智能電表技術(shù)及市場(chǎng)

　　AMI相較于傳統機械電表，優(yōu)點(diǎn)在于具備雙向通訊功能，因此AMI可連結用電、發(fā)電甚至是儲電系統等多方信息相互流通，輔助電網(wǎng)朝向電力系統之高速公路發(fā)展，達到隨上隨下的功能。因此AMI主要優(yōu)點(diǎn)在于促成節能減碳目標實(shí)現、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(hù)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)，因此有助于國家達成節能減碳政策目標。而對于電業(yè)而言，AMI可提供負載控制通訊功能，快速量測、診斷電力質(zhì)量，來(lái)實(shí)現電網(wǎng)自愈功能（self-healing），提升供電品質(zhì)；并可透過(guò)時(shí)間電價(jià)機制之搭配，實(shí)現尖離峰平滑，以減緩新建電廠(chǎng)的壓力；同時(shí)更容易獲得用戶(hù)的用電資料，故可提供更多創(chuàng )新服務(wù)［2］。最后在用戶(hù)面，AMI搭配顯示器可使用電信息透明化，使用電戶(hù)能掌握更多信息，進(jìn)行能源管理；并加強用戶(hù)與電力系統之靈活互動(dòng)，使用電戶(hù)可同時(shí)扮演發(fā)電者與電力消耗者的角色，有助于健全電力市場(chǎng)運作。

　　2、模塊化

　　智能電表采用功能模塊化設計有以下優(yōu)點(diǎn)：其一是只需通過(guò)更換部分功能模塊就可以實(shí)現電能表的升級換代，而無(wú)需更換整個(gè)電能表，從而擺脫了傳統電能表設計中那種因不可更改導致的成批調換和淘汰，乃至整個(gè)系統需要重構的厄運；其二是由于功能的模塊化和結構的標準化，使得供用電管理部門(mén)在選購電能表時(shí)不必過(guò)分依賴(lài)某一電能表廠(chǎng)家產(chǎn)品，并為規范電能表的研制與開(kāi)發(fā)提供可能；其三是可以通過(guò)現場(chǎng)或遠程升級更換故障模塊的方法，提高可維護性并節省維護費用。

　　3、網(wǎng)絡(luò )化

　　網(wǎng)絡(luò )化可以實(shí)現將各種場(chǎng)合的電能數據進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣和存儲，并經(jīng)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的傳輸，將信息實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的輸送到用電信息管理系統中，通過(guò)數據共享和分析實(shí)現供用電管理部門(mén)對異地用電信息的實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的測量和監控。通過(guò)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 )層和數據管理平臺層，通過(guò)數據共享和綜合分析實(shí)現智能電表的功能，簡(jiǎn)化智能電表的設計。目前，可利用的通信網(wǎng)絡(luò )有：電力線(xiàn)載波（PLC）網(wǎng)、光纖與同軸電纜（HFC）網(wǎng)、固定電話(huà)（PSTN）網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)移動(dòng)（GSM/GPRS/CDMA）網(wǎng)。近日，國家電網(wǎng)公司和中國電信集團公司在京簽署戰略合作框架協(xié)議，雙方將在電網(wǎng)和通信領(lǐng)域開(kāi)展合作，以共建電力光纖到戶(hù)工程為著(zhù)力點(diǎn)，合作推動(dòng)堅強智能電網(wǎng)建設。電力光纖入戶(hù)工程在技術(shù)上實(shí)現了只需一次施工，一個(gè)通道，一次性解決纜線(xiàn)入戶(hù)的問(wèn)題，可取代以往電線(xiàn)、網(wǎng)線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)和有線(xiàn)電視等多條線(xiàn)路的多次施工［3］。三網(wǎng)融合的目的就是資源共享，為電能信息數據的傳輸提供了穩定可靠和價(jià)格低廉的數據傳輸信道和網(wǎng)絡(luò )，為智能電表的網(wǎng)絡(luò )化和系統化及其自動(dòng)抄收的實(shí)現奠定了網(wǎng)絡(luò )化基礎。

　　4、系統化

　　系統化是綜合利用成熟的計算機技術(shù)和電力系統自動(dòng)化技術(shù)，在數據控制管理平臺實(shí)現海量用電數據的有效分析、處理與管理。在網(wǎng)絡(luò )化和系統化的推動(dòng)下，用電信息管理系統可以向著(zhù)分布性和開(kāi)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(jiǎn)便。

