降低設(shè)備功耗的方法——精確測量

有人預言，全世界的能量需求很可能超出了所供給的能量。美國能源部估計，預計美國總的能源消耗在2035年將增加30%，達到5萬億千瓦，而在同一時期計劃開發(fā)的能源，包括可再生能源，增長率僅有22%。

此外，對能源管理的策略則是非常原始和低效的，結(jié)果降低了能源分配過程中的可靠性和穩(wěn)定性。工程師們正努力改善所有電子產(chǎn)品中能量的利用效率，包括商用設(shè)備、家用設(shè)備、工業(yè)電機，以及網(wǎng)絡設(shè)備。然而，也需要知道在一個閉環(huán)系統(tǒng)中能量是怎樣被消耗來產(chǎn)生有益作用和減少浪費的。改善效率只是眾多因素中的一個。改變消費者對效率的不關(guān)心可以通過功耗智能監(jiān)視來實現(xiàn)，它可以給出節(jié)能的選擇。

精確的功耗測量和持續(xù)監(jiān)視產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以提交給本地數(shù)據(jù)和控制網(wǎng)絡。一旦數(shù)據(jù)到達網(wǎng)絡，許多種經(jīng)過最低程度折中的功率消耗改進措施可以自動給出。實際上，這樣的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡可以指導我們改善生活方式，例如當空調(diào)發(fā)生故障時不會讓人感到無法理解。

精確測量將提供理解、確認、報告和修正設(shè)備功率消耗或功率分配所必須的信息。消費者需要準備好應對在電費帳單結(jié)算方式和如何平衡選擇所盡義務等方面不可避免的變化。當我們要時常面對每千瓦時3.00美元的電費時，會發(fā)生什么呢？這一天正在到來。

在每個負載點進行測量和控制

為了通過智能功率管理和消費者的選擇來取得高效率，不僅需要精確測量設(shè)備的總體功率，例如整個設(shè)備消耗的總功率，而且也需要在負載點處進行精確測量，例如空調(diào)、洗碗機、計算機，或者照明燈具等。

智能電表可以按天計量電力消耗，這為消費者提供了改變他們用電模式的最好方法。為了改善自動控制方式，需要為消費者提供各種選擇和增值服務，每個設(shè)備必須被連接到本地數(shù)據(jù)和控制網(wǎng)絡，用于監(jiān)視并允許控制建筑物內(nèi)的各種負載。通過功率測量和使用方式統(tǒng)計，就可以為消費者提供相應的服務，例如維護調(diào)度。 這樣的網(wǎng)絡可以使用各種各樣的配置和協(xié)議實現(xiàn)，完全取決于應用。

通過識別電能是怎樣使用的，包括精確功率測量的本地數(shù)據(jù)和控制網(wǎng)絡可以為消費者和商業(yè)用戶降低高額的費用。用戶可以看到使用空調(diào)的費用大約是每月200美元（使用價值），或者與中午使用干燥機而不是下午7點使用的費用差異（使用的時間價值）更可能改變他們的使用方式。

這些在以前只能通過昂貴高端儀表采集到的每個負載點數(shù)據(jù)現(xiàn)在只需要幾美元。功率因數(shù)（Power Factor:PF）和視在功率（apparent power:VA）信息可以很容易地獲得，這些參數(shù)能夠用于優(yōu)化功率分配預算，例如預測設(shè)備維護時間，以及理解陳舊系統(tǒng)的疲勞程度。

圖1描述了一臺使用兩種不同電源適配器供電的筆記本電腦的功率消耗。即使實際負載一樣，從電力線上供應的功率也有很大的不同。這些有價值的信息現(xiàn)在都可以非常容易地獲得。統(tǒng)計的結(jié)果可以用于調(diào)整設(shè)備的工作行為。在電壓或線路頻率上的微小降落都有可能預示著某種供電故障，都會使設(shè)備進入保護模式。