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美国人希望他们的电力便宜、干净、可靠但这三件事正变得越来越难以捉摸，多亏了气候变化．根据非营利研究组织气候中心(Climate Central) 2021年的一份报告，从2000年到2021年，美国有超过80%的重大停电报告是由极端天气引起的吗，例如热浪、野火和热带风暴。
我们是一个经济学家和一个电气工程师调查如何增加使用双向智能电表技术可用于减少电力部门的温室气体排放，并帮助经济抵御气候导致的极端天气。在我们看来，使电力系统适应日益变化的天气需要结合用户友好技术和经济激励。
智能电表的前景
直到最近，大多数美国家庭都使用机械电表。公用事业公司的员工会到每家每户查看每月的数据，公司会据此计算住户的账单。
从21世纪初开始，电力公司开始推出智能电表，也被称为高级计量基础设施，或AMI．这些电子设备测量家庭的耗电量，并每隔几分钟将其无线传输给公用事业单位。
智能电表和公用事业公司之间的通信是双向通道，这使公用事业公司能够远程连接或断开家庭电源。美国能源部估计，到2020年，安装了9000多万套民用智能设备在全国范围内。大约三分之二的电表全美国现在都是智能电表。
对于公用事业公司来说，智能电表降低了抄表的成本，并使快速检测和响应停电成为可能。智能电表提供的细粒度使用数据可以帮助公用事业公司更好地理解和预测客户的使用需求数据分析还有人工智能工具。
有了这些信息，公用事业公司可以管理他们的操作，以帮助防止停电发电能力不足．
公用事业公司正在与像Opower为客户提供手机应用程序和报告，帮助他们监测和了解自己的用电量。一份典型的报告可能允许客户将其12个月的使用情况与她的100个最近的邻居和20个最节能的邻居进行比较。
研究表明，收到这样的报告会导致消费者减少约2%的耗电量．将峰值需求降低几个百分点可以使电力公司避免在高需求时期停电。
在热浪等极端天气事件期间，公用事业公司会例行公事发出保育呼吁给他们的顾客。智能电表数据分析可以用来确定哪些客户实际响应了这些请求。
智能设备和动态定价
公用事业公司开始将智能电表与其他新技术、定价激励和社会配套使用。推动，鼓励节约用电。
例如，公司如谷歌，Ecobee，爱默生而且霍尼韦尔现在正在设计智能恒温器这些都是预先设定的，以满足个别客户的偏好。随着一天中温度的变化，恒温器会自动采取行动，比如当电力需求较低时，对住宅进行预冷．据估计，智能恒温器可以减少能源消耗10%至15%．
进一步管理能源使用是有可能的动态定价-直接反映在消费者电费账单上的实时价格变动。目前，大多数美国家庭都要支付a每千瓦时电力的统一费率他们使用，不管生产成本是多少。
在动态定价的最简单版本中，当恶劣天气减少电力供应时，所有电力消费者将面临更高的实时电价。对于安装了智能电表的电力公司来说，电表可能会通过短信向用户发出信号，告诉他们在未来6小时内电价将会上涨。这将提醒消费者关闭电脑，减少可自由支配的电力使用。
华盛顿特区和其他城市的定价试验已经证明，消费者减少电力消耗当他们在电力需求高峰期面临电价飙升时。如果有足够多的人和公司参与进来，对电力的总需求就会下降，从而降低全系统停电的风险。
这种策略对环境也有好处。当需求超过供给时，公用事业公司经常求助于高污染的化石燃料发电厂。这些植物有助于本地空气污染和全球温室气体排放．
引入临界峰值电价可以减少对污染电力的需求。避免停电也将减少对家用发电机的依赖，而家用发电机往往是排放有害的颗粒物污染空气．
保持动态定价公平
显然，一些消费者对价格飙升的反应比其他人更容易。例如，一个使用家庭透析的人不能轻易地在短时间内减少她的用电量。
没有保障措施的高度不稳定的电价可能会引发公众反弹．这发生在2021年德克萨斯州深度冰冻期间，这使一些消费者暴露在天文数字的电费在一场威胁生命的寒潮中。
经济学家设计了定价策略来鼓励节约能源没有价格哄抬弱势群体．例如，公用事业公司可以使用智能电表数据和人工智能来识别哪些客户是主要的电力消费者，但也可以通过减少用电量来应对价格上涨。这些消费者可以获得每年的经济奖励作为加入的回报关键峰值定价方案．
顾客自愿接受该交易每年可能有15天面临价格上涨。他们可以通过投资节约能源的措施来保护自己免受巨额能源账单的影响，例如安装绝缘材料、节能电器或太阳能电池板．
总的来说，他们预期的反应——减少高峰时期的用电量——将有助于降低停电风险。联邦资金来自最近颁布的降低通货膨胀法可以用来支付前期奖励费。
