Samtec能源行业科普 | 科技通过智能电网延伸至拓展工厂以外的领域

来源：Samtec砷泰连接器•作者：线束世界•2024-06-26 09:16

01 摘要

物联网已然颠覆我们日常生活的许多层面。在家居方面，家电变成连网设备，不仅让我们能控制灯光与上网购物，甚至在出门时提供安全功能。在工业领域，智能工厂改变产品制造的方式。工业物联网(IIoT)不仅让制造商更加敏捷，还能更迅速、经济地响应顾客需求的变化。

上述这些发展的核心关键就是信息。物联网让机器直接交换信息并构连网络来分享。然而，如果误以为这项新科技只存在于住家或工厂，那就是大错特错。

02 输电网络

能源产业还上演着另一场革命。目前社会产生与输送能源的方式正逐渐改变，带头的包括各种新科技，而各界逐渐认知环保的要求则形成许多助力。

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传统能源生成方式

传统输电网络接收到的电力都是从大型设施生成。不论是燃煤、燃气、或核能的传统发电厂都会受益于规模经济。这些庞大电厂将能源馈送到输电网络。这样的能源有时会利用高压电缆进行远距离传输，输送到各地后再由各区域变电所转换成可供住家与工厂使用的电压规格。

这类基础设施规模庞大，遍布百千里的地面电缆，维护负担极其沉重。然而直到近期之前，这仍是为整个国家供电最有效率的方式。

这种价值不菲的基础设施，加上对环境造成的冲击，促使许多人开始研究替代能源。有些政府投资再生能源：水力发电或风电。但这并不会解决输配电的问题。对于冗长电缆的需求依然存在。

03 生成电力进行输送

然而，现代科技促成各界开发许多新能源。相对于传统电网的集中式结构，小型电厂现已发展成高效率的替代方案。称为分布式电力资源(DER)的这些电厂，其规模很少超过10 megawatt（百万瓦)，使用各种可再生能源发电。除了大家熟悉的风力发电机与太阳能板，还包括以生物原料甚至地热作为发电能源。

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实际运行的分布式发电

由于这些替代能源经常用来作为传统电网的补充电源，因此它们经常会连到现有电网。然而这也会造成许多潜在问题。某些替代能源发电并不稳定。如果没风，风力发电机就无法发电。如果没有阳光，太阳能电池就无法发挥作用。这也导致供应与需求之间的关系非常复杂。

此外，当区域发电厂产生充裕的能源，多出的部分就能回送到传统电网。不过基础设施本身并不是针对双向输送电力所设计，而且引进区域产生电力还有造成硬件损坏的可能。分布式电力资源必须经过调节以确保其质量，而输送到电网的电力也须妥善管理。

04 进入智能电网

推动物联网运行背后的技术，让上述理想得以实现。智能电网运用数据来控制去中心化的发电网络，同时结合传统大型电厂的输出电力以及本地家庭/商家/社区的发电容量。

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智能电网-串连一切

智能科技不仅让家里的冰箱可以透过网络和商店联系，也能让DER和电网的其他各方通讯。透过这种方式，系统就能自动管理地区消费者的需求以及电网输出供电之间的关系。除了能控制DER的输出电力，还能和电网供应的电力进行协调同步。

在传统集中式电网，消费者是全然被动的，只能消费电力然后按用电量付费。智能电网让消费者成为真正主动的参与者，让其在需求与本身发电容量之间取得平衡，从而妥善规划本地发电。当需求超过本地发电的容量，消费者就能从电网取得电力来补充。在其他时段，本地发出的裕余电力还能回卖给电网，藉以降低消费者的电费成本。

平衡区域与集中发电模式的其他益处是可以缩减基础设施。如果小区或企业能利用分布式发电来补充自身的电力需求，电网就不需承载和以往一样的电量。因此电网的规模得以缩减，从而降低维护需求以及减少对环境造成的冲击。

在智能工厂与连网住家方面，数据传输的安全成为建置智能电网的关键要素。在需要用到的连接器方面，这类组件除了必须应对高数据传输率，还须承受能源基础设施会遇到的各种严苛条件。为了在这种要求严苛的环境中提供链接，产品必须设计成能在超出“正常”数据连接器规格的超限状况工作。

05 针对恶劣条件量身设计

严苛环境测试(SET)计划专责检测Samtec连接器在超出传统商规产品标准状态下的工作能力。其目的是让Samtec能提供理想的连接器，能在比许多现代工业应用还要苛刻的条件下工作，让顾客对其设备在任何环境下的工作能力拥有十足信心。

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