中国智能电表行业技术水平和发展趋势分析

2017-05-03 02:04

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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配置。

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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