　　四、智能電表的發(fā)展前景

　　1、國內市場(chǎng)前景

　　目前北京、上海等一線(xiàn)城市已經(jīng)開(kāi)始試點(diǎn)使用。福州已開(kāi)始為3個(gè)小區，近25.7萬(wàn)戶(hù)進(jìn)行電網(wǎng)智能化改造，首批3000戶(hù)已開(kāi)始正式使用智能電表，2010年年內25.7萬(wàn)試點(diǎn)用戶(hù)全部使用智能電表。南京市2010年年底前首批免費完成102萬(wàn)戶(hù)智能電表改造，五年內改造全部完成。

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

　　電表市場(chǎng)數量龐大，若全面換裝智能電表，則市場(chǎng)規模將相當可觀(guān)。智能電表安裝數量自2009年起，開(kāi)始出現兩位數的成長(cháng)，2009年智能電表安裝達7，600萬(wàn)具，2015年預計將達2.12億具。國內行業(yè)將面臨一個(gè)每年超過(guò)50億元規模的市場(chǎng)，這對智能電表制造企業(yè)更是巨大的推動(dòng)，智能電表制造企業(yè)將成為充分受益于智能電網(wǎng)建設的排頭兵。

　　2、國際市場(chǎng)前景

　　未來(lái)五年歐洲與北美仍為主力市場(chǎng)，亞洲在中國大陸帶動(dòng)下，為成長(cháng)潛力最大的區域。歐洲與日本把目標設定為2020年智能電表普及率達80%。預計全球出貨將從2008年的僅數百萬(wàn)部增長(cháng)至2014年的約5，000萬(wàn)部，年復合增長(cháng)率（CAGR）高達48%。

　　西班牙的3 個(gè)電力公用事業(yè)公司幾乎壟斷了整個(gè)電力市場(chǎng)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(wàn)的客戶(hù)。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(xiāo)商需要有高級表計管理（advanced meter management，AMM）操作系統，截止到2018 年，所有機械式電表都要換成智能電表，要能實(shí)現有功/無(wú)功計量、最大需量測量、用電負荷特性采集、電源管理、分時(shí)計費、遠程抄表、遠程斷/供電、遠程編程等功能。

　　法國政府正在將電力用戶(hù)使用智能電表納入法律中。2006 年法國的電力管理部門(mén)提出了3 個(gè)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 系統相連；到2016 年底，95%的電表必須與AMM 系統相連。2006 年，法國配電公司（Electricity Network Distribution of France，ERDF）主導了一個(gè)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(wàn)只電表全部替換為智能電表。Actaris 和蘭吉爾公司正在開(kāi)展30 萬(wàn)只智能電表的大規模試點(diǎn)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(guò)于依賴(lài)進(jìn)口，為了促進(jìn)我國智能電網(wǎng)的可持續發(fā)展，一是構建智能電表產(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(chǎng)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(diǎn)項目領(lǐng)域，制定國際標準路線(xiàn)圖，積極爭取國際標準話(huà)語(yǔ)權。

　　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技術(shù)研發(fā)過(guò)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(diǎn)，近期應根據我國電網(wǎng)發(fā)展特點(diǎn)和規律，重點(diǎn)在控制芯片、復雜工況可靠性、通信接口兼容性等領(lǐng)域開(kāi)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。智能電表是跨行業(yè)的產(chǎn)業(yè)，需要跨專(zhuān)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)監督，明確功能需求和工藝標準，從市場(chǎng)需求入手，加強規范化設計，統一標準，盡早實(shí)現科學(xué)的產(chǎn)業(yè)化布局。第三，確定階段推廣目標。充分考慮各階段的財務(wù)負擔和運行風(fēng)險，按照統籌產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節發(fā)展目標，突出階段重點(diǎn)，扎實(shí)穩妥地實(shí)現產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰略目標。

　　3、實(shí)施用戶(hù)側能源管理工程

　　一是加大能源管理系統研發(fā)力度，研討能源管理系統所需的用戶(hù)側新電器的規格，豐富可供用戶(hù)選擇的最優(yōu)能源消費服務(wù)類(lèi)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(hù)提供能源供需的詳細信息，促進(jìn)用戶(hù)由單純的“能源消費主體”向“