7、电力数据实时采集与处理：智能电网新方案

电力数据实时采集与处理：智能电网新方案

1. 电力监测与需求响应研究概述

不同设备在运行时会产生特定的电力消耗模式，就像“电力指纹”一样。例如，炉灶加热、电视亮度变化等，都能形成独特的电力特征。通过分析电力数据来确定设备的使用情况，可提高电力监测的成本效益。软件能基于聚合电力数据集分析出哪些设备正在使用，而无需在每个设备上安装电表。

电力供应商可借此监测家庭或企业用电情况，在高峰负荷时调整设备运行以缓解电网压力，尤其在城市中心等高能耗地区。夏威夷大学开展了一项试点项目，使用智能电表（SPM）监测瓦胡岛 20 户家庭的总用电量。

相关研究也在不断推进：
- 巴斯大学研究了智能计量设备与电压控制技术结合，分析需求响应的用户端，以实现成本效益和电网稳定。
- 欧洲研究小组提议使用局域网（LAN）和无线局域网（WLAN）结合 KNX 通信标准，实现智能计量设备间的通信，制定可转移负载时间表。
- 加拿大研究人员提出基于负载分解的智能计量系统，分析影响负载分解的因素，并建议基于概率和设备聚类训练算法。
- 英国国家电网研究了某些设备用电对电网的影响，利用这些信息维持电网频率和稳定性。

2. SPM 试点系统

2.1 系统选址与优势

瓦胡岛因其地理和人口密度，成为研究可再生能源融入现有电网以及需求响应项目的理想地点。岛上太阳能辐射高，城市人口密集，且电网相对独立。2015 年，夏威夷州立法机构决定到 2045 年实现 100%可再生能源发电。大多数建筑有断路器箱，为安装 SPM 提供了通用接口。SPM 每秒采集一次数据，通过本地 WiFi 网络和 SSH 隧道将数据发送到远程云服务器，在云端进行存储、