支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续产出关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的报道。
席卷全国大部分地区的热浪 到来之际，美国各地少数社区开始采取初步措施，实施 智能电网 技术。新型电表、配电管理系统、网络管理软件和其他技术旨在为电力生产、分配和使用方式增加智能化。
目前，智能电网试点项目已经在 宾夕法尼亚州哈里斯堡、华盛顿州里奇兰 (pdf) 和 科罗拉多州博尔德 等地启动并运行。随着这些区域智能电网的扩展，它们最终整合到国家智能电网中，应有助于更容易地避免停电和电压骤降（这当然可能对一个地区的健康和经济造成破坏），并可能为消费者电费带来折扣，前提是消费者不介意将他们家用电表和电器的一些控制权交给公用事业公司。
然而，区域智能电网的部署要等到今年夏天连续 90 华氏度以上高温天气结束后很久才能实现——普及预计将在未来五年左右逐步展开，前提是消费者能够接受。尽管如此，智能电网——其本质是实现电力生产、分配和使用方式的双向通信——预计将对我们未来如何应对许多漫长炎热的夏季产生重大影响，借助智能家电（包括即将到来的电动汽车车队的家用充电器），在电网面临过载威胁时，这些家电被编程为降低能源使用量，从而平衡电力高峰需求。
今天，即使没有区域智能电网，公用事业公司也能够通过所谓的 需求响应系统 自动减少企业用户的能源消耗。这些系统通常以合同为基础安排，授权公用事业公司减少向签约此项服务的企业供电。这可能包括在公用事业公司看到其网络需求过高时，将企业的空调恒温器调高温度（通常仅几度）。作为回报，企业可以节省能源费用。Lux Research Inc.（位于波士顿）的研究助理 Steve Minnihan 表示，随着智能电网技术的普及，预计此类安排将显著扩展，尤其是在住宅领域。
艰难的社会契约
美国能源部国家可再生能源实验室 (NREL)（位于科罗拉多州戈尔登）的电网集成副总裁 Steve Hauser 表示：“挑战在于，我们一直与用户存在一种隐含的契约，即无论他们需要多少能源，公用事业公司都会为他们提供。” 甚至已经到了如果公用事业公司无法满足消费者的需求，公用事业公司可能会受到处罚 的地步。即使在长时间的热浪期间，消费者期望公用事业公司保持他们的空调运转的期望也不会改变，因此电力公司正在寻求更好的方法来满足这种需求，部分是通过智能电网。
对于家庭而言，提供需求响应系统的能力仍处于比企业更初级的阶段，因为它要求房主 安装智能电表，这是智能电网基础设施的关键组成部分。一旦安装了这些通过网络与公用事业公司直接通信的电表，消费者将能够获得关于一天中不同时段可变电费的详细信息。目标是使消费者能够更好地管理他们的用电量，从而节省开支。当例如通勤者下班回家并同时打开空调、干衣机和洗碗机时，公用事业公司可以受益于更少的需求尖峰。最终，消费者也可能能够像一些企业已经做的那样，达成合同安排，在热浪和其他极端天气条件下将管理权交给公用事业公司。
存储电力
根据 上周发布的 Lux Research 报告，自动缩减消费者电网负荷的需求响应系统可以节省足够的能源，使公用事业公司能够将其峰值容量削减 10%，即几个吉瓦。公用事业公司避免在热浪和其他极端事件期间不得不产生或购买大量额外电力来满足需求激增的另一种方法是，在需求低时找到更好的方法在电网上存储能量。Hauser 表示，虽然储电能力对于创建区域智能电网试点项目并非必不可少，但随着这些电网的扩展，它对于管理电力分配将变得更加重要。此外，存储来自太阳能电池板和风力涡轮机等来源的高度间歇性可再生能源的能力使它们成为电网中更可行的组成部分。
美国能源部 (DOE) 正在资助多项工作，以开发电池和其他储能技术，公用事业公司可以将这些技术部署在其电网上，甚至可能部署在客户的办公室和家庭中。这包括与加州能源委员会 (CEC) 合作的 960 万美元的伙伴关系，用于通过 超级电容器、锌溴电池 和 飞轮 分别存储电力的三个项目。美国能源部还与纽约州能源研究与开发管理局 (NYSERDA) 建立了 560 万美元的合作伙伴关系，用于另外六个展示储能技术的项目，其中包括飞轮、钠硫电池和铅酸电池。
Hauser 说：“我是储能技术的忠实拥护者。坏消息是，它 25 年来一直是圣杯。” 推动电动汽车发展可能会加速电池作为智能电网一部分的应用。他补充说：“我们都随身携带装有电池的手机和笔记本电脑。因此，将电池放置在整个电网中的技术已经存在；我们只是还没有将其规模扩大或联网，以便它们可以用于本地电力存储。”
联邦刺激
与此同时，能源部已拨款超过 34 亿美元，以支持更新国家电网的工作。宾夕法尼亚州中南部地区目前正在启动一项重要的智能电网试点计划，PPL Electric Utilities 计划到 2012 年年中，在哈里斯堡附近、遍及多芬县和坎伯兰县的 150 平方英里区域内，将其 140 万客户中的 6 万户连接到智能电网基础设施。价值 3800 万美元的 PPL 智能电网项目 的一半资金由美国能源部拨款资助。
通用电气能源公司的配电管理系统将充当 PPL 智能电网的“大脑”。遍布整个电网的新型传感器和自动开关将与配电管理系统保持持续通信，并且该系统将能够 根据不断变化的需求 自动控制这些传感器和开关。洛克希德·马丁公司将为互联网连接的电网提供网络安全，而阿尔卡特朗讯公司则提供无线通信基础设施以及高速光纤通信基础设施的实施和管理。费城的德雷塞尔大学正在协助电网的设计。
通用电气和四家风险投资公司组成的集团最近宣布计划向企业家提供 2 亿美元资金，以刺激开发 使国家智能电网成为现实所需的技术。通用电气数字能源业务计量和传感总经理 Luke Clemente 表示：“我们在试点项目中看到：当消费者获得正确的定价信息时，他们将在关键高峰时段减少用量。我们一直以来都是供需匹配。有了智能电网，我们可以扭转这种局面。”