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2018年中国智能电网及智能电表行业发展现状及市场竞争格局分析【图】

2018年03月29日 14:0010000人浏览字号:T|T

    (一)行业发展概况及市场前景

    1、行业发展状况

    (1)智能电网行业

    电力行业是关系国计民生的基础能源产业。 随着全球经济的稳步发展及人民生活水平的逐步提高,各国对电力的需求急速增加,要求各国持续加大电力基础设施投资力度,从而带动电网建设。在新能源技术、智能技术、信息技术、网络技术不断创新突破的条件下, 智能电网成为全球电力能源输配电环节发展的必然选择,全球掀起一片智能电网建设热潮。

    (2)智能电表是智能电网的基石

    智能电表和用电信息采集系统产品作为智能电网建设的关键终端产品之一,对于电网实现信息化、自动化、互动化具有重要支撑作用,随着智能电网投资的快速增长,其市场和盈利空间亦快速拓展。智能电表是一种新型的电子式电能表, 它由测量单元、数据处理单元等组成,具有电能量计量、实时监控、自动控制、信息交互及数据处理等功能。相对普通电表,除具备基本的用电计量功能以外,还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能, 防窃电功能等智能化的功能。智能电表的广泛应用能够提高电力企业的经营效率,促进节能减排,增强电力系统的稳定性。

    电能表的发展历程如下:
时间
名称
功能
原理
1990 年-2005 年
普通电子式电表
计量有功电能及其他参数
替代机械式电表,采用数字式计量原理进行计量
2005 年-2011 年
预付费电表
增加了预付费控制功能,可以实现有条件供电控制
在电表中集成控制通断电的继电器,实现先收费、后用电的功能
2011 年至今
智能电表
增加了通讯模块,可以在电表和系统主站之间实现双向通讯和数据传输
电表增加了通讯模块,可以向主站传输数据,并可以接受主站发出的指令
数据来源:公开资料整理
    智能电表能方便用户准确迅速地了解用电情况、制订节电计划,其主要功能如下:
序号
功能
功能原理
1
结算和帐务
通过智能电表能够实现准确、实时的费用结算信息处理;同时,用户可以获得准确、及时的能耗信息和帐务信息
2
优化分布式能源配置
供电企业通过智能电表实时监控、控制和调节配电系统,掌握分布式电源的特性及其与电网运行的相互影响,优化分布式能源配置,从而将电能以最经济与最安全的输配电方式输送给终端用户, 提高电网运营的可靠性和能源利用效率。采用智能电表的实时数据采集与测量制定更为准确的负荷预测,可以指导新能源优化调度,同时解决分布式能源接入的结算问题
3
数据远程传输功能
实现微机技术、数字通信技术与仪表计量技术的结合,集计量、数据采集、数据传输、数据处理于一体,将用户用电信息加以综合处理,并通过信号输出,实现远程抄表功能
4
自动断送电功能
智能电表可以通过对用电管理软件的设定, 实现对表内模拟开关的远程控制,从而达到按要求断送电的功能
5
复费率功能
通过对系统软件和终端软件的设置,实现不同时段、季节、节假日或不同月用电量按不同价格收费
6
查询功能
可以随时在线查询任意一户、任意台区或整个线路的用电信息
7
数据存储、 备份功能
智能电表采用专用的存储芯片,采用了多处数据存放的措施,一旦其中一处或若干处数据异常或丢失,可由其它处进行纠错、还原
8
防作弊功能
采用授权密码操作,并设有运行日志,可以详细记录操作过程,防止恶意操作或作弊
9
防窃电功能
通过双回路计量、双回路断电(单相)、时间记录、旁路检测、相位检测等技术,实现防窃电功能
10
负荷曲线分析
通过对用户负荷的在线测量,记录和传输要求时间内的负荷曲线,提供电力调度和分配的技术支持
11
线损分析和控制
通过计量和数据传输, 实现提供用户消耗电能量供上位机系统进行线损分析和控制
12
预付费/后付费功能
通过虚拟介质(符合 STS 标准算法的 20 位代码)或集成电路卡(IC卡)实现预付费/后付费可切换功能

