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PULSAR的GRIDX：适用于撒哈拉以南非洲地区的进阶型智能电表
在撒哈拉以南非洲地区，超过半数居民仍然生活在电力匮乏的环境中 1，互联网接入对他们来说更是遥不可及的奢侈品。但目前，越来越多的家庭开始接入电网，互联网成本也逐渐下降，这一状况正在得到改善。智能电表等技术日益成为连接消费者和电网的重要纽带，在此过程中也带来了许多机遇。
智能电表可用于测量、记录实时用电数据，并将数据传输至电力公司。这既能帮助消费者了解并优化用电情况，也能为电力公司提供洞察分析，从而优化电网运行。
纳米比亚初创企业Pulsar Electronic Solutions (Pulsar)为其创新型GRIDx智能电表规划了更宏伟的愿景。GRIDx的设计初衷不仅是提高能源使用和分配的效率以及计费的准确性，更要通过智能电表提供互联网接入，从而弥合数字鸿沟。ADI公司与Pulsar密切合作，期间凭借深厚的领域专业经验和关键技术知识，帮助Pulsar克服了重重挑战，共同设计了GRIDx。
概览
公司简介
Pulsar Electronic Solutions于2017年在纳米比亚成立，随后一直致力于通过技术和合作，改善撒哈拉以南非洲社区的生活质量，同时倡导以安全、创新和负责任的资源利用方式。
目标
方便民众接入电网；让消费者能够优化能源使用方式；利用数据驱动的洞察分析支持准确计费和改善电网运营；通过在安装GRIDx智能电表的地方提供网络连接，提高互联网普及率。
挑战
GRIDx的两个主要功能是智能电力计量和互联网连接。每个功能的通信频率不同，而这些频率会互相干扰，因此在同一设备中同时实现这两项功能非常具有挑战性。
解决方案
ADI推出了智能计量解决方案组合，ADE9153A参考设计，其中包括计量、转换器和mSure™自动校准技术。Pulsar发现，这是支持GRIDx功能的理想解决方案。ADI专家与Pulsar合作，成功解决了干扰难题，并优化了每一个设计环节。
撒哈拉以南能源市场：基础设施荒漠
皮尤研究中心的数据显示，全球四分之三未通电地区的人口集中在撒哈拉以南非洲地区2。基础设施薄弱和人口分布分散只是该地区面临的部分挑战。随着越来越多的家庭和企业开始通电，智能电表为构建智能电网提供了切入点，并有助于保障家庭和各行各业能够持续获得电力供应。
智能电表通过提供智能分析，从根本上改变了普通消费者的用电习惯，不仅让电费计算更加准确，还能帮助用户更好地掌控自己的用电量。
电力公司同样可以利用这些洞察分析，根据供需情况进行战略性的资源规划。目前，窃电行为会导致电力公司收入受损，而且由于无法追踪窃电的具体位置，还会影响整个电网的正常运行，损害所有用户的利益。智能电表能够为电力公司提供必要的洞察分析，帮助保障充足供电，并大幅减少能源浪费。
模拟智能电表在家居环境中的工作方式。
以智能技术弥合数字鸿沟
皮尤研究中心的调查显示，撒哈拉以南非洲地区的互联网普及率在全球各大区域中垫底，但这一状况正在快速改善。其研究表明，当地居民中，拥有一部联网智能电话的人数比例中位数已达到41%。GRIDx对两类客户具有很强的吸引力：一类是已接入市场主流的预付费电表的客户，这些电表正面临升级换代；另一类是首次接入电网的新客户。
GRIDx也为电力公司带来了商机，它们可以通过捆绑电信服务来拓展收入来源。通过GRIDx实现网络连接不需要任何额外的设备或人力投入，因此电力公司几乎可以零成本推出这项新服务，大幅降低新用户进入互联网的门槛。
ADI和PULSAR：共同为非洲创造更加智能的能源未来
GRIDx离不开Pulsar与ADI的战略合作。ADI凭借深厚的专业技术和丰富的产品知识，助力Pulsar优化印刷电路板(PCB)设计。
GRIDx利用了ADI公司的ADE9153A参考设计，该设计融合了计量、转换器和mSure自动校准技术，并且尺寸较为小巧。mSure拥有全面的精度监控和自诊断功能，有助于电力公司在电网设备的整个生命周期内保障设备稳定可靠地运行。
Pulsar还选择了ADI电源解决方案，其中包括LTC4091锂离子电池充电器和备用电源管理器。该方案提供自适应输出，能够跟踪电池电压，从而实现高效充电。此外，在主电源中断时，它还能够无缝切换到备用电池供电，保障负载持续运行。
一直以来，ADI公司都非常积极地对待我们的需求。起初我们只是采购一款器件，后来我们才逐渐建立了合作关系。他们总会积极提供各种建议，帮助我们优化设计、降低成本，并充分挖掘每个器件的性能潜力，实现更多功能。ADI的设计支持至关重要，正是他们的帮助，我们才得以将GRIDx从概念构想落实为实际的原型设计。Kamati Hasheela
Pulsar创始人兼首席执行官
我们面临的一大挑战在于如何确保连接和智能计量功能不会互相干扰。为了实现那些功能，GRIDx支持蓝牙®、Wi-Fi和4G网络连接。然而，这些通信方式使用不同的频率，彼此之间容易造成干扰，如何在单一设备上集成那些功能便成为了一大难题。
通过与ADI的创新合作，Pulsar得以利用高开关频率来耦合PCB的高压端和低压端，从而使GRIDx能够同时支持其两项主要功能，且互不干扰。
拥抱智能化，迎接光明的未来
Pulsar的初衷源于一个设想：如果仅凭一台设备，就能促进增长，并改善能源和网络的可及性，那该有多好？展望未来，Pulsar希望通过GRIDx拓展业务规模并创造更大价值，他们也做出了更多假设。
例如，如果为设备增加净计量功能，从而鼓励更多家庭安装太阳能发电系统，该有多好？如果进一步激发Mesh网络技术的潜力，将网络覆盖到那些因成本高昂而难以构建信号塔和光纤电缆等基础设施的偏远地区，该有多好？ADI公司很荣幸能与Pulsar这样的创新企业携手合作，共同推动撒哈拉以南非洲地区的新兴市场走向电气化和互联互通的新时代。
参考文献
1“Commodities at a Glance: Special Issue on Access to Energy in Sub-Saharan Africa”。联合国贸易和发展会议，2023年3月21日。
2Laura Silver和Courtney Johnson。“Internet Use Is Growing Across Much of Sub-Saharan Africa, but Most Are Still Offline”。皮尤研究中心，2018年。
3CC BY-SA 4.0。Attribution-ShareAlike 4.0 International。知识共享。
