試想如果有一天，我們給汽車提供動(dòng)力能源時(shí)需要的不再是石油，而是電，將會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？答案是，我們對(duì)電的需求將會(huì)急速上升?？茖W(xué)家認(rèn)為，最有可能替代石油成為新能源的是某種形式的電力能源，所以我們有必要關(guān)注一下發(fā)電、輸電和配電系統(tǒng)。雖然這種情況不可能會(huì)在一夜之間發(fā)生，但是鑒于世界上石油的枯竭速度和氣候變化原因，它發(fā)生的速度將會(huì)比我們想象中的要快。

　　隨著溫室氣體總量管制與排放法案的實(shí)施，綠色能源所占的百分比也將大幅增長(zhǎng)，比如風(fēng)能和太陽(yáng)能，但是這些間歇性的動(dòng)力能源并不是很適合我們的使用。發(fā)電機(jī)越是小巧，我們就能用越多的發(fā)電機(jī)來(lái)負(fù)責(zé)電力的傳送和分配。如今，電力基礎(chǔ)設(shè)施陳舊是電力企業(yè)面臨的根本問(wèn)題，而且負(fù)責(zé)城市公用事業(yè)管理的很大一部分工人將面臨退休，企業(yè)獲得資本也變的那么的不易，客戶越來(lái)越無(wú)法忍受電力的中斷，再加上成本的控制--這些因素迫使城市公用事業(yè)管理需要變得更加智能化。

　　智能電網(wǎng)協(xié)助城市公用事業(yè)的管理

　　究竟什么是智能電網(wǎng)？

　　智能電網(wǎng)只是一個(gè)概念，有了這個(gè)智能電網(wǎng)，電力傳輸系統(tǒng)能對(duì)用戶的需求直接做出反應(yīng)。它有四個(gè)功能：有效地管理負(fù)荷；在停電后可以進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)；促進(jìn)能源供應(yīng)商和用戶之間的相互交流；在電力系統(tǒng)損壞前對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

　　智能電網(wǎng)包括哪些部分？

　　對(duì)智能電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，最為關(guān)鍵的部分是連接消費(fèi)者行為和電能消耗的智能電表的安裝。智能電網(wǎng)可以幫助能源儲(chǔ)存系統(tǒng)將能源保持在高峰期的標(biāo)準(zhǔn)，這是對(duì)城市公用事業(yè)管理最有效的和對(duì)環(huán)境無(wú)害的一個(gè)新選擇。智能電網(wǎng)有一個(gè)分配管理系統(tǒng)（DMS）來(lái)對(duì)能源進(jìn)行分析與控制。這個(gè)分配管理系統(tǒng)能使城市公用事業(yè)管理人員根據(jù)傳感器和智能電表對(duì)電荷有效負(fù)載、設(shè)備故障預(yù)測(cè)、能源儲(chǔ)運(yùn)損耗和修復(fù)問(wèn)題做出決策。一個(gè)高級(jí)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)能借助傳感器和電表存儲(chǔ)以前的和當(dāng)前實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。

　　智能電網(wǎng)能通過(guò)傳感器將系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)傳達(dá)給城市公用事業(yè)管理人員和消費(fèi)者。電力分配系統(tǒng)將會(huì)從一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成為一個(gè)集成的雙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)將用來(lái)管理電力系統(tǒng)，而另一個(gè)將會(huì)作為一個(gè)高級(jí)的通信網(wǎng)絡(luò)。公用事業(yè)管理系統(tǒng)需要靠收集傳感器和智能電表上的數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)建自愈電網(wǎng)，負(fù)荷轉(zhuǎn)移和結(jié)算的決定，自愈則意味著配電系統(tǒng)能在沒(méi)有人類干預(yù)的情況下通過(guò)限制用戶的損耗范圍來(lái)配置其本身。

　　智能電網(wǎng)需要實(shí)時(shí)分析引擎來(lái)分析網(wǎng)絡(luò)，確定當(dāng)前的狀態(tài)和系統(tǒng)的情況，預(yù)測(cè)可能發(fā)生的事件并制定計(jì)劃。這些引擎需要的是實(shí)時(shí)的甚至來(lái)自于一些別的行業(yè)的數(shù)據(jù)，如天氣信息等。將智能電表、數(shù)據(jù)管理、通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)量應(yīng)用程序結(jié)合起來(lái)就構(gòu)成了高級(jí)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施（AMI）。

