之人截获。虽然公用事业公司可以向你的洗衣机或烘干机发送命令,并在高峰时段关闭它们,这可能很好,但当当地的青少年黑客开始快速地打开和关闭附近每户家庭的洗衣机和烘干机时,可能就不那么好了。或者,他们在严冬期间切断了街上待售房屋的供暖系统,导致管道结冰。或者他们等待公用事业公司在高峰命令期间关闭空调,然后切断街上那个让他们离开草坪的坏老头家里的电线,阻止他的空调得到重新打开的信号。

    当公用事业出错时会发生什么?哦,我们以为我们在凌晨2点关闭了您的空调,但这导致了故障,我们关闭和/或烧焦了您的C-PAP机,或氧气机,非常抱歉。在大多数情况下都不太可能发生,但只要发生一起案件,就会让人印象深刻。

  5. 用户- 659915||# 5

    偏执?
    如果你依赖氧气机,你需要一个备用电源,就这样。你可能没有注意到,停电是常有的事。公用设施能知道你什么时候洗澡?有什么大不了的,你的手机公司知道你在哪里吃午饭,还可能知道你和谁一起吃的。就我个人而言,我不会对任何这些“隐私”或“安全”问题有丝毫的问题,如果这意味着少一个像杜克能源公司现在正在卡罗来纳计划的燃煤发电站的话。让我们记住这里真正的利害关系。

  6. 用户- 1031655||# 6

    不偏执
    对,准备好氧气机的电源。不幸的是,我认为医疗保险/医疗补助/私人保险不会支付发电机的费用。这里有一篇很好的小文章,我通过快速和肮脏的谷歌搜索找到了,它突出了有医疗问题的人处理的问题。虽然这对你来说可能有点偏执狂,但在实施之前对这些问题进行审查和分析,可以防止出现问题。刚刚公布的一项研究显示,78%的前入室行窃者认为,现在的入室行窃者会利用受害者的社交媒体来选择目标和时间。我怀疑这不是毫无根据的猜测。更老派的说法是,当你在度假时,邮局允许你停止发送邮件是有原因的,建议设置定时器等。

    2004年,一位妇女死于电力公司断电。仅里士满就估计有三万五千名氧气使用者。http://www.portableoxygen.org/may2004.html

    关于窃贼使用社交媒体的文章。
    http://searchengineland.com/burglars-favorite-tools-google-facebook-foursquare-94628

    或者你可以看看这个网站和关于过度分享信息风险的文章:
    http://pleaserobme.com/

  7. 用户- 659915||# 7

    是的,偏执
    保罗:我非常同意不要在社交媒体上过度分享的理由,并安排你的邮件在你离开时保存。但这在这里无关紧要。关键是那些依赖电机维持生命的人已经需要防止临时断电的保护。在我住在现在这个家的16年里,我们平均每年停电三到四次,大多数只停电一两个小时,但有一次停电三天,有一次停电九天。这些事情发生了,智能计量并不会带来本来就不存在的风险。在我们地区,这些需求是通过弱势个人和紧急服务之间的密切联系来满足的。

    所以,是的,让我们通过减少碳排放来防止数百万人的生活被打乱和可避免的死亡。毫无疑问,智能计量必须成为解决这一巨大挑战的一部分。

  8. 用户- 1031655||# 8

    安全第一
    詹姆斯,

    我从未说过不应该考虑和/或实施智能计量。我主张的是,在我们强迫房主安装这些仪表之前,我们应该认真考虑这些仪表可能带来的潜在安全问题。虽然我不希望公用事业公司考虑到每一个可以想象的电影情节的安全威胁,但像破坏行为、故意篡改、黑客攻击、中间人攻击、承包商和员工渎职以及系统故障等基本的事情都需要以实质性的、最好是公开的方式彻底考虑和解决。现在不解决这些和其他问题,只会导致未来的问题。

    Bruce Schneier是安全问题的主要专家之一,当你搜索他的网站时,会出现几篇文章。从低级别的袭击到恐怖主义,这里提出的许多安全问题在那里也提出了。
    http://www.schneier.com

    引用2008年的一篇文章:
    Somsel先生在周四的一次采访中说,他已经做了进一步的研究,并担心无线电信号——或者在紧急情况下从公用事业的中央控制站发送给广播公司的调频信号的互联网指令——可能会被黑客入侵。
    这是不可能的,参与斯托克顿试点项目的p.g. & e公司发言人妮可·塔姆(Nicole Tam)说。电台页面“经过了加密和编码,”谭女士说。
    我想知道如果有人黑了系统她会怎么想?

