全球正在投入数十亿美元，利用智能电表对电网进行现代化改造。这些电表提供方承诺智能电表能让我们更容易地了解和管理能源使用情况，从而为家庭节省开支。
澳大利亚等国家正在竞相广泛安装智能电表。去年，澳大利亚能源市场委员会建议到2030年实现小客户100%使用智能电表的目标。对此，澳大利亚能源委员会的一篇文章指出，这些电表并没有发挥其潜力。
这不仅是澳大利亚的问题，也是全球面临的挑战。
丹麦的Watts公司数据科学研究人员、阿德莱德大学机电工程学院工业博士生Rui Yuan参与的一项研究提供了一个解决方案，以最小的成本释放智能电表的承诺效益。
在接受SBS普通话采访时，Rui Yuan分享了研究发现以及他的见解。
智能电表
智能电表是一种用于收集用户的电力输入和输出的数字计量设备。
与传统电表相比，智能电表具有高分辨率、远程读数、远程控制、双向通信等功能，并且可以提供实时信息。
这些功能为智能电网中的数据分析提供了高质量数据，实现各种智能电网应用。在这些应用中，许多应用可以消费者提供非常直观的好处，比如响应动态电价从而减少电费。
智能电表未实现其承诺效益
Rui Yuan表示，他的研究发现，尽管大量的资源被投入到了智能电表的普及，但目前的智能电表却没能兑现期望的回报。
澳大利亚能源委员会指出，目前智能电表的发展未能有效实现对消费者承诺的好处。这不仅仅是澳大利亚的问题，而是一个全球性的问题。
在一些智能电表更普及的国家（如德国、美国和法国）进行的成本效益分析显示，大规模部署智能电表可能在生态和经济上都不具备益处。
在这些报告的背后，是智能电表并没能为智能电网的各项应用提供应有的数据支持，自然也没法收获期望的收益。
Rui Yuan说：“所以我们通过对智能电网各项应用的比较，来研究是那些功能的不足妨碍了智能电表做出它应有的贡献，又有哪些障碍导致了这些功能的不足。”
他解释说，智能电表缺乏高分辨率，实时数据。
目前的智能电表可以提供的数据分辨率是30分钟或一小时，这对于基本的计费目的来说没有必要且太高，但又无法满足现今智能电网应用的需求。因为现代的电力系统一方面要面临激增的需求。 另一方面我们有零排放的目标，要求减少化石燃料的使用。这就导致了大量新能源的涌入，但新能源同时都给电网带来了更多的波动和不确定性。
这意味着需要更加精细的数据分析和控制技术来保持电网稳定，这需要高分辨率的数据和实时数据交换。
其实智能电表内部是按照极高的频率采集数据的，但由于三个主要因素，它们无法向上提供高分辨率的读数，甚至被禁用了双向通信功能。
- 第一个主要因素是传输，高分辨率意味着更多的数据要被传输。将分辨率从小时增加到秒级，意味着上千倍的数据量，并且每个电表都要数据传输，导致网络拥塞。
- 第二个因素是存储。需要存储大量数据也会消耗额外空间。此外，还需增加维护、备份、迁移的费用。
- 数据隐私是另一个严重的问题。
实质上，任何适用于电力服务的数据分析方法都可以被攻击者使用来分析居民生活习惯。例如，可以根据用户的车辆充电模式进行跟踪他的轨迹。甚至一些执法机构也会使用电力数据。
美国一个案例是FBI通过分析用电数据检测室内种植大麻。对隐私的担心，就导致了我们看到很多智能电表被以普通电表的形式运行， 例如，在英国，7%的智能电表是像传统电表一样运行的，它们没有智能功能，如自动读表和双向通信。
除以上原因，还有很多智能电表收集的数据对第三方服务商， 甚至用户本身是不直接开放的。这些服务商为用户安装私表来采集自己需要的数据，这不仅是资源的浪费还更加剧了隐私，存储方面的担忧。
发挥智能电表效益的低成本方法
综合上面的症结，我们需要一个解决方案来优化数据采集，存储，和隐私，同时利用我们已经安装的智能电表和相关设施。
Rui Yuan解释，能源的使用有规律和周期性，我们的解决方案基于发现电力数据中的重复片段，把数据分成两部分，密码词和表征位置。
他说：“这就像一段武术表演，我们知道武术是很多招式的组合，每个招式有一套固定的动作。”
“如果我们将用户用电数据类比成武术表演，我们把‘招式动作’和‘招式顺序’分开，用户端储存着各招式对应的固定动作，而数据中心只需要存储招式的顺序。这就极大减少了储存和传输的压力，并且不需要存储重复招式。”
“同时，单独看固定动作，或者单独看招式顺序，都是没有意义的，只有结合起来才是一段武术表演。这也就增强了数据的安全性，因为任何一端的信息泄露都不会透露太多有效信息。”
智能电表的前景
随着智能电表变得真正智能，智能电网及其应用可以帮助消费者检测故障设备，协调用电情况，降低电力消耗，减少用电成本。同时考虑电网状态、温度、电价等因素，以及用户的偏好。
对于电网来说，这意味着更稳定高效的实现到清洁能源的转变，以及更低的传输维护成本。
对于消费者来说，这意味着他们可以以更低的电价享受可靠而清洁的能源。同时既不会干扰他们的用电习惯，也不会损害他们的隐私。
Rui Yuan说：“”消费者应该有权获取和管理他们的智能电表数据，并且获得一些简单直观的信息，来帮助他们做出用电相关的决策。”
在未来的电力系统中，我们可以越来越多地依赖用户家里的分布式能源，如电动汽车、太阳能和储能系统。
普通消费者不只可以用电，还可以发电和储力，也可以互相提供服务。这意味着消费者有更多智能电网服务可供选择，享受更多好处。
另一方面，这些服务对用户数据的需求可能也会发生变化。用电数据的价值也将进一步增加。如何向“对的服务商或对象”，“有针对性的”提供适量的数据是从业者和消费者都应该关注， 但又经常被忽视的问题。
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“这么做可让智能电表更省电费” 学者提发挥智能电表效益的低成本方法
SBS Chinese
29/03/202411:10
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