　　智能電網(wǎng)的一個(gè)重要的組成部分就是基礎(chǔ)的電力和通訊網(wǎng)絡(luò)。而企業(yè)化地理信息系統(tǒng)（GIS）就能提供這樣的應(yīng)用程序、工作流程和集成系統(tǒng)來(lái)支持智能電網(wǎng)。

　　企業(yè)化地理信息系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的重要應(yīng)用

　　企業(yè)化地理信息系統(tǒng)有4個(gè)強(qiáng)有力的功能：設(shè)備的數(shù)據(jù)管理，如傳感器、電線桿、管道、智能電表、卡車和人；對(duì)環(huán)境的察覺(jué)并將空間事件形象化，如發(fā)現(xiàn)一個(gè)有較高電耗的小房子；從野外收集數(shù)據(jù)并將其整合到企業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)里；分析和規(guī)劃數(shù)據(jù)，以確定安裝故障指示器的最佳地方。

　　數(shù)據(jù)管理

　　地理信息系統(tǒng)在傳統(tǒng)的電力傳輸管理、分配以及電信網(wǎng)絡(luò)上扮演著非常重要的角色，這一點(diǎn)是被廣泛認(rèn)同的。地理信息系統(tǒng)能提供最全面的配電網(wǎng)絡(luò)組件以及它們空間位置的清單。智能格網(wǎng)將高級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)疊加在電網(wǎng)上后，用地理信息系統(tǒng)來(lái)對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)管理便成為至關(guān)重要的了。

　　環(huán)境察覺(jué)

　　城市公用事業(yè)管理可以利用地理信息系統(tǒng)來(lái)表現(xiàn)電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和它們之間現(xiàn)有的關(guān)系，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)的“看到與比較”方法來(lái)表現(xiàn)事物之間的關(guān)系。地理信息系統(tǒng)提供了一種可視的方式來(lái)監(jiān)測(cè)和表現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)，比如用比較明顯的命令來(lái)執(zhí)行：“告訴我最后一個(gè)小時(shí)內(nèi)所有沒(méi)有報(bào)告結(jié)果的傳感器”。地理信息系統(tǒng)可以顯示電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，并觀測(cè)其變化。實(shí)際上，地理信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）相比之下，更能以一種人們能理解的方式和真實(shí)的模型來(lái)顯示出完整的格網(wǎng)狀態(tài)。

　　數(shù)據(jù)采集

　　地理信息系統(tǒng)可幫助管理城市公用資產(chǎn)的數(shù)據(jù)。在部分系統(tǒng)進(jìn)入服務(wù)狀態(tài)之后，城市公用事業(yè)管理人員就必須通過(guò)收集和維護(hù)設(shè)備狀況的數(shù)據(jù)來(lái)保持該系統(tǒng)正常運(yùn)作了。一些狀態(tài)的數(shù)據(jù)來(lái)自自動(dòng)化系統(tǒng)，而其它的則來(lái)自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。城市公用事業(yè)管理正在逐漸地采用基于地理信息系統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備對(duì)這些城市公共設(shè)施進(jìn)行檢查和維修。企業(yè)化地理信息系統(tǒng)以其臺(tái)式機(jī)、服務(wù)器和移動(dòng)部件來(lái)幫助城市公用事業(yè)管理人員收集數(shù)據(jù)。

　　空間分析和規(guī)劃

　　地理信息系統(tǒng)能幫助城市公用事業(yè)管理人員了解其設(shè)備彼此之間以及跟其周邊環(huán)境之間的關(guān)系。由于智能電網(wǎng)是由電力和通訊兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)組成的，城市公用事業(yè)管理人員必須了解這些網(wǎng)絡(luò)組件之間物理和空間的關(guān)系，而這些關(guān)系將成為智能電網(wǎng)做出一些高級(jí)決策的基礎(chǔ)。同時(shí)，智能電網(wǎng)必須對(duì)這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接有一個(gè)可靠的了解。地理信息系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的建模和高級(jí)追蹤也提供了一些工具。

