節(jié)能的關(guān)鍵，如何打好智能電表這張王牌

　　智能電表已開始在世界各地全面普及。日本最大的電力公司——東京電力也計(jì)劃從2014年度開始導(dǎo)入智能電表。通過與家用電器等聯(lián)動來實(shí)現(xiàn)節(jié)能化的自動化技術(shù)也在研發(fā)之中。

　　自從美國發(fā)明家托馬斯·愛迪生于1879年發(fā)明了實(shí)用的白熾燈泡以來，世界各地不斷鋪設(shè)電網(wǎng)。近年來，受環(huán)境及能源短缺等問題影響，各國開始發(fā)展可提高電網(wǎng)總體可靠性及效率的新一代供電網(wǎng)。

　　2016年市場規(guī)模將超過1億臺

　　作為新一代供電網(wǎng)核心裝置的“智能電表”目前正在世界各地快速普及。普及地區(qū)以北美及歐洲為中心，日本也開始分階段導(dǎo)入。包括試導(dǎo)入電表在內(nèi)，關(guān)西電力設(shè)置了約150萬臺，九州電力設(shè)置了約18萬臺。日本最大的電力運(yùn)營商東京電力也打算從2014年度開始導(dǎo)入。該公司計(jì)劃在2018年度之前，設(shè)置可覆蓋轄區(qū)內(nèi)6成以上用戶的約1700萬臺智能電表。就整個(gè)日本而言，日本政府制定了2016年之前能夠以智能電表對應(yīng)電力總需求八成的方針。

　　考慮導(dǎo)入智能電表的國家和地區(qū)并非只有歐美和日本。以亞洲為例，中國和韓國也在推進(jìn)導(dǎo)入智能電表的計(jì)劃。據(jù)美國調(diào)查公司IDC介紹，估計(jì)2016年智能電表的全球年供貨量將從2011年的2540萬臺增至1.402億臺。目前全球正在使用的電表共有17億臺，其中的大多數(shù)遲早會換成智能電表。

　　尤其是日本，人們對智能電表的關(guān)注度很高。在東日本大地震后因核電站停運(yùn)而導(dǎo)致電力短缺的背景下，日本政府、能源行業(yè)、家電行業(yè)及通信行業(yè)等都對智能電表極為關(guān)注。東京電力2012年3～4月向用戶征求了智能電表性能參數(shù)的相關(guān)意見，共從88家企業(yè)收到了482條意見。

　　關(guān)于東京電力的智能電表，用來測量用電量的“測量部分”的性能參數(shù)已確定，目前正在制定通信功能規(guī)格。除了生產(chǎn)現(xiàn)有電表的東光東芝儀表系統(tǒng)公司、大崎電氣工業(yè)、三菱電機(jī)、GE富士電機(jī)儀表及Enegate五家公司之外，松下也已宣布參與該業(yè)務(wù)。

　　實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表

　　智能電表的規(guī)格因國家或地區(qū)不同而異，但要求的功能基本相同。包括“遠(yuǎn)程自動抄表”、“遠(yuǎn)程開關(guān)”、“能耗量可視化”、“與HEMS（家用能源管理系統(tǒng)）等EMS的聯(lián)動”，以及實(shí)現(xiàn)這些功能的技術(shù)“雙向通信”五項(xiàng)功能。

　　2000年代初意大利和瑞典開始導(dǎo)入的早期智能電表被稱為“自動抄表器（AMR）”。AMR所需要的功能只有采用單向通信方式的遠(yuǎn)程自動抄表。

　　導(dǎo)入AMR的主要目的是，降低企業(yè)的抄表業(yè)務(wù)成本以及通過提高抄表精度來增加收益。以前的模擬式電表需要抄表員前往現(xiàn)場，用肉眼讀取儀表數(shù)值。而AMR具備紅外線等通信功能，抄表員可通過將抄表器伸到儀表前面，或在附近穿過的方法，以半自動方式收集抄表數(shù)據(jù)。

　　實(shí)現(xiàn)半自動化之后，少量抄表員就能負(fù)責(zé)大區(qū)域內(nèi)的抄表工作，所以對于電力公司而言，可以降低人工費(fèi)。而且，因?yàn)橄四恳暢礤e誤，電力公司還可以更加準(zhǔn)確的掌握用電量。也就是說，要求用戶支付的電費(fèi)總是正確的，這有助于提高收益。