 数据来源:公开资料整理

    (3)智能电网及智能电表行业市场容量预测

    ① 国外市场容量预测

    世界各国以电力的稳定高效、节能环保、安全使用为目标,致力于智能电网的规划和基础建设。智能电网的成功运行要求建立一套用电信息管理系统,完整且实时的采集各电力用户的用电信息并实现分析处理, 因而部署处于供电和用电两端中介地位的 AMI 便成为推动智能电网顺利发展的首要任务,其前提便是智能电表的安装替换, 因此整个电力行业最终将构建以智能电表为重要环节的一体化智能电网,这为智能电表行业在未来的市场扩容提供了可期的机遇。智能电网已成为发达国家、新兴经济体国家应对环境变化、发展绿色经济、提高能源使用效率的重要举措。 世界各国制定出台了规划、 政策, 采取具体行动,加快推进智能电网技术和产业发展。世界各国和地区社会经济发展情况迥异,电力工业发展现状差异明显,其智能电网建设的特点和方向有所不同。世界各国和地区基于其发展条件、技术基础和应用需求,在推动智能电网发展的部署上各有侧重。2017-2022 年期间,全球智能电网投资将由208.3 亿美元增至 506.5 亿美元,年均复合增长率为 19.40%。目前,包括工商用户、居民用户在内的全球电表用户数量庞大,若全面更换为智能电表,市场规模将相当可观。智能电网得到大范围的部署和发展将促进智能电表市场的快速发展,预计 2021 年全球智能电表市场营收规模将达 142.60 亿美元,与 2016 年的88.40 亿美元相比,年均复合增长率为 10%。

    a.北美市场容量及分析

    北美的发电量占全球发电量的比重在 21%以上, 其智能电网的配套建设相对较为成熟。 2014-2016 年,北美的发电量均保持在 5,300TWh 以上的较高水平,其中 2016 年发电量为 5,328.6TWh,较 2015 年增长 0.33%。

    在北美区域中,美国的智能电网建设最为发达,对智能电网配套设备的投资力度也最强。 2008 年后,美国政府大力发展智能电网产业,提升美国国家电网的价值和效率,逐步实现美国太阳能、风能和地热能的统一入网管理。在总额高达 7,870 亿美元的经济刺激计划中,能源被列为优先投资的第一个领域,总额为405.50 亿美元,其中投入 110 亿美元用于“智能电网投资计划”的研究与发展。2009 年 4 月,美国能源部公布了发展智能电网的详细规划:能源部将设立两个专项计划,分别为“智能电网投资拨款项目”(Smart Grid Investment GrantProgram)和“智能电网示范项目”(Smart Grid Demonstration Projects),投资额分别为 33.75 亿美元和 6.15 亿美元。受此推动,美国智能电网项目的数量大幅增长,带动的总投资额超过 100 亿美元。

    b.欧洲市场容量及分析

    欧洲的发电量基数庞大,在世界发电量中占据重要部分。 2016 年欧洲的发电量为 5,373.1TWh,较 2015 年的 5,318.2 TWh 略有上涨,其对智能电表的需求主要来自原有设备的更新换代。

    欧盟要求其成员国在 2022 年前要将电表全部更换为智能电表,在各国政府的推动下,智能电表安装数量自 2009 年开始呈现大幅增长的态势;预计到 2030年,欧洲需要为电网升级改造投入约 5,000 亿欧元。除丹麦、芬兰和挪威等国的智能电表已逐步发展成型外,英国、法国、西班牙以及葡萄牙等国为满足欧盟的能源发展目标和环境政策要求,也制定出大规模智能电表市场的发展规划。至 2023 年欧洲智能电表安装总量累计将超过 2 亿台,较2016 年的不足 1 亿台翻了一番多。欧洲智能电表市场即将进入繁荣期,并通过再生能源和智能电网的双重实施实现其“20-20-20”(能源使用效率上升 20%、二氧化碳排放减少 20%以及可再生能源使用达到 20%)的耗能目标。

2016-2023 年欧洲地区智能电表累计安装量及预测

数据来源:公开资料整理

    c.非洲市场容量及分析

    非洲地区是全球智能电表最具消费潜力的市场之一, 其发电量连续多年一直保持稳定增长。 2011 年非洲发电量为 682.3TWh,至 2016 年增至 782.1TWh,同比增长 2.77%,是同期五大洲增长最快的地区。

