智能電表技術(shù)及市場

　　AMI相較于傳統(tǒng)機械電表，優(yōu)點在于具備雙向通訊功能，因此AMI可連結(jié)用電、發(fā)電甚至是儲電系統(tǒng)等多方信息相互流通，輔助電網(wǎng)朝向電力系統(tǒng)之高速公路發(fā)展，達(dá)到隨上隨下的功能。因此AMI主要優(yōu)點在于促成節(jié)能減碳目標(biāo)實現(xiàn)、改善供電品質(zhì)以及提升經(jīng)濟效率，因此在國家、電業(yè)、用電戶三方面各能提供多方面的效益。

　　在國家面AMI可促成需求面管理，以及再生能源并網(wǎng)，因此有助于國家達(dá)成節(jié)能減碳政策目標(biāo)。而對于電業(yè)而言，AMI可提供負(fù)載控制通訊功能，快速量測、診斷電力質(zhì)量，來實現(xiàn)電網(wǎng)自愈功能（self-healing），提升供電品質(zhì)；并可透過時間電價機制之搭配，實現(xiàn)尖離峰平滑，以減緩新建電廠的壓力；同時更容易獲得用戶的用電資料，故可提供更多創(chuàng)新服務(wù)［2］。最后在用戶面，AMI搭配顯示器可使用電信息透明化，使用電戶能掌握更多信息，進(jìn)行能源管理；并加強用戶與電力系統(tǒng)之靈活互動，使用電戶可同時扮演發(fā)電者與電力消耗者的角色，有助于健全電力市場運作。

　　2、模塊化

　　智能電表采用功能模塊化設(shè)計有以下優(yōu)點：其一是只需通過更換部分功能模塊就可以實現(xiàn)電能表的升級換代，而無需更換整個電能表，從而擺脫了傳統(tǒng)電能表設(shè)計中那種因不可更改導(dǎo)致的成批調(diào)換和淘汰，乃至整個系統(tǒng)需要重構(gòu)的厄運；其二是由于功能的模塊化和結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化，使得供用電管理部門在選購電能表時不必過分依賴某一電能表廠家產(chǎn)品，并為規(guī)范電能表的研制與開發(fā)提供可能；其三是可以通過現(xiàn)場或遠(yuǎn)程升級更換故障模塊的方法，提高可維護(hù)性并節(jié)省維護(hù)費用。

　　3、網(wǎng)絡(luò)化

　　網(wǎng)絡(luò)化可以實現(xiàn)將各種場合的電能數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采樣和存儲，并經(jīng)有線或無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸，將信息實時或非實時的輸送到用電信息管理系統(tǒng)中，通過數(shù)據(jù)共享和分析實現(xiàn)供用電管理部門對異地用電信息的實時或非實時的測量和監(jiān)控。通過網(wǎng)絡(luò)化，可以將智能電表的部分功能從接入層上移到網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)管理平臺層，通過數(shù)據(jù)共享和綜合分析實現(xiàn)智能電表的功能，簡化智能電表的設(shè)計。目前，可利用的通信網(wǎng)絡(luò)有：電力線載波（PLC）網(wǎng)、光纖與同軸電纜（HFC）網(wǎng)、固定電話（PSTN）網(wǎng)、無線移動（GSM/GPRS/CDMA）網(wǎng)。近日，國家電網(wǎng)公司和中國電信集團(tuán)公司在京簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，雙方將在電網(wǎng)和通信領(lǐng)域開展合作，以共建電力光纖到戶工程為著力點，合作推動堅強智能電網(wǎng)建設(shè)。電力光纖入戶工程在技術(shù)上實現(xiàn)了只需一次施工，一個通道，一次性解決纜線入戶的問題，可取代以往電線、網(wǎng)線、電話線和有線電視等多條線路的多次施工［3］。三網(wǎng)融合的目的就是資源共享，為電能信息數(shù)據(jù)的傳輸提供了穩(wěn)定可靠和價格低廉的數(shù)據(jù)傳輸信道和網(wǎng)絡(luò)，為智能電表的網(wǎng)絡(luò)化和系統(tǒng)化及其自動抄收的實現(xiàn)奠定了網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)。

　　4、系統(tǒng)化

　　系統(tǒng)化是綜合利用成熟的計算機技術(shù)和電力系統(tǒng)自動化技術(shù)，在數(shù)據(jù)控制管理平臺實現(xiàn)海量用電數(shù)據(jù)的有效分析、處理與管理。在網(wǎng)絡(luò)化和系統(tǒng)化的推動下，用電信息管理系統(tǒng)可以向著分布性和開放性的方向發(fā)展，使得用電信息管理功能的擴展更加靈活，性能不斷提高，使用更加簡便。

　　四、智能電表的發(fā)展前景

　　1、國內(nèi)市場前景

　　目前北京、上海等一線城市已經(jīng)開始試點使用。福州已開始為3個小區(qū)，近25.7萬戶進(jìn)行電網(wǎng)智能化改造，首批3000戶已開始正式使用智能電表，2010年年內(nèi)25.7萬試點用戶全部使用智能電表。南京市2010年年底前首批免費完成102萬戶智能電表改造，五年內(nèi)改造全部完成。

　　從機械電表到電子式電表，再到現(xiàn)在的智能電表，產(chǎn)品升級是當(dāng)前市場的需求，也是企業(yè)發(fā)展的方向。上個世紀(jì)家用電表基本以機械表為主，一般每只價格在三四十元。2000年前后，逐步更換為電子式電表，其價格略有增加，每只五六十元左右?，F(xiàn)在的智能電表技術(shù)含量提高，價格也比電子式電表翻了一番，每只100多元。

