中國電力工業(yè)發(fā)展歷程機械電能表到電子電能

從機械電能表，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。每年的世界計量日，本網(wǎng)都將為您追蹤報道電表行業(yè)的最新發(fā)展狀況，在第二十個世界計量日，讓我們跟著記者的筆跡去了解我國智能電表當下發(fā)展情況和技術發(fā)展趨勢。又到一年世界計量日，每年的世界計量日都是一個節(jié)點，見證著我國電力計量的發(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的“精準計量”“自動抄表”需求到實現(xiàn)對電網(wǎng)運行狀態(tài)“把脈監(jiān)測”的演進，我們毫無疑問可以從電力計量的變化直觀感受到智能電網(wǎng)建設的強大脈搏。

非計量功能價值凸顯

智能電表是智能電網(wǎng)最基礎的元器件，在我國乃至全球智能電網(wǎng)建設大潮掀起之際，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，智能電表已基本實現(xiàn)全覆蓋。百分百低壓自動抄表成為了我國電力計量發(fā)展史上一項不可磨滅的成績。但是智能電表發(fā)展步伐并沒有止步于此，智能電表非計量功能正經(jīng)歷新發(fā)展機遇。

南方電網(wǎng)公司高級技術專家曹敏在接受中國電力報記者采訪時說：“當前，智能電表不僅僅被電網(wǎng)營銷部門所關注，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。”智能電表不僅是電力計費結算的法定器具，還是智能電網(wǎng)的重要傳感器。當前，智能電表的費控功能已經(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)的運行情況、設備的具體狀態(tài)，還可以了解電力用戶的用電習慣，預測負荷變化，開展用戶需求側管理等。智能電表將成為電網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)字化、智能化轉型的基礎。

“作為電力用戶能源入口設備，智能電表具有成為能源路由器的先天優(yōu)勢。可以實現(xiàn)低壓居民、工商業(yè)、光伏、充電樁、大用戶等各類用戶的計量與非計量信息接入，并通過模組化集中器上傳至采集云平臺，反向設備控制信息同樣可以通過逆向路徑實現(xiàn)傳輸。”國網(wǎng)冀北電科院計量中心技術質(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、電量波動分析等工作；實現(xiàn)對分布式光伏發(fā)電客戶的運行狀態(tài)監(jiān)測，與微型氣象站配合使用，預測光伏發(fā)電量變化趨勢；實現(xiàn)電動汽車有序充電、安全監(jiān)測預警……

通訊和網(wǎng)絡技術有待升級

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)于進口智能電表，并且在電源適應性方面也比進口表更好，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)表很難進入，一方面是因為進口電表的穩(wěn)定性、可靠性更高，即使運行數(shù)年誤差也能保持在規(guī)定范圍內(nèi)；另一方面則是因為多年的使用習慣導致用戶潛意識中只認可進口電表。不過，他表示，國產(chǎn)高端電表近年也開始逐步進入市場，在一些需要使用雙表的情況下，非結算表開始采用國產(chǎn)高端電表。

問及智能電表下一階段技術發(fā)展方向，曹敏表示，下一階段智能電表主要的技術發(fā)展方向，一是電表本身需滿足計量原始數(shù)據(jù)可追溯性與非計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)遠方在線升級，就地邊緣計算和數(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)絡技術需革新升級。

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，需要和更多的設備之間實現(xiàn)互聯(lián)互通，而當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)的設備很難實現(xiàn)互聯(lián)互通，其次，受制于頻段和技術，窄帶載波難以實現(xiàn)更大范圍、更大數(shù)據(jù)量的高速、可靠傳輸。

在此背景下，當前已經(jīng)有許多企業(yè)研發(fā)出多種適應智能電表的通訊和網(wǎng)絡技術。例如寬帶載波、低功耗無線、藍牙、“四網(wǎng)融合”通信等技術，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。

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)絡技術形成的電力寬帶通訊等。