避免陷落泥潭公共事业机构须对软件和控制管理系统进行投资

  1920年，美国电话电报公司的总机主管穿着溜冰鞋，监督长途电话话务员的工作。这种情况在现在看来简直会让人发狂。但我们的公共事业系统现在一般会提前24个小时安排发电和输电，并且会以15分钟为单位，以便有充足的时间对发电厂进行人工干预。

  第二次世界大战之后，电话系统内的转换器被自动继电器取代，而现在被人们视作理所当然的电话区号也诞生了，也就不需要大量线年代，思科公司发明了软件定义网络路由器，成为电话网络的核心部分。有了该路由器，每次通话就不再需要专门的线路，从而大幅降低了成本，为手机和互联网通信开放了系统。此类翻天覆地的改变也将发生在电网中。

  现代的电网可以追溯到1885年。当时，托马斯·爱迪生和乔治·威斯汀豪斯争相制定标准，希望美国能体会到电的魔力。有了交流电后，在接下来的一个世纪里，美国多数时间都在修建电网，为全美上下提供电力服务。该网络靠的是5800家中央发电厂。电网的修建曾被称为20世纪的工程奇迹，但电网的基本技术自爱迪生和威斯汀豪斯时代以来几乎没有什么改变。电路基本上都已有40年的历史，有些甚至超过了100年。电网已经老态龙钟。

  现在，许多公共事业机构仍然不知道自己的电网出了什么问题，或是哪里出了问题。公共事业机构了解自身线路问题的通用方法就是等大量客户打来的投诉电话，而不能直接接收到问题自己发出的信息。要解决变电站的问题，通常就是派维修工到现场断开开关，而无法在办公室远程进行这项操作，或者说更好的情形是，让电网自己察觉到问题，然后自动处理问题或调整输电路线通常情况下，在特定的时间里，只有20%~40%的电网传输能力得到了使用，而且发电厂只有30%~40%的发电能力得到了使用。许多“高峰期”发电厂都是闲置的，每年只工作几十个小时，就因为在夏天最炎热的那5天里会出现空调使用的高峰，而这些发电厂到时能运行起来，以应对这段需求高峰。

  此外，这些工厂的运行成本太高，以至于公共事业机构在需求高峰时依旧亏损，尽管消费者依然感觉电费过高。只有略超过50%的发电厂燃料转化成了电力，而有超过10%的电力在从工厂到终端用户的输送过程中被消耗掉了，也就是所谓的线路损耗。许多公共事业机构仍然使用着20世纪50年代的COBOL语言，而且其中一些机构依然会将数据重新输入，以便每月能向用户提供纸质账单。公共事业机构不仅要消除大量低效的问题，同时还必须适应快速变化的环境。屋主们正在自己的屋顶上安装太阳能板，这种行为不仅会导致公共事业机构的客户流失，同时也要求公共事业机构思考如何将屋主们多余的电力并入电网中。

  当前，在德国北部的部分地区，人们可以使用太阳能和风力发电，除非配电网达到最高负荷，无力再增加发电量，这意味着可再生能源必须关闭，不能再并入电网中。工程师正在开发先进的建筑控制技术，并且建筑设计师已经设计出更为节能的建筑，可以等到下班时间再消耗电力。例如，奥斯汀等城市会在晚上使用廉价的电力让水结成冰，然后到了白天，通过在冰上进行风循环，从而让整栋建筑变得凉爽。新的空调系统同样使用蒸汽冷却建筑，而不是靠当前让空调产生较大噪声的压缩机。此类没有压缩机的空调系统可以减少耗电量50%以上，消除大量会在下午出现的用电高峰。

  美国的公共事业机构通常都是根据这种下午的用电高峰来设计自己的电网。照明正在变得越来越高效。相比白炽灯，LED灯泡将用电量减少了85%，公共事业机构可以继续推动这种电气化的发展（包括从港口到割草机等一切物品）。当电动交通工具得到大量的应用后，公共事业机构就必须适应这种情况，即某个用电量相当于一栋商业建筑或小型工厂的用电单位拔掉插头，移动位置，然后又在别的地方插上插头。公共事业机构必须培养强大的整合能力，不仅要整合自己所做的工作，还要整合其他相关企业正在进行的工作。

  大量科技将会帮助这些公共事业机构进行再创造。例如，电网中广泛分布的电池可以大幅降低成本。存储的电能能够以顺畅稳定的方式释放出来，从而允许发电厂更高效地运转，再根据需要使用电池内存储的电能，不再需要整座发电厂为了几天内的几个小时而整年待命。固态变压器使用的是最新的半导体技术，目前被用于高速列车和军用飞机上。这种变压器的可靠性更强，成本又比传统变压器低许多。传统变压器相当庞大，使用的是铜。有了这种新型变压器，变电站将只占据较小的空间，不再需要占用城市的整个街区。电动交通工具也可以起到储电的作用，在用电需求低的时候存储电能，这样发电厂就可以高效地发电。

  网络中的传感器能够发现网络中存在的问题，并对问题进行修正，或者是调整输电路线，这在很大程度上就像是当前互联网上的数据流。住宅和办公室内的智能电表将能与用户进行互动。要实现用电均衡不能仅靠增加发电量，还要减少对主输电距离的需求。电力可以双向输送，从电量过多的地方向需要用电的地方输送，而不是让仅仅几个发电厂去生产所有的电力。要想实现21世纪的电网，首先，公共事业机构必须精通于系统整合。当前，公共事业机构每年收集约6000万个数据点，即500万名客户和12个月的电费账单。当智能电表得到广泛使用后，公共事业机构每天将处理50亿个数据点。所以，电网必须进行重新设计，以充分利用新型变压器，充分发挥察觉问题和自动解决问题的能力，以及利用太阳能价格不断下降的机遇在数百万个屋顶上安装小型发电厂。

  不过，公共事业机构必须将所有有利的新技术整合到我们身处的环境中。在当下的环境中，单纯地在网络中安装一个传感器都必须长时间关闭一段输电网络，其成本非常高昂。其次，公共事业机构首先必须要认识到面前的机遇和挑战并存，且都非同一般。它们必须时刻问自己一些尖锐的问题：公司已经评估了所有嵌入软件的机遇吗？公司在评估其他设计方案时是否积极地邀请了供应商参与其中？利用设计工具评估成本和时间以及在设计中进行价值权衡，会带来哪些成本？在这条发展道路上，政府监管部门也必须成为公共事业机构的合作伙伴。尽管监管部门从来都不处于创新的前沿，而且多数公共事业机构更愿意只要实现投资的既定回报率即可，但监管部门必须直面电网在未来20年里将会经历的巨大转变，并且开始绘制如何实现转变的蓝图。

  最后，为了对电网的方方面面进行整合，公共事业机构必须对软件和控制系统来进行大手笔的投资，否则就会深陷泥潭。只有少数公共事业机构设有CTO和软件工程部门。基本上没有公共事业机构设有软件部门，而要实现硬件和软件控制的整合，管理产生大量数据的智能电网，软件部门必不可少。返回搜狐，查看更多