    从电力设施的配套来看,非洲各国经济发展程度存在较大差异,电力设施的发展速度不尽相同。基于近年来世界范围内智能电网建设的推动,部分非洲国家已经着手建设可持续性的电力基础设施,为后期智能电网的全面发展奠定基础。同时,非洲国家具有利用太阳能等能源的先天地理优势,也为整个非洲地区电力发展提供了较好的天然资源。目前,非洲各国已经开始投资建设部分电网项目。至 2030 年,非洲各国在电力基础设施方面投资将达 5,630亿美元,其中 60%会直接投资于电力基础设施,而非洲电力基建部分将投向智能电表的普及。

2014-2024 年非洲地区智能电表累计市场规模及预测

数据来源:公开资料整理

    如上图所示, 非洲地区智能电表的累计市场规模预计 2024 年将增至 99 亿美元,较 2014 年增长 234%。未来非洲电力设施的全面建设将大幅提升对智能电表的需求,也为以出口为主的国内智能电表企业奠定了坚实的市场基础。

    非洲各国家智能电表市场容量及电力相关项目如下:
国家
市场容量及电力相关项目
肯尼亚
截至 2017 年 3 月 20 日肯尼亚国家电力公司官网数据, KPLC 已成功接入 598 万家庭用户,约占总家庭用户数量的 63%;预计 2017 年将覆盖至 70%, 2020 年将覆盖至100%。 2017-2020 年,电表年均需求量约为 80-100 万台。肯尼亚电力供应 60%以上来自于水力发电和地热发电。肯尼亚拥有世界最大的地热发电厂,且已于 2016 年投入使用;同时另外一座地热发电厂也将于 2018 年左右投入使用;同时肯尼亚正在建设非洲最大的风力发电厂,该发电厂一旦完工,将给肯尼亚提供五分之一的发电量。
尼日利亚
2017 年 8 月尼日利亚电力监管委员会称,尼日利亚 11 家电力公司注册用户达7,476,856 户,其中已装表数为 3,451,611 户,未装表数为 4,025,611 户,装表率达46.16%。
苏丹
苏丹国土面积 188.6 万平方公里,为非洲面积第 3 大国,人口约 3500 万,约 300 万电力用户。苏丹通电率仅 40%左右,发电量在非洲市场排名第六,随着上阿让大坝、大埃塞复兴大坝等水利发电及核能发电设施建设,发电能力逐步提升。当地平均电价约 9.5 美分,使用预付费电能表前,线损超过 45%发电量;苏丹国家配电公司(SEDC)计划通过安装智能电表降低技术及人为线损,到 2020 年底降低到 11%以下。 SEDC 管理约 250 多万居民用户及政府部门、工商业大电力用户。 SEDC 计划每年生产电表 40 万台,满足当前电网用户旧表更换新表需求。同时,沙特伊斯兰发展银行表示捐助 2.5 亿美元用于促进苏东部地区经济和社会的发展。卡塔尔投资总计60 个项目,涉及农业、工业、服务、矿业以及房地产相关领域,总投资超过 17 亿美元。东部新增入网用户电表需求为该市场新的增长点。 SEDC 作为国家电力公司,利用其区域优势,推广电表产品到周边及阿拉伯国家市场。同时,美国已解除对苏丹的制裁,贸易环境呈良好态势。
突尼斯
突尼斯政府计划充分利用丰富的风能和太阳能资源发展分布式能源, 并通过 GE 实现一项突尼斯太阳能光伏计划。同时该国计划建设连接非洲国家与欧洲的输送太阳能的超级电网。光热发电项目开发商英国 Nur Energie 公司向突尼斯政府提出在撒哈拉沙漠边缘建设大型光热电站的申请,希望在突尼斯西南部 Rjim Maatoug 建设总装机4.5GW 左右的光热发电项目。 突尼斯电力公司 STEG 在 2016 年开始推行智能表计项目,并与移动通信提供商 Orange 公司合作推出突尼斯的第一个智能电表试点项目。运行六个多月后,试点项目在突尼斯的住宅楼宇安装的智能电表 100 个。未来项目将完成 400 万个智能电表的安装。
坦桑尼亚
