在當今的智能世界里,如果哪個地方沒有智能,似乎就顯得out,但是智能程度的普及在每個行業的發展速度也是不一樣的。智能手機以迅雷不及掩耳之勢就將功能手機拍到了沙灘上,但是智能電網雖被提及多年,仍然在緩慢中進行。究其原因,整個產業鏈條中涉及的面太廣,不可能一蹴而就。
據德州儀器智能電網業務部市場營銷經理James Hao介紹說,當前智能電網在應用中還存在幾個難題有待解決:一是電網的傳輸效率太低,很多電能在傳輸過程中損失;二是在傳輸過程中的泄露問題,比如飲用水傳輸系統中有30%被泄露;三是當電網出現故障時,如何能夠快速定位;四是在電網用電高峰時候,如何平衡家庭用電負荷。所有這些問題的解決,都需要半導體技術參與其中。
據介紹,德州儀器有專門的智能電網事業部提供完整的智能電網解決方案,包括智能電網基礎設施(包括集中器、電源監控與保護、可再生能源、HV電路斷路器)、智能電表(電表、水表、氣表、熱量表、熱量分配表)、智能家庭及樓宇(物聯網、IHD/網關、恒溫器、智能家用電器、需求響應單元、電路斷路器、充電電動車輛)。
TI的智能電網解決方案貫穿在整個網絡的各個環節,尤其在智能表計應用方面見長,公司在15年前就切入這一應用,目前已經有 8000萬片產品出貨。TI有標準的智能儀表電路板,上面有計量、應用處理器、WiFi、RF、預付費NFC、PLC等模塊,客戶可以根據自己的需要選擇相應的模塊進行開發,而且應用處理器模塊可根據需求選擇Stellaris MCU、C2000 Concerto MCU或者Sitara處理器。可以說,此開發版既是標準的也是可定制的。除了提供標準化的硬件模塊之外,TI在軟件方面也做了很多工作,將底層的協議棧軟件打包給客戶,客戶只需要關注相關應用程序的開發就可以了,這樣極大的縮短了開發周期。
在歐美地區智能電網應用跟中國還是有一些區別的,歐美國家一般會將計量和主控單元集成在一個芯片上,而中國政府更傾向于將計量和主控分開,因為電網對于可靠性、穩定性要求很高,政府在決策時候也是相當慎重的。在全球范圍內,德州儀器都提供相應的解決方案。
對于智能電網通信中用到的PLC調制方式,James做了詳細的介紹,TI的解決方案是既可以支持FSK(窄帶單載波)也可以支持OFDM(正交頻分復用技術),雖然FSK調制方式已經有了很成熟的應用,但是德州儀器希望能夠推動窄帶OFDM的發展,因為窄帶OFDM和FSK方式相比較,可以在相對寬的帶寬上傳輸信號,加快了傳輸的速度,信號在終端也能夠得到較好的恢復,而這一切也是在MCU的勝任范圍內,無需專門的DSP,不會增加成本和功耗。但是畢竟現在應用的還是以FSK居多,向OFDM轉變也要經過一個漫長的過渡過程。