　　電表市場數(shù)量龐大，若全面換裝智能電表，則市場規(guī)模將相當(dāng)可觀。智能電表安裝數(shù)量自2009年起，開始出現(xiàn)兩位數(shù)的成長，2009年智能電表安裝達(dá)7，600萬具，2015年預(yù)計將達(dá)2.12億具。國內(nèi)行業(yè)將面臨一個每年超過50億元規(guī)模的市場，這對智能電表制造企業(yè)更是巨大的推動，智能電表制造企業(yè)將成為充分受益于智能電網(wǎng)建設(shè)的排頭兵。

　　2、國際市場前景

　　未來五年歐洲與北美仍為主力市場，亞洲在中國大陸帶動下，為成長潛力最大的區(qū)域。歐洲與日本把目標(biāo)設(shè)定為2020年智能電表普及率達(dá)80%。預(yù)計全球出貨將從2008年的僅數(shù)百萬部增長至2014年的約5，000萬部，年復(fù)合增長率（CAGR）高達(dá)48%。

　　西班牙的3 個電力公用事業(yè)公司幾乎壟斷了整個電力市場份額（Endesa 占40%多，Iberdrola 占30%多，Union Fenosa 占10%多，其他約占4%），擁有2 000 多萬的客戶。西班牙政府在2007 年8 月出臺了相關(guān)法律，要求截止到2014 年，所有經(jīng)銷商需要有高級表計管理（advanced meter management，AMM）操作系統(tǒng)，截止到2018 年，所有機械式電表都要換成智能電表，要能實現(xiàn)有功/無功計量、最大需量測量、用電負(fù)荷特性采集、電源管理、分時計費、遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程斷/供電、遠(yuǎn)程編程等功能。

　　法國政府正在將電力用戶使用智能電表納入法律中。2006 年法國的電力管理部門提出了3 個里程碑式的計劃：到2012 年1 月，所有安裝的電表都必須是智能電表；到2014 年底，50%的電表必須與AMM 系統(tǒng)相連；到2016 年底，95%的電表必須與AMM 系統(tǒng)相連。2006 年，法國配電公司（Electricity Network Distribution of France，ERDF）主導(dǎo)了一個為電力企業(yè)和技術(shù)需要服務(wù)的RD 項目，并計劃在2010—2017 年間將3 300 萬只電表全部替換為智能電表。Actaris 和蘭吉爾公司正在開展30 萬只智能電表的大規(guī)模試點工作，主要采用PLC通信方式。

　　五、促進(jìn)智能電表的發(fā)展

　　1、加大技術(shù)創(chuàng)新力度

　　目前，我國智能電表的核心技術(shù)過于依賴進(jìn)口，為了促進(jìn)我國智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展，一是構(gòu)建智能電表產(chǎn)學(xué)研一體化科研機制，加大技術(shù)創(chuàng)新力度，攻克芯片、電解電容、液晶顯示屏、雙向通信安全及控制等核心技術(shù)和高端技術(shù)；二是深入分析我國智能電表產(chǎn)業(yè)在國際市場的優(yōu)劣勢，圈定智能電表廣域利用通信技術(shù)、智能電表近距離接入通信技術(shù)等重點項目領(lǐng)域，制定國際標(biāo)準(zhǔn)路線圖，積極爭取國際標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)。

　　充分利用中國電科院、國網(wǎng)電科院等科研單位在電力系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)過程中積累的經(jīng)驗，積極借鑒相關(guān)領(lǐng)域龍頭企業(yè)及科研機構(gòu)的成熟技術(shù)，廣泛搭建合作平臺，加快共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域研究課題攻關(guān)。明確研發(fā)重點，近期應(yīng)根據(jù)我國電網(wǎng)發(fā)展特點和規(guī)律，重點在控制芯片、復(fù)雜工況可靠性、通信接口兼容性等領(lǐng)域開展研究，早日掌握智能電表的核心技術(shù)［4］。對已有表計的技術(shù)改造研究加大投入，統(tǒng)籌考慮功能要求和研發(fā)生產(chǎn)成本，提高智能電表生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。

　　2、提高智能電表的產(chǎn)業(yè)化運作能力

　　首先，加快智能電表產(chǎn)業(yè)人才隊伍培養(yǎng)。智能電表是跨行業(yè)的產(chǎn)業(yè)，需要跨專業(yè)、跨行業(yè)人才。其次，強化對電工產(chǎn)品入網(wǎng)的技術(shù)監(jiān)督，明確功能需求和工藝標(biāo)準(zhǔn)，從市場需求入手，加強規(guī)范化設(shè)計，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，盡早實現(xiàn)科學(xué)的產(chǎn)業(yè)化布局。第三，確定階段推廣目標(biāo)。充分考慮各階段的財務(wù)負(fù)擔(dān)和運行風(fēng)險，按照統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)展目標(biāo)，突出階段重點，扎實穩(wěn)妥地實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。

　　3、實施用戶側(cè)能源管理工程

　　一是加大能源管理系統(tǒng)研發(fā)力度，研討能源管理系統(tǒng)所需的用戶側(cè)新電器的規(guī)格，豐富可供用戶選擇的最優(yōu)能源消費服務(wù)類型；二是政府及電力企業(yè)要創(chuàng)造條件，整合環(huán)境，為用戶提供能源供需的詳細(xì)信息，促進(jìn)用戶由單純的“能源消費主體”向“