中非贸易研究中心发布, 2016 年坦桑尼亚电力行业的总装机容量为 1357.69 兆瓦,其中水电 566.79 兆瓦(42%), 天然气 607 兆瓦(45%)和液化燃料 173.40 兆瓦(13%),此外,坦桑尼亚还从乌干达、赞比亚,肯尼亚等国进口电力。坦桑尼亚发电、输电和配电由政府全资拥有的 Tanzania Electric Supply Company Limited (TANESCO) 管理, TANESCO 生产坦桑全国 98%的电力。坦桑尼亚的电力需求预计将以每年 10-15%的速度增长, 40%的人口目前可使用电力,政府希望在 2035 年将电气化率提高到 90%。为了满足电力需求,坦桑尼亚政府计划在未来十年将坦桑尼亚的发电能力提高500%以上,从 2014 年的 1583 兆瓦增长到 2025 年的 10000 兆瓦。
科特迪瓦
科特迪瓦全国电力覆盖率从 2011 年的 33%提高到 2014 年的 45%,个人用电增长速度达 78%。 2015 年,科特迪瓦全国电力装机容量为 2000 兆瓦;科政府拟于 2020 年将这一数字提升至 4000 兆瓦,电力覆盖率提升至 95%,保证所有超过 500 名居民的村庄全部通电。科特迪瓦正在建设苏布雷水电站项目,其总投资 2860 亿西非法郎(约合 5.72 亿美元),总装机容量达 275 兆瓦。另外,科政府正在计划投资约 4500 亿西非法郎(约合 9 亿美元),在西部地区的高(Gao)、库里克罗(Koulikoro)和塔雅布依(Tayaboui)建设三个复合水电站,总发电能力超过 210 兆瓦。
南非
南非电力系统发展较为完善,由国家电力公司和 100 多家市政电力公司运营及维护。通过 27 座国有电厂及部分独立发电商供给南非及非洲其他国家用电,全国约有 15万商业、农业用户、 1200 矿业用户、 3000 工业用户及 480 万居民用户,人均用电量维持在 4000kWh~5000kWh /年。但南非电力目前面临发电、输电、配电设备老化的问题,因此提出了十年输电开发计划,主要发展太阳能及风力发电;同时国家电力公司也将持续推进预付费电表项目发展及智能电网项目发展。计划到 2030 年国家发电能力达到 8953 万千瓦,基本覆盖全国偏远地区用电。未来 3 年预付费电表及智能电表需求量约每年 50 万台。
马拉维
马拉维为南部非洲的内陆国,人口大约 1700 万, 83%的人口为农村人口。马拉维的电力供应状况非常不好, 85%的人口主要的能源来源为木炭,只有约 9%的人口接入了电网。马拉维目前发电总装机量约为 300 兆瓦, 94%水利发电,每年 5 月至 11 月为旱季,水位很低,只能保证大约 100 兆瓦的发电量。目前国家的电网改造主要靠外来资金,比如世界银行,中国进出口银行, Millennium Challenge Corporation 等。马拉维也希望大力发展本国电力,最主要的问题是资金不足,所以接下来若干年电力行业会温和的发展,电表需求量为 20 万台/年。
安哥拉
2014 年重组的国家电力公司面临着比较严重的损耗问题(预计在 35%之间),因为窃电以及不付款等问题,大约有 80%的现有用户没有正确计量费用,此外低费率以及债务问题也是目前电力公司的难点。为了解决这些难题,电力公司在 2015 年开展了智能电表改造计划, 先后与中兴, Itron, L&G 以及印度公司 Energitec 有过合作。ENDE全网一共有 4361 个中压用户, 1116325 个低压用户以及 431 个公共用电项目。

 数据来源:公开资料整理

    d.亚洲市场容量及分析

    东南亚各国作为新兴经济体, 目前其电气化水平较低, 电网基础设施不发达,但随着经济和城市化进程的加快,东南亚各国电力需求增长强劲。随着近年来东南亚各国政府和相关行业在全球清洁能源等方面做出的规划和部署,泰国、马来西亚、印度尼西亚和菲律宾已经开始制定具体的智能电网技术发展路线图,以更高效地管理和使用电能。泰国省级电力公司计划在未来 15 年内将在服务区域内投资 130 亿美元建设全国性的智能电网系统,安装超过 1,500 万只智能电表,并且考虑为居民用户提供 AMI 系统;印度尼西亚将要安装 100 万只预付费电表。同时,印度尼西亚国家电力公司将为所有的电力连接设备提供 keypad 电表,还将大范围更换旧的居民用电表;马来西亚最大电力公司 Tenaga Nasional Berhad 已实施 AMR 项目,为 4.5 万大客户配备了智能电表和 GSM 解调器,并计划实施 AMI 系统和部署智能电表。

