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我國智能電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展情況和未來發(fā)展趨勢
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 鉅泉光電    2024-06-17

智能電表等終端設(shè)備作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，在智能電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)的用電信息采集和信息傳輸過程中發(fā)揮著不可或缺的作用。

隨著環(huán)境監(jiān)管要求日趨嚴格及國家能源政策的最新調(diào)整，電力網(wǎng)絡(luò)跟電力市場、用戶之間的協(xié)調(diào)和交換越來越緊密，電能質(zhì)量水平要求逐步提高，可再生能源等分布式發(fā)電資源數(shù)量不斷增加，傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以支撐如此多的發(fā)展要求。

為了實現(xiàn)節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)，降低電力輸送損耗，全面優(yōu)化電力生產(chǎn)、輸送、消費全過程，推動低碳經(jīng)濟的發(fā)展，我國提出了智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃。智能電網(wǎng)主要是將現(xiàn)代先進的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成新型電網(wǎng)，其核心內(nèi)涵是實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動化和互動化，最終實現(xiàn)智能電網(wǎng)可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。

我國的智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)。

2009年，國家電網(wǎng)首次公布了“堅強智能電網(wǎng)”發(fā)展計劃，并分規(guī)劃試點階段（2009-2010年）、全面建設(shè)階段（2011-2015年）和引領(lǐng)提升階段（2016-2020年）三個階段推進。在智能化改造方面，用電環(huán)節(jié)的投資所占比重最高，用電環(huán)節(jié)的投資將主要用于用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)，以實現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)與電力用戶的能量流、信息流、業(yè)務(wù)流的雙向互動。南方電網(wǎng)也在其“十三五”發(fā)展計劃中提出，要在“十三五”期間完成智能電表和低壓集抄全覆蓋工作。

《國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報告》中指出，用電環(huán)節(jié)存在的不足是“智能雙向互動服務(wù)平臺還沒有建立，與電力用戶的雙向互動服務(wù)還沒有開展；用電信息采集系統(tǒng)、智能用電服務(wù)系統(tǒng)等技術(shù)支持系統(tǒng)有待建設(shè)與完善；智能用電小區(qū)/樓宇、用戶側(cè)分布式電源及儲能等關(guān)鍵技術(shù)需要深入研究；智能化計量裝置的檢測與管理、新興智能用電設(shè)備的檢測還沒有開展；智能用電相關(guān)標準體系有待完善”。

由此可見，在用電信息精確計量和用電信息傳輸方面，整個行業(yè)還有較大的提升空間。對智能電表和信息采集設(shè)備的需求將持續(xù)釋放。2019年10月，國家電網(wǎng)發(fā)布《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)白皮書（2019）》，提出建設(shè)目標為：通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，充分應(yīng)用“大云物移智鏈”等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進通信技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互，實現(xiàn)“數(shù)據(jù)一個源、電網(wǎng)一張圖、業(yè)務(wù)一條線”，廣泛連接內(nèi)外部、上下游資源和需求，打造能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，適應(yīng)社會形態(tài)，打造行業(yè)生態(tài)，培育新興業(yè)態(tài)，支撐“三型兩網(wǎng)”世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建設(shè)。

智能電表作為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)用戶側(cè)的重要設(shè)備，是智能電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)重要組成，是能源電力全景監(jiān)測和智能互動建設(shè)的基礎(chǔ)。隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)推進，智能電表需求將隨之增加。

2021年3月，國家電網(wǎng)發(fā)布《“碳達峰、碳中和”行動方案》，提出加快電網(wǎng)發(fā)展，加大技術(shù)創(chuàng)新。行動方案中包括加快電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級，加快信息采集、感知、處理、應(yīng)用等環(huán)節(jié)建設(shè)，推進各能源品種的數(shù)據(jù)共享和價值挖掘。到2025年，初步建成國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)。智能用電信息采集系統(tǒng)是國網(wǎng)公司對電力用戶的用電信息進行采集、處理和實時監(jiān)控的基礎(chǔ)，是國網(wǎng)公司建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的重要支撐和主要投資方向。

智能用電信息采集系統(tǒng)具備實現(xiàn)用電信息的自動采集、計量異常監(jiān)測、電能質(zhì)量監(jiān)測、用電分析和管理、相關(guān)信息發(fā)布、分布式能源監(jiān)控、智能用電設(shè)備的信息交互等功能，主要由主站、通信信道、現(xiàn)場終端和電力用戶四部分組成?，F(xiàn)場終端包括智能電表、采集器和集中器。

智能用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)包括兩個方面，一方面是用電信息的精確計量，另一方面是用電信息的傳輸。用電信息的精確計量主要是通過電能表來實現(xiàn)。我國電網(wǎng)中安裝的電能表包括機電式電能表、電子式電能表、智能電能表，其中電子式電能表和智能電能表的計量核心部件為電能計量芯片。電能表計量性能的差異與計量芯片關(guān)系密切，計量芯片具有敏感度非常高、能實現(xiàn)小電流計量、計量精度高等特點。

電能計量芯片的應(yīng)用使得電能表在計量精度、可靠性等性能方面獲得了大幅提升，同時在功能上也得到了擴展。用電信息的傳輸可以通過電力線載波通信、無線公網(wǎng)或光纖專網(wǎng)等方式實現(xiàn)，其中電力線載波通信是指以電力線為信息傳輸媒介，信號經(jīng)過載波調(diào)制技術(shù)，實現(xiàn)在電網(wǎng)各個節(jié)點之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N通信技術(shù)。

該技術(shù)依托電力線網(wǎng)絡(luò)，覆蓋范圍廣，不需要重新布線，具有施工、運行成本低等優(yōu)勢，是我國目前智能電網(wǎng)用電信息傳輸?shù)氖走x技術(shù)。電力線載波通信產(chǎn)品包括載波電能表、采集器和集中器，其中核心元器件為電力線載波通信芯片。電力線載波通信芯片能夠使電力線上的用電器實現(xiàn)雙向通信，是實現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)與電力用戶信息互動的重要基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)智能小區(qū)、電力用戶需求側(cè)管理的重要手段。

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