羅徹斯特理工學(xué)院(RIT)的Clark Hochgraf、Rahul Tripathi和Spencer Herzberg根據(jù)簡(jiǎn)單的SMS短信和GPS定位進(jìn)行了一種實(shí)用的實(shí)驗(yàn)。坦率地講，這個(gè)實(shí)驗(yàn)聽起來(lái)微不足道，不過其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龊挽`活的調(diào)查在此次會(huì)議的1002篇研究報(bào)告中為這篇報(bào)告的作者們贏得了一席之地。

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是建立一種低成本系統(tǒng)，用來(lái)管理和監(jiān)控實(shí)際的PEV(插電式電動(dòng)汽車)充電電路，并通過監(jiān)視使電動(dòng)汽車保持在可到達(dá)的充電站范圍內(nèi)，引導(dǎo)汽車走最優(yōu)的路線。這個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的硬件包含一個(gè)內(nèi)置GPS的GSM調(diào)制解調(diào)器和一個(gè)可運(yùn)行定制應(yīng)用的Python解釋器。

　　在解釋器上運(yùn)行的代碼可以解析代碼形式的SMS短信，并將命令發(fā)送給充電電路。來(lái)自模塊的SMS短信還可以通過命令獲取PEV的GPS位置、充電狀態(tài)和電池電量。

　　這個(gè)團(tuán)隊(duì)利用這種基本功能可以建立一種電力公司能用來(lái)控制多個(gè)PEV充電的虛擬基礎(chǔ)設(shè)施。這種功能還設(shè)想了這樣一種方案，即電力公司向有規(guī)律充電的客戶收取較低的每度電電價(jià)。

　　此外，這個(gè)團(tuán)隊(duì)還基于這些基本功能創(chuàng)建了用戶界面，以顯示PEV位置、充電狀態(tài)和電池電量的相關(guān)信息。通過調(diào)制解調(diào)器訪問的數(shù)據(jù)庫(kù)用于儲(chǔ)存PEV可到達(dá)的充電站(根據(jù)其電池的電量狀態(tài)判斷)位置和狀態(tài)相關(guān)信息。該數(shù)據(jù)被用于路由算法。

　　由于擁有所有這些信息，電力公司可以監(jiān)視并控制需要的電量，以使其不超過供電量。對(duì)于駕駛員來(lái)講，充電知識(shí)(及其良好的圖形表示)是在實(shí)際充電狀態(tài)變得比較危急之前選擇充電路線和停車充電時(shí)間的關(guān)鍵。

　　是否仍然可以實(shí)現(xiàn)一種基于短信和GPS的系統(tǒng)來(lái)根據(jù)國(guó)家智能電網(wǎng)的需要進(jìn)行調(diào)整呢？正如APC公司的變壓器額定值和負(fù)載均衡問題一樣，請(qǐng)務(wù)必記住，智能電網(wǎng)的演進(jìn)將經(jīng)歷幾十年的時(shí)間，這是一個(gè)必須一步一步完成的過程。

　　對(duì)于短期而言，RIT的團(tuán)隊(duì)在其報(bào)告中給出了一些重要的觀點(diǎn)。“充電站與電力公司之間的智能電網(wǎng)通信可使ISO/RTO降低高峰時(shí)段的需電量，同時(shí)仍可滿足電動(dòng)汽車充電負(fù)載，不過完全充電的完成時(shí)間則有所延遲，”這份報(bào)告指出。“控制汽車何時(shí)需要充電或充電價(jià)格(kW)可實(shí)現(xiàn)在無(wú)需額外的發(fā)電量的情況下引入電動(dòng)汽車。”

        這個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步認(rèn)為，PEV不可能在2025年前實(shí)現(xiàn)超出低個(gè)位數(shù)的市場(chǎng)滲透率。

　　在這種背景下，RIT演示系統(tǒng)支持現(xiàn)有的汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)推薦的插電式汽車與公共電網(wǎng)之間的通信實(shí)踐(SAE J2847/1)和IEEE與電力系統(tǒng)互連的分布式資源的監(jiān)控、信息交換和控制指南(IEEE 1547.3)。這兩個(gè)指南仍由其各自的工作組負(fù)責(zé)。

　　會(huì)議上演示其他電動(dòng)汽車相關(guān)報(bào)告的還有IBM公司的蘇黎世研究實(shí)驗(yàn)室(“電動(dòng)汽車虛擬電廠的架構(gòu)和通信”)、埃森哲(Accenture)公司(“插電式電動(dòng)汽車策略的評(píng)估框架”)、西門子(Siemens)公司和帕紹大學(xué)(“電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)的互連和通信”)以及洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(“V2G模式中混合動(dòng)力汽車交換站的定位”)。

　　順著RIT報(bào)告的方向，洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Konstantin Turitsyn等在“控制和通信”發(fā)言階段演示了“魯棒的電動(dòng)汽車充電廣播通信控制”。