2011-2020 年东南亚地区智能电表市场出货量预测

数据来源:公开资料整理

    如上图所示,伴随东南亚各国智能电网整体规划的布局和开展,整个东南亚地区智能电表的需求将稳定增长,预计 2020 年该地区智能电网收入达 45 亿美元,对智能电表的需求量将达到 670 万台左右。从南亚四国(巴基斯坦、斯里兰卡、孟加拉国和尼泊尔)的电力供求来看,这些国家智能电网基础较为薄弱,人均用电较低,随着多边及双边贷款组织的援助,未来 10 年南亚四国将在智能电网基础设施上作出重大投资,从而实现电网现代化,预计 2016-2026 年南亚智能电网投资总计达 81 亿美元。

2016-2026 年南亚智能电表市场出货量预测

数据来源:公开资料整理

    其中:孟加拉人口约 1800 万,人均 GDP 1360 美元,属于贫困国家人多地少,人口十分密集。全国共 6 家电力公司,分别为:孟加拉能源发展委员会、孟加拉农村电气化委员会、达卡供电有限公司、达卡配电有限公司、孟加拉西区配电公司、 北部供电有限公司, 总用户数量约为 2650 万户, 已采购智能电表 260.50万台, 孟加拉政府计划逐步将全国的电表更换为智能预付费电表, 市场空间较大。

    e.南美洲市场容量及分析

    在智能电网建设和普及上,作为南美洲国土最大的国家,巴西目前处于领先地位。巴西政府一直重视用电力及相关设备水平的提高,并计划在 2021 年前安装 6,300 万只 AMI 电表。到 2022 年,巴西智能电网投资额将达 366 亿美元。在巴西政府大力支持智能电网及相关设备建设的影响下,其周边国家也陆续公布相关政策,以提升用电设施水平。巴西、智利、阿根廷等南美洲大国将首先大规模安装智能电表,其他南美洲国家也将陆续安装智能电表;预计到 2020 年,南美洲将安装 10,450 万只智能电表,总金额约 251 亿美元。

    ② 国内市场容量预测

    我国全社会用电量持续增长,由 2011 年的46,928 亿千瓦时增长至 2016 年的 59,198 亿千瓦时,年均复合增长率为 4.76%。全社会用电量的增长对用电设备的投资有强烈的带动作用。我国社会用电量在未来十五年内将会稳步增长,“预计 2020 年全社会用电量将达到 8~8.81 万亿千瓦时, ‘十三五’期间年均增长 4.6%~6.6%;最大负荷达到 13.03~14.32 亿千瓦, ‘十三五’年均增速为 4.9%~6.9%。预计 2030 年全社会用电量将达到 11.3~12.67 万亿千瓦时,最大负荷达到 18.54~20.82 亿千瓦。”2009 年 7 月,国网制定了智能电网的发展规划: 2016-2020 年是引领提升阶段,将全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备达到国际先进水平。届时,电网优化配置资源能力将大幅提升,清洁能源装机比例达到 35%,分布式电源实现“即插即用”,智能电能表普及应用。到 2020 年,可全面建成统一的“坚强智能电网”。

坚强智能电网投资情况如下:单位:亿元
投资项目
2009-2010 年
2011-2015 年
2016-2020 年
合计
电网总投资
5,510
15,000
14,000
34,510
年均电网投资
2,755
3,000
2,800
2,876
智能化投资
341
1,750
1,750
3,841
年均智能化投资
171
350
350
320
智能化投资占电网总投资比例
6.20%
11.70%
12.50%
11.10%

 数据来源:公开资料整理

    电表属于强制检定设备,到期需要更换,更换周期一般为 5-8 年。预计 2016年~2020 年,两网公司将招标 5.03 亿台智能电表,其中 4.63 亿台为更换需求。

国家电网和南方电网智能电表需求统计与预测:

