智能电网中智能电表的重要性
第四代Teridian器件采用专有的隔离技术(见图),利用低成本电流分流器替代电流变压器和铜馈线。Teridian的最新一代计量IC集成了计量和接口功能,结构区别主要在于多路复用ADC和用于测量的专用计算引擎。
集成通信功能?
到目前为止,绝大多数分离式和基于SoC的计量方案,均采用传统的计量与通信模块相分离的方案。这种系统分割主要依据了AMR行业的惯例。许多通信基础设施运营商作为独立的商业实体运作,并通过专用的通信模块提供电表的连接。然而,这种惯例在大型电网中正在开始改变,把通信功能集成到单板设计或更高集成度SoC,可以有效降低硬件成本。这不仅降低了智能电表的成本,同时也提高了产品的可靠性。
我们目前看到的智能电网在设计架构上发生了根大变革,涉及不同的行业和边缘技术,特别是把计量与通信功能整合到了单一器件。截止2009年,接近50%的智能电表是基于单板设计,SoC取代了许多冗余微控制器、存储器件和接口。此外,许多设计中低端收发器被RF/电力线通信(PLC)调制解调器所取代,并将功能强大的协议处理集成到SoC。
如上所述,智能电网正在开发RF和PLC技术的应用。在美国,家庭连通方案主要采用ZigBee、Homeplug和Wi-Fi (IEEE 802.15.11)技术。网络连通(电网)可能采用任何非标准方案,而在通信模块和设备(诸如智能电表和家用电器)之间将制定一套标准接口(详细信息请参考www.usnap.org)。
电网设备中不可或缺的是安全性和高层互通性(定义为ANSI12.19),以确保各种智能电网子系统成为互通、安全网络。正在开发的SUN PHY (IEEE 802.15.4修订)和IEEE 1901技术致力于制定统一的PLC技术(http://grouper.ieee.org/groups/1901/)。这些技术开发使得人们目前很难预测主导未来市场的标准。但有一点是确定的,家庭网络(HAN)中消费者在市场上会有多种选择方案,通信链路之间的桥接方案将很快投放市场。
至于安全性,目前HAN(ZigBee、Homeplug)采用的是128位加密方案,电网中可能采用256位加密方案,例如:ZigBee智能能量管理2和802.16 WiMAX。许多AMI设备的数据传输速率达到了50至100kbps。
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