　　后來，AMR還追加了采用雙向通信方式的遠(yuǎn)程操作功能，并被稱為“自動抄表管理（AMM）”系統(tǒng)。追加遠(yuǎn)程操作功能的主要目的是防止非法使用電力/燃?xì)?。如果有人通過非法操作儀表等非法使用電力/燃?xì)?，電?燃電公司就能通過遠(yuǎn)程操作AMM，迅速中斷供應(yīng)。

　　但導(dǎo)入AMR或AMM的上述目的均對能源公司有利，對于用戶而言，反而有可能以轉(zhuǎn)嫁為電費(fèi)或燃?xì)赓M(fèi)的形式負(fù)擔(dān)導(dǎo)入成本。因此，除了能源行業(yè)之外，以前人們對智能電表的興趣并不大。

　　但近年來，因環(huán)境和能源問題意識在全球范圍內(nèi)高漲，情況突然發(fā)生了變化。以發(fā)達(dá)國家為中心，很多用戶的消費(fèi)行動開始注重節(jié)能。而且，太陽光及風(fēng)力等可再生能源提供的電力流入電力系統(tǒng)的“逆潮流”，會導(dǎo)致電力系統(tǒng)總體不穩(wěn)定，這種情況也被視為一大問題。因?yàn)檫@些原因，使用智能電表來實(shí)現(xiàn)節(jié)能化和電力系統(tǒng)穩(wěn)定化的機(jī)會越來越成熟。

　　在這些潮流的推動下，智能電表的導(dǎo)入目的又增加兩個(gè)。一個(gè)是讓用戶依次掌握電力或燃?xì)獾氖褂昧浚⒍酱倨錅p少使用，另一個(gè)是通過與電力/燃?xì)夤竞陀脩舻腅MS聯(lián)動，達(dá)到總體供求平衡。前者已經(jīng)在部分國家進(jìn)入實(shí)用階段，從智能電表獲取并顯示信息的住宅用顯示器已在美國等地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。　　節(jié)能化自動技術(shù)也在研發(fā)之中

　　關(guān)于后者，美國等國家已開始提供根據(jù)總體供求平衡來調(diào)整用戶能源使用量的“需求響應(yīng)（DR）”服務(wù)。而且，使DR實(shí)現(xiàn)自動化的“自動需求響應(yīng)（ADR）”研究也十分活躍。其中，美國勞倫斯伯克力國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的通信數(shù)據(jù)模式“OpenADR”因被美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）采用而備受關(guān)注。

　　OpenADR由運(yùn)營商的ADR服務(wù)器向用戶發(fā)送“DR信號”。DR信號可以發(fā)送節(jié)能請求、能源價(jià)格信息及能源系統(tǒng)可靠性等信息，并委托用戶考慮如何對應(yīng)。

　　比如，HEMS及BEMS（大樓用能源管理系統(tǒng)）的控制器經(jīng)由智能電表等接到請求節(jié)能的DR信號時(shí)，控制器會制定總體節(jié)能計(jì)劃，并按照該計(jì)劃進(jìn)行設(shè)備控制。

　　日本也在進(jìn)行OpenADR實(shí)證實(shí)驗(yàn)，早稻田大學(xué)研究生院先進(jìn)理工學(xué)研究系教授林泰弘主導(dǎo)的計(jì)劃已開始實(shí)施。但ADR技術(shù)尚在研發(fā)之中。

　　智能電表和控制器的職責(zé)分配便是研發(fā)內(nèi)容之一。有意見稱，如果能源公司啟動ADR服務(wù)，站在公平性的角度考慮，就應(yīng)該讓所有用戶都能使用。如果只能由控制器控制設(shè)備的話，沒有導(dǎo)入HEMS或BEMS的用戶就無法使用ADR。因此，目前人們還在討論在智能電表中嵌入部分設(shè)備控制功能的方法。但也有意見稱，設(shè)備控制應(yīng)全部交給控制器完成，智能電表的功能應(yīng)盡量簡化。