在美國，將家庭電量消費“可視化”的技術與產品漸漸成為一大熱點。以電力公司為主，面向家庭用戶的家庭能源管理系統(tǒng)(HEMS)，使住戶能夠隨時核對家庭用電情況、與所有家庭平均用電量的比較差值等。
2011年2月1日～3日在美國圣地亞哥市舉辦的水電燃氣等領域的專業(yè)展會“DistribuTECH”上，也能看到許多類似的展示。顯示電量消費信息的家用能源顯示設備(IHD)、管理家庭能源的家庭能源管理系統(tǒng)服務、電動汽車的充電系統(tǒng)等展示匯聚一堂(圖1、圖2)。
圖1美國Tendril公司的電動汽車充電系統(tǒng)
通過將手機通信模塊安裝到電動汽車中，使用手機通信網絡，家中的電視畫面就可以一目了然地看到電動汽車的充電情況。
圖2加拿大Energate公司的家庭用能源顯示設備
家庭用能源顯示設備的主要特征是既可以組合到智能電表或者聯(lián)結互聯(lián)網的網關上面，也可以取下來單獨放置。
■目的在于調整電力需求高峰
在美國，電力公司按照發(fā)電、輸電、配電等領域分別運營，共有3000多家。他們的競爭環(huán)境嚴峻，設備投資也不到位。于是，對美國電網老化設備的更新迫在眉睫。
因此，大多電力公司希望靈活運用IT技術控制電力需求高峰。一般而言，因為電力設備留有富余空間，為了能夠承受需求高峰，設計規(guī)模與容量相對較大。但僅在用電高峰時擴大發(fā)電能力，平時則降低發(fā)電量。這樣一來，除了高峰之外，其實平時長期處于產能過剩狀態(tài)。如果能夠控制高峰，以平均水平消費電力，就可以最大程度地提升設備利用效率。
控制電力需求高峰的手段之一是電量消費的“可視化”?？梢砸?ldquo;日”、“周”、“月”為單位觀察電量消費，方便地顯示與家庭平均耗電水平的比較、電費等。由此，消費者可能會感到“用電量過大，要控制一下了”，從而促使其采取節(jié)能行動。有時，電力公司也會采取積極主動的策略，例如發(fā)送寫有節(jié)能建議等信息的電子郵件，將其在家庭用能源顯示設備中顯示出來。與平均家庭耗電水平進行比較、提出建議等服務將由電力公司委托的服務提供商來提供。
這一“可視化”也將有助于電動汽車、插電式混合動力車的普及。目前，美國出臺了許多政策，例如對電動汽車或插電式混合動力車購買的補貼、對充電基礎設施建設的財政支持等，主要是為了大力促進汽油汽車的更新?lián)Q代。但是，使用商用電力進行充電的這些汽車在得到普及后，會產生其他問題。即：用汽車上下班的人很多，有可能在下班時段的充電需求會呈現膨脹式增加。為了不造成一個新的電力需求高峰，需要將電動汽車接入家庭能源管理系統(tǒng)，核對電池剩余電量等信息，讓用戶靈活地調整充電時間。
在這方面，“可視化”也是有效手段之一。如果用戶通過家庭用能源顯示設備可以清楚的了解到“相對于回家后立即充電，夜間電費較為便宜”，那么將會有很多人將電動汽車放在夜間充電?；蛘撸绻M者能夠簡單設定使用電動汽車的充電時間，就可以在有空閑的時候，讓它少量地、慢速地充電。
■消費者的益處體現在哪里？
電力“可視化”很是誘人，但是實際普及還需要跨越兩道屏障。第一道屏障便是需要得到消費者的理解與支持。
如上所述，電力公司想使電力需求高峰下降。而這一點與消費者沒有直接關系。如果通過控制高峰而下調電費，使消費者獲益，將會得到消費者的支持與擁護。但是，實際上，對于消費者而言，將會產生智能電表、家庭用能源顯示設備等新設備的安裝費用及家庭能源管理系統(tǒng)的服務費用。這些費用盡管目前看來可以由電力公司承擔，但是最終羊毛出在羊身上，會計算到電費中，由消費者承擔。如果這些問題得不到有效解決，消費者因智能電網的獲益就會很少。
美國政府在《美國復蘇與再投資法案(ARRA)》中提出，要大力促進智能電表的普及。得益于這一政策，智能電表的安裝得到了推進，但是并沒有帶動家庭用能源顯示設備等的普及。而許多消費者表示，安裝了智能電表之后，電費反而上漲了，對此并不滿意。
為了得到消費者的支持，需要在安裝智能電表的同時安裝家庭用能源顯示設備。通過家庭用能源顯示設備，讓消費者清楚智能電網所能夠帶來的具體的電費下降金額等好處，從而得到消費者的充分理解與支持。為此，2010年在美國多個地方都進行了實驗。2011年從實驗更往前邁了一步，以普通家庭為對象擴大了普及范圍。
在美國最先開展這一行動的是德克薩斯州。該州已經在電力公司員工住宅等幾十戶家庭中安裝了家庭用能源顯示設備，用無線網絡聯(lián)結家庭用能源顯示設備與智能電表，實現了電量消費的“可視化”。并計劃在2011年征集支持消費者，將入戶規(guī)模達到幾萬戶，進而到2012年達到幾十萬～幾百萬戶的規(guī)模。
其他州也在關注這一實驗效果。如果德克薩斯州能夠取得較好效果，加利福尼亞州和佛羅里達州也將快速普及?？梢哉f，美國家庭能源管理系統(tǒng)普及的關鍵在于德克薩斯州2011年的動向。
■扎實推進標準化與互聯(lián)實驗
第二道屏障是互聯(lián)性。因為參入企業(yè)較多，有可能造成智能電表、家庭內設備、智能家電等不能良好地聯(lián)結。
智能電表與家庭內設備之間的通信方式涉及藍牙無線、電力線通信(PLC)有線等設備。尤其在設備的網絡層、應用層協(xié)議上，如果每個企業(yè)各自制定規(guī)格的話，互聯(lián)將難以實現。
在美國智能電網中，電力公司3000多家與提供智能電表的廠商、新參與家庭能源管理系統(tǒng)市場的家用能源顯示設備廠商、家電廠商等相關企業(yè)云集一堂。為了實現各個產品的正確聯(lián)動，在計算機與智能手機上察看電費，實現空調與照明的遙控等目標，標準化是不可或缺的。在美國，國家標準技術研究院(NIST)主導推進著智能電網的標準化工作，目前正處于互聯(lián)規(guī)格“Smart Energy Profile 2.0”的最終調整階段。有望在2011年5月確定標準。
但是，僅通過標準化并不能實現完全聯(lián)結。實際上，由于各公司希望按照自己的標準來生產，導致了許多設備無法互聯(lián)。因此，要設立一個場所，讓各公司帶來實際設備，以供互聯(lián)所需的測試與調整。如果有這樣一個可供相關設備廠商參與的、總的測試場所，各公司就無需分別與幾十個相關公司進行交涉，采購對方的設備進行測試，從而可以節(jié)約巨額成本。
通過持續(xù)有效推進這一活動，可以產生與許多設備相連的產品。這些也將構成競爭力。在DistribuTECH展會上，可以看到很多展位內標示著合作企業(yè)名稱。家庭用能源顯示設備廠商列出了許多合作的電表廠商，用以宣傳其設備可以與任何智能電表相聯(lián)。