　　這些科學(xué)家并沒有專注于RIT團(tuán)隊(duì)的雙向通信主題，而是重點(diǎn)探討了基于隨機(jī)電動(dòng)汽車充電起始時(shí)間的控制算法和簡(jiǎn)單的單向廣播通信(允許各個(gè)通信事件之間出現(xiàn)時(shí)間延遲)。他們采用排隊(duì)論和統(tǒng)計(jì)分析得出的論據(jù)，力求最大限度地提高過剩的配電電路產(chǎn)能的利用率，而不造成電路過載。

　　小偷和電池問題

　　還有許多意想不到的設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)，智能電表將使用數(shù)據(jù)傳送到電力公司之前對(duì)使用數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊和加密的方法就是其中之一。這種方案包括“負(fù)載簽名”、大電池、充電器和逆變器，其發(fā)展歷史牽涉到焦急的荷蘭市民發(fā)起的一場(chǎng)反對(duì)智能電表的運(yùn)動(dòng)。

　　荷蘭市民反對(duì)使用智能電表，但他們的反對(duì)原因與美國(guó)人的反對(duì)原因(比如不可思議的高電費(fèi)帳單和對(duì)嬰兒監(jiān)視器的干擾)有所不同。根據(jù)東芝(Toshiba)公司設(shè)在英國(guó)的電信研究實(shí)驗(yàn)室的Georgios Kalogridis在“虛假數(shù)據(jù)注入和隱私”發(fā)言階段演示的題為“智能電表的隱私：用于不可檢測(cè)的設(shè)備負(fù)載簽名”的報(bào)告，荷蘭所面臨的問題在于電網(wǎng)讀數(shù)的精細(xì)度。

　　普通電表一般每個(gè)結(jié)算周期讀表一次。但是被設(shè)計(jì)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控所需電量的智能電表的讀表頻率比較頻繁，以便能夠反映出日常用電模式。獲得這些模式的小偷可以找出在主人離開時(shí)可能成為下手目標(biāo)的家庭：比如在下午四點(diǎn)前不會(huì)使用烤箱的家庭。

　　東芝公司從最原始的角度提出了這樣一種方案，即為每個(gè)家庭增加一個(gè)大電池和相關(guān)的逆變器，這樣可以消除這些讀數(shù)中的微小細(xì)節(jié)。

　　當(dāng)然，解決方案并沒有這么簡(jiǎn)單。對(duì)用電進(jìn)行細(xì)粒度采樣的目的在于提供或多或少的實(shí)時(shí)需電量狀況，以便于操作員確定何時(shí)在線提供或關(guān)斷發(fā)電量、何時(shí)調(diào)整配電線路以及何時(shí)重設(shè)電價(jià)等。如果這些信息不清楚，這個(gè)方案又有什么用呢？

　　由于東芝的報(bào)告比較淺顯，因此電池方案只是能更輕松地讓數(shù)據(jù)更加安全，同時(shí)提供數(shù)據(jù)以某種形式表示的信息，這種形式的信息僅用來(lái)管理發(fā)電量、配電路線和其他功能。顯然，第一步是收集來(lái)自鄰近的所有家庭的細(xì)粒度信息，然后再通過回程將這些信息發(fā)送給供電商。

　　不過這卻給黑客大開后門。要堵住這個(gè)后門，東芝的研究人員提出了一種稱為負(fù)載簽名仲裁器(LSM)的器件，該器件與設(shè)備、電池(獨(dú)立電池或汽車電池)和充電站/連接電網(wǎng)的逆變器配合工作。與LSM配合工作的器件可大可小。

　　“導(dǎo)通時(shí)汲取2kW功率的水壺就是一個(gè)例子；電力路由器可以通過配置，以便太陽(yáng)能面板提供1kW，電池提供0.5kW，市電電源提供0.5kW的電量，”東芝的報(bào)告指出。

　　“LSM的主要作用是‘檢測(cè)隱私威脅’以及通過‘配置電源線路’作出反應(yīng)。LSM可以在識(shí)別(家庭內(nèi)的)功耗活動(dòng)后檢測(cè)隱私威脅，”該報(bào)告進(jìn)一步指出，“這可能是用戶或供電商產(chǎn)生的功率觸發(fā)事件，比如功耗的變化(如設(shè)備導(dǎo)通/關(guān)斷事件)。”

　　該報(bào)告介紹了多個(gè)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方法。例如，其中一種的“思路是(在可能的程度上)抑制電力負(fù)載變化，以便保持恒定的計(jì)量負(fù)載。這種算法強(qiáng)制電池在所需的負(fù)載(分別)比之前計(jì)量的負(fù)載大或小時(shí)放電或充電。在未超出電池充電范圍的情況下，電池充電/放電的功率和持續(xù)時(shí)間可以通過適當(dāng)?shù)呐渲?，?lái)實(shí)現(xiàn)相同的功率差。”該報(bào)告在作完這些說(shuō)明之后進(jìn)行了更加詳細(xì)的密碼分析。