这种方法反映了一个事实，即一小部分电力消费者通常占一个占总需求的很大一部分．如果10%的消费者占电力公司需求的30%，并且可以鼓励这一群体减少50%的消费，那么在关键的价格峰值事件中，总需求将下降15%。另外90%的消费者不会受到价格上涨的影响。
《降低通货膨胀法》中的清洁能源资金将代表在气候和能源方面最大的投资在美国迄今为止我们相信，将这些资金的一部分用于鼓励采用智能能源测量设备的项目，同时引入资源稀缺的实时价格信号，将有助于推进清洁能源的过渡。
马修·卡恩是南加州大学多恩西夫文理学院经济与空间科学教务长教授。Bhaskar Krishnamachari是南加州大学电气工程教授。本文最初发表于谈话．
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5个评论
我们可以使用的是使用时间(白天)定价。消费者在白天需要时支付全额费用，但在适用时支付非高峰费用。这将更好地反映公用事业公司在一天中不同时间提供电力的实际成本，并激励消费者使用非高峰策略。许多公用事业有非高峰费率，但需要大量的设备和储存能源(热)的费用。只要按用电时间合理收费，我们的智能恒温器就能根据经济效益为我们的住宅和建筑物供暖。
我们可以根据每天的负荷需求和公平计量的时间，采用仓法式系统。
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/bin-method#:~:text=The%20Bin%20method%20calculates%20the,determines%20the%20yearly%20energy%20requirement．
谢谢你的这篇文章，
道格
我们可以使用的是使用时间(白天)定价。消费者在白天需要时支付全额费用，但在适用时支付非高峰费用。
这篇文章不就是这么描述的吗?：
“通过引入动态定价——直接反映在消费者电费账单上的实时价格变动——进一步管理能源使用是可能的。”
加州大部分地区已经有了这样的利率结构，在某些情况下，高峰利率比非高峰利率高出16%。
是的，我完全赞成住宅用电的“动态定价”。为了让消费者签署公用事业计划以减少高峰负荷，我们需要透明度。给消费者一个经济上的激励，让他们调整自己的日常用电量，以保持账单正常，并帮助公用事业公司平衡负载。行业中有太多的变动，举个例子，住宅太阳能产品的回购。有了现代化的控制，住宅客户可以很容易地将一些空间和水加热负荷转移到非高峰时段。这将在白天高峰负荷开始时，为早晨的住宅提供一点备用电力。电力公司需要提供10年、15年、20年的费率结构(当然是根据通货膨胀调整的)，以便那些考虑转向全电力的人可以计算投资回报率。它还有助于定义构建围护结构改进的潜在回报。
我们大多数人都持怀疑态度，不相信使用时间计费计划对收入没有影响。我们认为这是一种通过产生同样数量的瓦数来赚取更多美元的方法。
在2021年德克萨斯州的电力危机中，政府将使用时间限制在每千瓦时略低于10美元。那些认为自己可以在账单上省下几美元的人得到的账单是正常账单的70倍。
https://www.nytimes.com/2021/02/20/us/texas-storm-electric-bills.html
Walta
我们大多数人都持怀疑态度，不相信使用时间计费计划对收入没有影响。我们认为这是一种通过产生同样数量的瓦数来赚取更多美元的方法。
发电只是电网成本的一部分。电网本身的维护和升级是必须考虑的固定成本，考虑到大部分电网已经有一个多世纪的历史，在其他条件相同的情况下，如果需要提供可靠的电力，总成本将会增加。
实现可靠性的方法可能有多有少(例如分布式微电网vs更集中的发电和输电能力)，但没有不涉及大量投资的集体前进之路。
也就是说，10美元/千瓦时是消费零售价格的疯狂城镇。然而，您仍然可以用变化较少的使用时间率来塑造需求。在加州，虽然费率结构远不理想，但我有一个在$。冬季非高峰时段28美元/千瓦时，夏季高峰时段0.49美元/千瓦时[1]。在这种费率结构下，通过使用常识负载转移，我为电网电力支付的平均价格为0.29美元/千瓦时。按照德克萨斯州的标准，这是非常高的，但按照加州的标准，考虑到我们的老化和维护不善的配电网是一个巨大的负担，加上气候变化和野火的风险。
1.https://www.pge.com/pge_global/common/pdfs/rate-plans/how-rates-work/Residential-Rates-Plan-Pricing.pdf
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