智能電表技術(shù)及市場(chǎng)

　　AMI相較于傳統(tǒng)機(jī)械電表，優(yōu)點(diǎn)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(chǔ)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(diǎn)在于促成節(jié)能減碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、改善供電品質(zhì)以及提升經(jīng)濟(jì)效率，因此在國(guó)家、電業(yè)、用電戶三方面各能提供多方面的效益。

　　在國(guó)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(guó)家達(dá)成節(jié)能減碳政策目標(biāo)。而對(duì)于電業(yè)而言，AMI可提供負(fù)載控制通訊功能，快速量測(cè)、診斷電力質(zhì)量，來(lái)實(shí)現(xiàn)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(jī)制之搭配，實(shí)現(xiàn)尖離峰平滑，以減緩新建電廠的壓力；同時(shí)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(qiáng)用戶與電力系統(tǒng)之靈活互動(dòng)，使用電戶可同時(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(yùn)作。

　　2、模塊化

　　智能電表采用功能模塊化設(shè)計(jì)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(xiàn)電能表的升級(jí)換代，而無(wú)需更換整個(gè)電能表，從而擺脫了傳統(tǒng)電能表設(shè)計(jì)中那種因不可更改導(dǎo)致的成批調(diào)換和淘汰，乃至整個(gè)系統(tǒng)需要重構(gòu)的厄運(yùn)；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(mén)在選購(gòu)電能表時(shí)不必過(guò)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(kāi)發(fā)提供可能；其三是可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程升級(jí)更換故障模塊的方法，提高可維護(hù)性并節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。

　　3、網(wǎng)絡(luò)化

　　網(wǎng)絡(luò)化可以實(shí)現(xiàn)將各種場(chǎng)合的電能數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣和存儲(chǔ)，并經(jīng)有線或無(wú)線網(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(tǒng)中，通過(guò)數(shù)據(jù)共享和分析實(shí)現(xiàn)供用電管理部門(mén)對(duì)異地用電信息的實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的測(cè)量和監(jiān)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(shù)據(jù)管理平臺(tái)層，通過(guò)數(shù)據(jù)共享和綜合分析實(shí)現(xiàn)智能電表的功能，簡(jiǎn)化智能電表的設(shè)計(jì)。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(wú)線移動(dòng)（GSM/GPRS/CDMA）網(wǎng)。近日，國(guó)家電網(wǎng)公司和中國(guó)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(kāi)展合作，以共建電力光纖到戶工程為著力點(diǎn)，合作推動(dòng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)。電力光纖入戶工程在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了只需一次施工，一個(gè)通道，一次性解決纜線入戶的問(wèn)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(jià)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(dòng)抄收的實(shí)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(jì)算機(jī)技術(shù)和電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)，在數(shù)據(jù)控制管理平臺(tái)實(shí)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(dòng)下，用電信息管理系統(tǒng)可以向著分布性和開(kāi)放性的方向發(fā)展，使得用電信息管理功能的擴(kuò)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)前景

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

　　從機(jī)械電表到電子式電表，再到現(xiàn)在的智能電表，產(chǎn)品升級(jí)是當(dāng)前市場(chǎng)的需求，也是企業(yè)發(fā)展的方向。上個(gè)世紀(jì)家用電表基本以機(jī)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(xiàn)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(shù)量龐大，若全面換裝智能電表，則市場(chǎng)規(guī)模將相當(dāng)可觀。智能電表安裝數(shù)量自2009年起，開(kāi)始出現(xiàn)兩位數(shù)的成長(zhǎng)，2009年智能電表安裝達(dá)7，600萬(wàn)具，2015年預(yù)計(jì)將達(dá)2.12億具。國(guó)內(nèi)行業(yè)將面臨一個(gè)每年超過(guò)50億元規(guī)模的市場(chǎng)，這對(duì)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(shè)的排頭兵。

　　2、國(guó)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(guó)大陸帶動(dòng)下，為成長(zhǎng)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(jì)全球出貨將從2008年的僅數(shù)百萬(wàn)部增長(zhǎng)至2014年的約5，000萬(wàn)部，年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）高達(dá)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。西班牙政府在2007 年8 月出臺(tái)了相關(guān)法律，要求截止到2014 年，所有經(jīng)銷商需要有高級(jí)表計(jì)管理（advanced meter management，AMM）操作系統(tǒng)，截止到2018 年，所有機(jī)械式電表都要換成智能電表，要能實(shí)現(xiàn)有功/無(wú)功計(jì)量、最大需量測(cè)量、用電負(fù)荷特性采集、電源管理、分時(shí)計(jì)費(fèi)、遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程斷/供電、遠(yuǎn)程編程等功能。

　　法國(guó)政府正在將電力用戶使用智能電表納入法律中。2006 年法國(guó)的電力管理部門(mén)提出了3 個(gè)里程碑式的計(jì)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(guó)配電公司（Electricity Network Distribution of France，ERDF）主導(dǎo)了一個(gè)為電力企業(yè)和技術(shù)需要服務(wù)的RD 項(xiàng)目，并計(jì)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(guī)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(guó)智能電表的核心技術(shù)過(guò)于依賴進(jìn)口，為了促進(jìn)我國(guó)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(jī)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(guó)智能電表產(chǎn)業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的優(yōu)劣勢(shì)，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(xiàng)目領(lǐng)域，制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)路線圖，積極爭(zhēng)取國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)話語(yǔ)權(quán)。

　　充分利用中國(guó)電科院、國(guó)網(wǎng)電科院等科研單位在電力系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)，積極借鑒相關(guān)領(lǐng)域龍頭企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)的成熟技術(shù)，廣泛搭建合作平臺(tái)，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(yīng)根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展特點(diǎn)和規(guī)律，重點(diǎn)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(kāi)展研究，早日掌握智能電表的核心技術(shù)［4］。對(duì)已有表計(jì)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(jì)效益。

　　2、提高智能電表的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作能力

　　首先，加快智能電表產(chǎn)業(yè)人才隊(duì)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(qiáng)化對(duì)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(chǎng)需求入手，加強(qiáng)規(guī)范化設(shè)計(jì)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，盡早實(shí)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(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，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(diǎn)，扎實(shí)穩(wěn)妥地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。

　　3、實(shí)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(fèi)服務(wù)類型；二是政府及電力企業(yè)要?jiǎng)?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(fèi)主體”向“