  9. 用户- 917907||# 9

    中佛蒙特州
    佛蒙特州中央公共服务部门开始为他们供电的佛蒙特州约50%的地区推出智能电表。
    http://www.cvps.com/ProgramsServices/smartpower/index.asp?gclid=CJqS7PC_w6sCFSE95QodYCUO4w

    隐私声明:http://www.cvps.com/ProgramsServices/smartpower/TheFacts/PrivacyAndSecurity/index.asp

    客户有权使用自己的电力:http://www.cvps.com/ProgramsServices/smartpower/UsingSmartPower/index.asp

  10. 用户- 659915||# 10

    尽职调查
    是的,在实施智能电表时,公用事业公司需要确保合理的安全水平。不,没有什么是100%安全的,偶尔可能会出现安全漏洞。其中一场甚至可能会造成与每年袭击美国几次的严重冰暴和飓风一样严重的破坏,而且随着我们继续拖延减少碳排放,它们可能会变得更加频繁和严重。

  11. 用户- 1031655||# 11

    ROI
    如果你想减少碳排放,建造核电站将是比智能电网更快的解决方案。我们当然更愿意处理个别地点的安全问题,而不是一个电网的安全问题。是的,可能偶尔会出现安全漏洞,但我相信它们的净影响将小于那些每年袭击美国几次的严重冰暴和飓风。

  12. 用户- 659915||# 12

    核武器不是灵丹妙药
    保罗,这个国家已经四十年没有建造新的核武器了,原因有很多,比如成本、安全、安保、废物处理等等。尽管存在这些问题,如果美国今天启动一个新的核项目,那么距离第一批发电机组开始向电网输送电子还需要20年的时间。换句话说,如果我们不得不等待核武器来解决我们的碳排放问题,我们就完蛋了。

    不管怎样,我们可能会被搞砸,但有一些相对简单,负担得起的事情,我们现在就可以开始做,这将真正产生影响。这里有几个:减少需求(建造更好的房子),提高分配效率(智能电表)。

  13. 用户- 1031655||# 13

    智能电网估计可以
    据估计,智能电网将直接减少12%的碳排放。间接碳排放将导致6%的额外削减。这是100%推出。核电站可以减少100%的直接碳排放。据推测,它们至少会对间接碳排放产生6%的影响,甚至更大。

    假设我们可以立即实现100%的智能电网。假设我们能从智能电网中获得最多18%的收益,再进一步假设我们只能从核能中减少80%的碳排放并在30年内建成核电站。还进一步假设我们维持当前的能源使用。基于这些大大简化的数字,核能方案只需要9年就能赶上智能电网方案,而且实际上超过了智能电网39年的碳减排。如果核能发挥100%的直接影响,那么只需7年,就相当于智能电网节省了37年。

    有趣的是,当核能突然出现时,你立即开始关心生命安全和安保问题,但当这些问题应用到智能电网时,你却很快淡化了这些问题。特别是当我们谈论“通过减少碳排放来防止数百万人被打乱的生活和可避免的死亡”时。就拿你的第10篇文章,把“智能电表”换成“核电站”。

    一个

  14. 用户- 659915||# 14

    核武器又
    保罗,请随意为美国的新核项目做宣传。在我们未来的某个时候,如果各种问题得到解决,达到国家层面出现政治和财政意愿所必需的程度,核能可能确实为我们提供100%的无碳电力。与此同时,如果你们不介意的话,我将继续支持智能计量和其他一些低风险的碳减排举措,这些举措的问题要小得多,而且在我有生之年将产生重大影响。

  15. 用户- 1031655||# 15

    安全和尽职调查到此为止
    我不知道是否有人还在关注旧的帖子,但我偶然发现了这个链接,它表明智能电表中完全缺乏安全性。我喜欢房主可以通过扔几个磁铁来破坏仪表的准确性。这是我最喜欢的一句话,尽管我怀疑它言过其实。“联邦调查局估计,波多黎各公用事业公司因智能电表欺诈而遭受的损失每年可能达到4亿美元。”猜猜谁的客户最终会为此买单?这还只是波多黎各的人口,有400万。假设中国大陆的欺诈程度与此类似,并且以100%的速度推出,那么每年的欺诈金额约为35亿美元。

    可悲的是,这些骗子的工作方式往往是,小偷挨家挨户地推销给居民升级,通过调整电表设置来帮助他们降低电费。小偷从房主那里得到报酬,然后进行微调,然后在一天结束时从卡车门上取下磁性广告招牌,并将假证件扔掉。六个月后,房主收到了一封来自公用事业公司的恶意信件,说他们参与了欺诈,欠下了还款。

    http://krebsonsecurity.com/2012/04/fbi-smart-meter-hacks-likely-to-spread/

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