智能電表暗含致命弱點，供電局卻傻傻不知情

在全球許多地區(qū)(如德國)，智能電表(smart meter)是新建筑物的強制性配備——智能電表是智能電網(wǎng)(smart grid)的重要部份，能夠讓能源供貨商配合能源的產(chǎn)生與消耗實施差別電價，而且也有助于用戶優(yōu)化能耗配置。

 

不過，德國不來梅大學(Bremen University)的科學家質(zhì)疑這一途徑能否順利進行。他們認為，廣泛部署智能電表，將會造成電網(wǎng)反應混亂，從而導致更嚴重的停電。

 

智能電網(wǎng)的基本概念是因應發(fā)電量調(diào)整電力消耗?？稍偕茉词请娋W(wǎng)中的主要因素，發(fā)電量將根據(jù)不同的情況而異，例如陽光產(chǎn)生的太陽能，以及風力則來自風力渦輪機。相較于陽光較弱或未起風的時間，在有較多能源產(chǎn)生時的電費將會變得較便宜。用戶可自行設定家中洗衣機等各種電器，在發(fā)電量高而電價低的時候啟動電器作業(yè)。然而，來自不來梅大學理論物理研究所(Institute of Theoretical Physics)的一群科學家們指出，這個概念可能過于短視，最終將會失敗。

 

由該校教授Stefan Bornholdt主導的研究團隊模擬了大量導入智能電表應用的市場情況。他們的研究結(jié)果十分令人驚訝：智能電表的使用將會造成易于泡沫化的人為能源市場，甚至導致像金融或房地產(chǎn)市場崩盤的情況。

 

Bornholdt觀察，電力能源向來無法被均勻地饋入電網(wǎng)中，總是隨著時間而起變化。而風能與太陽能由于存在陽光與風力強度等自然參數(shù)，更顯著地增加這些變化。強制規(guī)定建置智能電表的想法在于根據(jù)能源供需調(diào)整不同的電價，從而抑制電量波動。例如，用戶在操作洗衣機以前，可先行設定機器，使其只在電價降低到某一默認價格點時才啟動。Bornholdt表示，這個基本概念來自于根據(jù)市場供需調(diào)整價格的經(jīng)濟學理論。然而，這個理論并不完整，尤其是大量消費者爭相利用最佳價格點之際。因為，每個人都想在價格最低點時洗衣服。

 

 

個別電表的動態(tài)模式：隨著用電時間增加，可接受的最高價格點逐漸降低（來源：American Physical Society）

 

然而，這個模式可能無法正常運作：根據(jù)研究人員的仿真顯示，在一個競爭的環(huán)境下，市場行為將會失控、不穩(wěn)定且混亂。例如，如果能源供應低而價格高時，大部份的用戶將傾向于延遲用電。Bornholdt解釋，但他們也無法永遠這么做。當越多的機器等待啟動，潛在的需求就越高：泡沫因焉形成。等到最近一次的價格微幅下滑時，這個泡沫就破滅了。因為有許多消費者延遲了洗衣時間，導致無數(shù)臺洗衣機都在同時間忽然開始洗衣。Bornholdt強調(diào)，這將引發(fā)極度用電的集體崩潰機制，更可能導致嚴重的大停電。

 

 

連續(xù)一段時間的價格密度；平均價格以帶多個標準偏差(點線)的直線表示（來源：American Physical Society）

 

根據(jù)研究團隊的結(jié)論，大規(guī)模部署智能電表其實是未經(jīng)全盤考慮的急就章。根據(jù)該研究的運算模式，研究人員們利用人們在此情況下實際采取的行動作為變量重新加以建構(gòu)。在這些情況下，個別用戶并不知道自己的動作在成倍增加后所造成的結(jié)果。遺憾的是，那些提供能源的單位也并不知情。

 

不來梅大學科學家的這項研究已經(jīng)發(fā)表于美國物理學會的《物理評論》(Physical Review)中。