編者按從機(jī)械電能表，到電子電能表，再到智能電表，中國電力工業(yè)的發(fā)展歷程，或許能從一只電表的變遷升級中窺見一斑。每年的世界計(jì)量日，中國電力報電氣周刊編輯部都將為您追蹤報道電表行業(yè)的最新發(fā)展?fàn)顩r，在第二十個世界計(jì)量日，讓我們跟著記者的筆跡去了解我國智能電表當(dāng)下發(fā)展情況和技術(shù)發(fā)展趨勢。
又到一年世界計(jì)量日，每年的世界計(jì)量日都是一個節(jié)點(diǎn)，見證著我國電力計(jì)量的發(fā)展軌跡，也投映出我國電力工業(yè)的宏偉發(fā)展歷程。從機(jī)械電能表到電子電能表，再到現(xiàn)在的智能電表，電表的功能已經(jīng)完成了從解決最基礎(chǔ)的“精準(zhǔn)計(jì)量”“自動抄表”需求到實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)“把脈監(jiān)測”的演進(jìn)，我們毫無疑問可以從電力計(jì)量的變化直觀感受到智能電網(wǎng)建設(shè)的強(qiáng)大脈搏。
非計(jì)量功能價值凸顯
智能電表是智能電網(wǎng)最基礎(chǔ)的元器件，在我國乃至全球智能電網(wǎng)建設(shè)大潮掀起之際，最先做的工作就是完成普通電表到智能電表的更換。經(jīng)過十余年更換，截至去年底，在我國960萬平方公里的土地上，智能電表已基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋。百分百低壓自動抄表成為了我國電力計(jì)量發(fā)展史上一項(xiàng)不可磨滅的成績。但是智能電表發(fā)展步伐并沒有止步于此，智能電表非計(jì)量功能正經(jīng)歷新發(fā)展機(jī)遇。
南方電網(wǎng)公司高級技術(shù)專家曹敏在接受中國電力報記者采訪時說：“當(dāng)前，智能電表不僅僅被電網(wǎng)營銷部門所關(guān)注，生產(chǎn)和調(diào)度部門也開始重視智能電表所發(fā)揮的作用?！敝悄茈姳聿粌H是電力計(jì)費(fèi)結(jié)算的法定器具，還是智能電網(wǎng)的重要傳感器。當(dāng)前，智能電表的費(fèi)控功能已經(jīng)臻于完善，智能電表的傳感器功能還有很多可以挖掘的價值。
曹敏告訴中國電力報記者，通過分析智能電表所采集的數(shù)據(jù)信息，不僅可以看到電網(wǎng)的運(yùn)行情況、設(shè)備的具體狀態(tài)，還可以了解電力用戶的用電習(xí)慣，預(yù)測負(fù)荷變化，開展用戶需求側(cè)管理等。智能電表將成為電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。
“作為電力用戶能源入口設(shè)備，智能電表具有成為能源路由器的先天優(yōu)勢。可以實(shí)現(xiàn)低壓居民、工商業(yè)、光伏、充電樁、大用戶等各類用戶的計(jì)量與非計(jì)量信息接入，并通過模組化集中器上傳至采集云平臺，反向設(shè)備控制信息同樣可以通過逆向路徑實(shí)現(xiàn)傳輸?！眹W(wǎng)冀北電科院計(jì)量中心技術(shù)質(zhì)檢室主管巨漢基接受中國電力報記者采訪時表示。
他向記者舉例，通過智能電表可以實(shí)現(xiàn)居民用戶用能監(jiān)測與家電控制、開展停電分析、安全用電服務(wù)、電量波動分析等工作；實(shí)現(xiàn)對分布式光伏發(fā)電客戶的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，與微型氣象站配合使用，預(yù)測光伏發(fā)電量變化趨勢；實(shí)現(xiàn)電動汽車有序充電、安全監(jiān)測預(yù)警……
通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有待升級
在智能電表制造工藝方面，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，國產(chǎn)智能電表的功能性能明顯優(yōu)于進(jìn)口智能電表，并且在電源適應(yīng)性方面也比進(jìn)口表更好，目前國內(nèi)低壓配電網(wǎng)中使用的智能電表基本是國產(chǎn)電表。但是，特大用戶、發(fā)電廠等使用的高端電表仍然還是歐美進(jìn)口電表的“天下”。
曹敏告訴記者，高端電表市場之所以國產(chǎn)表很難進(jìn)入，一方面是因?yàn)檫M(jìn)口電表的穩(wěn)定性、可靠性更高，即使運(yùn)行數(shù)年誤差也能保持在規(guī)定范圍內(nèi)；另一方面則是因?yàn)槎嗄甑氖褂昧?xí)慣導(dǎo)致用戶潛意識中只認(rèn)可進(jìn)口電表。不過，他表示，國產(chǎn)高端電表近年也開始逐步進(jìn)入市場，在一些需要使用雙表的情況下，非結(jié)算表開始采用國產(chǎn)高端電表。
問及智能電表下一階段技術(shù)發(fā)展方向，曹敏表示，下一階段智能電表主要的技術(shù)發(fā)展方向，一是電表本身需滿足計(jì)量原始數(shù)據(jù)可追溯性與非計(jì)量功能兼故又相對分離等要求，二是向雙芯、多芯化，電表操作系統(tǒng)遠(yuǎn)方在線升級，就地邊緣計(jì)算和數(shù)據(jù)智能處理，M2M協(xié)同，數(shù)據(jù)共享與安全兼故發(fā)展，三是通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需革新升級。
他介紹，目前國內(nèi)低壓智能電表的通訊方式主要是以窄帶載波通訊為主，隨著數(shù)字電網(wǎng)、智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需要，未來智能電表需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越來越大，需要和更多的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，而當(dāng)前的窄帶載波由于無法從底層形成統(tǒng)一的通訊協(xié)議，不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備很難實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，其次，受制于頻段和技術(shù)，窄帶載波難以實(shí)現(xiàn)更大范圍、更大數(shù)據(jù)量的高速、可靠傳輸。
在此背景下，當(dāng)前已經(jīng)有許多企業(yè)研發(fā)出多種適應(yīng)智能電表的通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。例如寬帶載波、低功耗無線、藍(lán)牙、“四網(wǎng)融合”通信等技術(shù)，其中有些產(chǎn)品已經(jīng)投入市場。最終哪一種通訊方式能占據(jù)主流，還有待市場檢驗(yàn)。
不過，曹敏指出，未來智能電表的通訊方式絕非是一種通訊方式 “一統(tǒng)天下”，而是多種通訊方式并存的狀態(tài)。隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，肯定還有更新的通訊方式涌現(xiàn)出來，例如基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)形成的電力寬帶通訊等。