数据来源:公开资料整理

    综上所述, 虽然包括我国在内的世界各国推动智能电表的力度与进展有所不同,但随着世界各国智能电网的加速建设,智能电表的市场需求将持续增加,整体市场还将保持持续增长的态势。 大规模的全球性智能电网建设将带来智能电表行业更加广阔的市场需求, 为包括公司在内的智能电表整体解决方案提供商开拓全球市场提供了良好的机遇。

    (二)行业竞争格局与市场化程度

    1、海外市场竞争格局和市场化程度

    由于全球智能电网建设带动了智能电表和用电信息采集系统产品的快速发展,形成了巨大的市场容量。且国家和地区差异,智能电表需求各不相同,没有统一的技术标准, 因此智能电表及智能用电信息系统海外市场呈现较为分散的竞争态势。发达国家市场技术门槛较高,智能电表市场主要被 Itron、 Landis+Gyr 等知名企业占据。国内电表厂主要通过贴牌销售到该市场,但总体销售量不大。发展中国家市场竞争格局则较为分散。首先,各个国家和地区没有统一的技术标准,大部分国家技术门槛为满足主流国际标准和自定的技术规范,小部分国家除上述基本要求外,还有本国的产品认证的门槛,如南非。对企业快速响应定制需求的能力要求较高; 其次, 大部分新兴国家接受境外供应商参与投标和采购,小部分国家逐步开始有本地化采购的限制;第三,大规模国际招标通常要求较长的信用期,对企业的资金实力一定的要求;第四,大部分国家对国际项目的供货历史和项目实施经验有限制;第五,新的项目已逐步呈现出系统化解决方案和工程安装的需求,对企业的综合技术能力和资源整合能力提出了更高的要求。因此在发展中国家市场竞争中,国际知名品牌因价格原因不具有竞争优势;部分市场被本土企业抢占了一定市场份额(如南非的 CONLOG);同时随着电子商务和国际贸易的发展,越来越多的中国表厂尝试走出去,在亚非拉等新兴市场国家,凭借技术和成本优势,获得了越来越多的市场份额,但国内电表企业在海外市场的竞争也日趋激烈。全球较为分散的竞争格局, 以及新兴市场快速增长的电网基础设施投资和发达国家电网改造与产品更新换代,都给公司开拓国际市场提供了良好的发展机遇,愈趋激烈的市场竞争也给公司带来新的挑战。

    2、国内市场竞争格局

    国内市场主要为国网和南网集中招标采购,标准统一,市场化程度较高。智能电表招标首先由各省电力公司上报需求,再由国家电网和南方电网统一招标。每年国家电网平均会开展 3-4 次智能电表招标,南方电网也有 1-2 次。国家电网和南方电网采取的均衡策略也制约了行业集中度提高, 国家电网和南方电网智能电表及终端设备集中招标中标的生产厂商约 100 家左右,每年招标数量巨大,中标厂商相对分散。近两年由于智能电表建设告一段落,新的技术标准还在酝酿,国网和南网采购量呈整体下降的趋势,每年招标次数减少,中标厂商数量也相应减少。但随着新的智能电表标准出台,以及新一轮的智能电表改造,国内市场将继续呈现较大市场需求。综合 2015 年至 2017 年 5 月国家电网公司电能表及用电信息采集设备招标中标情况,威盛集团、河南许继仪表有限公司、海兴电力、 浙江正泰仪器仪表有限责任公司等生产厂商处于单相智能电能表市场的领先位置,排名前 10 的供应商市场份额达 27.36%。威盛集团、三星医疗、海兴电力、炬华科技等生产厂商处于三相智能电能表市场的领先位置,排名前 10 的供应商市场份额达 43.36%。

2015-2017年5月国家电网单相智能电表集中中标市场份额情况

数据来源:公开资料整理

2015-2017年5月国家电网三相智能电表集中中标市场份额情况

数据来源:公开资料整理

    (三)行业技术水平和特点

    1、行业技术水平

    智能电表采用高精度 AD 转换器,对电压和电流信号采样之后进行 AD 转换,利用嵌入式微处理器对数字信号进行处理;通过各种通信接口和人机界面,实现信息交互和展现;利用控制单元和控制机构,实现远程自动控制。产品综合利用了先进的嵌入式计算机技术、传感器技术、控制技术和通信技术以及多种软件平台和数据库技术。在高端产品方面,国内企业在核心技术方面自主开发能力仍有所欠缺,在创新能力、制造技术、自动化生产及产品性能等方面与国际同行存在一定的差距。