　　我們可以用地理信息系統(tǒng)來(lái)確定智能格網(wǎng)組件安裝的最佳地點(diǎn)。在智能電網(wǎng)首次搭設(shè)的時(shí)候，城市公用事業(yè)管理人員需要進(jìn)行大量的分析，以確定傳感器、通信編組柜以及一系列其他設(shè)備，如光纖導(dǎo)管和電線桿的最佳位置。正因?yàn)檫@些決策過(guò)多地依賴現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，地理信息系統(tǒng)及時(shí)地提供了適當(dāng)?shù)墓ぞ邅?lái)幫助這些設(shè)計(jì)的實(shí)施。

　　地理信息系統(tǒng)還可以為智能電網(wǎng)提供一個(gè)空間范圍內(nèi)的分析和衡量標(biāo)準(zhǔn)。城市公用事業(yè)管理人員可以利用地理信息系統(tǒng)來(lái)跟蹤隨著時(shí)間推移而發(fā)生變化的標(biāo)準(zhǔn)，并提供一個(gè)方便的途徑來(lái)表現(xiàn)其趨勢(shì)。正因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)是智能的，所以它必須能夠提供高級(jí)的格網(wǎng)性能分析，跟蹤設(shè)備性能和客戶行為的趨勢(shì)，并記錄關(guān)鍵的性能指標(biāo)這些功能。

　　地理信息系統(tǒng)為智能電網(wǎng)做好準(zhǔn)備了嗎？

　　當(dāng)?shù)乩硇畔⑾到y(tǒng)用于城市公用事業(yè)管理領(lǐng)域中時(shí)，它的數(shù)據(jù)質(zhì)量必須是要能得到保證的。正是由于地理信息系統(tǒng)早于全球定位系統(tǒng)、而且已經(jīng)被使用超過(guò)20年了，所以現(xiàn)在我們能夠利用它來(lái)精確地管理土地。如果管理人員繼續(xù)使用陳舊的基礎(chǔ)設(shè)施的位置信息，那么他們將無(wú)法成功地利用地理信息系統(tǒng)，直到他們確保土地和基礎(chǔ)設(shè)施的信息是準(zhǔn)確無(wú)誤的。

　　鑒于城市公用事業(yè)管理人員尚未為基礎(chǔ)設(shè)施建立一個(gè)全面的地理信息系統(tǒng)，我們現(xiàn)在的目標(biāo)應(yīng)該是要獲得準(zhǔn)確的土地基礎(chǔ)信息。由于缺乏一個(gè)完整的電力系統(tǒng)數(shù)字模型--無(wú)論是城市、高架、地鐵、網(wǎng)絡(luò)徑向，還是一些連接設(shè)備，這都將限制智能電網(wǎng)的整體效能。一些城市公用事業(yè)管理部門雖然把一些零零碎碎的地區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成了數(shù)字形式，但其它的仍然于CAD甚至紙質(zhì)形式保存。而且許多人只轉(zhuǎn)換原始數(shù)據(jù)，而不是二級(jí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。還有一部分人只轉(zhuǎn)換了農(nóng)村地區(qū)的數(shù)據(jù)，但尚未轉(zhuǎn)換城市聯(lián)網(wǎng)地區(qū)的數(shù)據(jù)。如果要將地理信息系統(tǒng)作為智能格網(wǎng)的核心，這種做法是無(wú)效的。在那些并沒(méi)有建立網(wǎng)絡(luò)模型但卻安裝了智能電表的地區(qū)，這將會(huì)抑制許多設(shè)備的實(shí)用價(jià)值。

　　在這種情況下，智能電表的作用可能僅限于結(jié)算。由于缺乏完整的客戶地址信息，這會(huì)妨礙管理人員將地理信息系統(tǒng)運(yùn)用到智能格網(wǎng)中。幾乎所有城市里的房屋都有一個(gè)實(shí)際地址，管理人員應(yīng)該爭(zhēng)取使這些信息互通。

　　地理信息系統(tǒng)讓智能電網(wǎng)更智能

　　與智能電網(wǎng)技術(shù)相呼應(yīng)的地理信息系統(tǒng)將有助于把電網(wǎng)從一個(gè)被動(dòng)的、盲目的系統(tǒng)改造成為一個(gè)互動(dòng)的、智能的和高效率的系統(tǒng)。要想使智能電網(wǎng)取得成功，管理人員必須要確保他們的地理信息系統(tǒng)是企業(yè)級(jí)的、整合了所有后臺(tái)的管理系統(tǒng)，而且要不斷地更新使其保持最新化。