    2、行业技术特点和发展趋势

    智能电网主要包括四个部分:高级测量架构(AMI)、高级配电运行(ADO)、高级输电运行(ATO)、高级资产管理(AAM)。技术上智能电网是通过以上四个部分之间的密切配合来实现的: AMI 同用户建立通讯联系并提供带时标的系统信息; ADO 使用 AMI 的通讯收集配电信息并改善运行; ATO 使用 ADO 的信息改善运行和改善输电阻塞,并使 AMI 用户可以访问市场, AAM 使用 AMI、

ADO、 ATO 的信息改善运行效率和资产

数据来源:公开资料整理

    从智能电网的发展顺序来看, AMI 是实现智能电网的第一步。我国智能电表目前的发展特征是依托智能电网和现代管理理念,利用高级测量架构(AMI)、高效控制、高速通信、快速储存等技术,向模块化、网络化、系统化方向发展。

    (1)采用高级测量架构

    高级测量架构(Advanced Metering Infrastructure, AMI)是在有 IP 地址的智能电表和电力公司之间的一种自动双向流通架构。 高级电表架构旨在为电力公司提供实时的能耗数据,并且允许客户在使用时,以价格为基础,对能源使用做出合理的选择。高级测量架构被认为是智能电网计划的重要组成部分。两种主导性新兴技术是 RF 技术和电力线载波技术(PLC)。 RF 技术采用低功耗、低成本的无线电系统来无线传输电表信息, PLC 则利用电力线本身来传输。AMI 下的智能电表,超过传统电表单一电能计量等功能,它实际上成为分布于网络上的系统传感器和测量点。 AMI 系统的通信网络可以进一步支持配电自动化、变电站自动化等高级应用。同时, AMI 也为系统的运行和资产管理提供可靠的依据和支持。通过双向通信, AMI 将电力公司和用户紧密相连,它既可以使用户直接参与到实时电力市场中来,又促进电力公司与用户的配合互动。辅以灵活的定价策略,可以激励用户主动地根据电力市场情况参与需求侧响应。智能电表的双向计量功能也能够使用户拥有的分布式电源更容易的与电网互联。 AMI 是建立智能电网的第一步,必须通过 AMI 的实施来实现未来智能电网的通用通信系统和信息系统。在政府政策的推动下,各国电力公司大多正在或计划实施 AMI,把用户和电力公司连接,实现产业升级并迈向智能电网。

    (2)模块化

    智能电表采用功能模块化设计有以下优点:首先,只需通过更换部分功能模块就可以实现电表的升级换代,而无需更换整个电表,摆脱传统电表设计中因不可更改导致的成批调换、淘汰以及系统重构的缺陷;其次,由于功能的模块化和结构的标准化,改变电力公司过于依赖某一电表厂家产品,并为规范电表的研发提供了可能;第三,可以通过现场或远程升级更换故障模块,提高可维护性并节省维护费用。

    (3)网络化

    网络化可以实现将电能数据进行实时采样和存储, 并经有线或无线网络的传输,将信息实时或非实时地输送到用电信息管理系统,通过数据共享和分析实现供用电管理部门对异地用电信息的实时或非实时的测量和监控。通过网络化,可以将智能电表的部分功能从接入层上移到网络层和数据管理平台层, 通过数据共享和综合分析实现智能电表的功能,简化智能电表的设计。目前,可利用的通信网络有:电力线载波(PLC)网、光纤与同轴电缆(HFC)网、固定电话(PSTN)网、无线移动(GSM/GPRS/CDMA)网。例如电力光纤入户工程在技术上实现了只需一次施工,一个通道,一次性解决缆线入户的问题,可取代以往电线、网线、电话线和有线电视等多条线路的多次施工,达到资源共享,为电能信息数据的传输提供了稳定可靠和价格低廉的数据传输信道和网络。

    (4)系统化

    系统化是指综合利用成熟的计算机技术和电力系统自动化技术, 在数据控制管理平台实现海量用电数据的有效分析、处理与管理。在网络化和系统化的推动下,用电信息管理系统可以向着分布性和开放性的方向发展,使得用电信息管理功能的扩展更加灵活,性能不断提高,使用更加简便。

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