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智能電表市場發(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

智能電表作為智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵終端產(chǎn)品之一，承擔(dān)著原始電能數(shù)據(jù)采集、計(jì)量和傳輸?shù)娜蝿?wù)，是實(shí)現(xiàn)信息集成、分析優(yōu)化和信息展現(xiàn)的基礎(chǔ)，對于電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息化、自動化、互動化具有重要支撐作用。

智能電表以智能芯片為核心，通過運(yùn)用通訊技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等，能夠進(jìn)行電能計(jì)費(fèi)、電功率的計(jì)量和計(jì)時(shí)，并且能夠和上位機(jī)進(jìn)行通訊、用電管理的電能表。相對普通電表，智能電表除具備最基本的用電計(jì)量功能以外，還具有雙向多種費(fèi)率計(jì)量功能、用戶端控制功能、多種數(shù)據(jù)傳輸模式的雙向數(shù)據(jù)通信功能、防竊電功能等智能化的功能。

（1）智能電表產(chǎn)品的發(fā)展歷程

隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，電能表已經(jīng)從機(jī)電一體化電能表、電子式電能表進(jìn)入到了智能化電能表時(shí)代，智能電表的功能及定位不斷向智能化、模塊化的用電終端發(fā)展。智能電表的廣泛應(yīng)用能夠提高電力企業(yè)的經(jīng)營效率，促進(jìn)節(jié)能減排，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著智能電網(wǎng)投資的快速增長，智能電表的市場空間也在持續(xù)得到拓展。

（2）智能電表市場的需求變動情況

自“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”計(jì)劃啟動以來，我國智能電表招標(biāo)數(shù)量的變化基本可分為三個階段：第一階段，2014年以前，隨著第一輪智能電表改造開始實(shí)施，智能電表的市場需求迅速上升，為智能電表行業(yè)快速發(fā)展時(shí)期，這一階段的通信產(chǎn)品主要以窄帶電力線載波通信產(chǎn)品為主；

第二階段，2015年至2017年，隨著智能電表改造的進(jìn)行，國家電網(wǎng)智能電表的用戶覆蓋率全面提升，智能電表需求逐漸趨于飽和，智能電表招標(biāo)量開始逐年下降，并于2017年達(dá)到低谷，進(jìn)入行業(yè)調(diào)整期；第三階段，2018年以后，隨著“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”計(jì)劃進(jìn)入引領(lǐng)提升階段，國家電網(wǎng)啟動新一輪改造，開始對寬帶電力線載波通信產(chǎn)品進(jìn)行招標(biāo)，同時(shí)存量智能電表的更新?lián)Q代需求拉動了智能電表市場需求的又一輪回升。

2020年受新冠肺炎疫情影響，電能表鋪設(shè)進(jìn)度放緩，國家電網(wǎng)智能電表招標(biāo)數(shù)量有所下滑，而2021年前述影響消除后招標(biāo)量又重新回升。

與此同時(shí)，海外市場也呈現(xiàn)出較快增長的態(tài)勢。國外智能電表的安裝進(jìn)度不及國內(nèi)，大規(guī)模的全球性智能電網(wǎng)建設(shè)為智能電表帶來更廣闊的市場需求，也為我國智能電表生產(chǎn)企業(yè)打開出口市場創(chuàng)造了良好的市場條件。此外，除智能電表的新舊替換需求和海外市場需求外，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和基于IR46標(biāo)準(zhǔn)的智能物聯(lián)電能表升級需求也將成為智能電表市場未來擴(kuò)容的主要驅(qū)動力。

（3）智能電表產(chǎn)品的發(fā)展方向

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是指圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)，包含感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層四層結(jié)構(gòu)。

其中，感知層是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的最底層，主要負(fù)責(zé)信息采集和信號處理，是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)層和數(shù)據(jù)源，是終端設(shè)備需求最大的環(huán)節(jié)，而智能電表是典型的感知層終端，是故障搶修、電力交易、客戶服務(wù)、配網(wǎng)運(yùn)行、電能質(zhì)量監(jiān)測等各項(xiàng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源，在感知層終端設(shè)備中占據(jù)較高比例。

根據(jù)國家電網(wǎng)發(fā)布的《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)大綱》，2021年將初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，到2024年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，國家電網(wǎng)對感知層終端設(shè)備的需求將逐步提升，作為感知層核心設(shè)備與主要構(gòu)成之一，新一代智能電表將直接受益于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)感知層建設(shè)帶來的新增需求。

2016年，國家電網(wǎng)發(fā)布了《基于IR46理念的“雙芯”智能電能表設(shè)計(jì)方案》，借鑒IR46標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)理念，采用雙芯模組設(shè)計(jì)方案，研究新一代智能電表技術(shù)。根據(jù)《IR46標(biāo)準(zhǔn)下智能電表研究初探》，當(dāng)前智能電表主要采用“單個MCU+專用電能計(jì)量芯”，IR46標(biāo)準(zhǔn)體系下將采用兩個MCU的設(shè)計(jì)方案，一個MCU符合智能電表的計(jì)量、脈沖和時(shí)鐘，稱為計(jì)量芯，另一個稱為管理芯，專門負(fù)責(zé)顯示、對外通信、事件管理、數(shù)據(jù)凍結(jié)、負(fù)荷控制等功能，雙芯設(shè)計(jì)的電表便于升級，且避免了對計(jì)量部分的影響。

計(jì)量芯包括計(jì)量芯片、計(jì)量MCU、存儲器、RTC、時(shí)鐘電池、超級電容等；管理芯包括管理MCU、停抄電池、卡、ESAM（嵌入式安全控制模塊）、顯示、存儲器、浮空、通信等。雙芯的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了電能計(jì)量與電能管理從硬件上分離，為未來新需求下軟件升級留足了操作空間。

目前我國智能電表均采用IEC標(biāo)準(zhǔn)，與之相比，IR46標(biāo)準(zhǔn)在計(jì)量誤差要求、功率因素、環(huán)境適應(yīng)性、諧波影響、負(fù)載平衡等方面均有更高要求，也是國際法制計(jì)量組織（OIML）成員國的通用標(biāo)準(zhǔn)。我國智能電能表從IEC標(biāo)準(zhǔn)向IR46標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，不僅可以滿足國家智能電網(wǎng)的建設(shè)需求，也能支持我國智能電表企業(yè)拓展海外市場，進(jìn)一步拓寬我國智能電表的海外市場空間。

IR46標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，是國網(wǎng)智能電表系列企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的重大改變，深刻影響了國網(wǎng)新一代智能電表設(shè)計(jì)方案的制定、樣表的開發(fā)與試用改進(jìn)。目前，行業(yè)相關(guān)部門正加緊制定新一代智能電表的技術(shù)規(guī)范。2016年2月，國家電網(wǎng)開啟了“雙芯”模組化智能電表設(shè)計(jì)方案的制定。2016年9月，國網(wǎng)推出《基于IR46理念的“雙芯”智能電能表設(shè)計(jì)方案》，指出“IR46標(biāo)準(zhǔn)與我國現(xiàn)行的電能表標(biāo)準(zhǔn)體系存在明顯差異”。

2019年，針對IR46技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求以及全社會范圍電網(wǎng)運(yùn)營質(zhì)量和效率的提升需求，國家電網(wǎng)推出了電表新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)草稿，即《多芯模組化單相智能電能表技術(shù)要求》和《多芯模組化三相智能電能表技術(shù)要求》，智能電表技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)向IR46的轉(zhuǎn)變進(jìn)程正逐步加快。2020年8月，國家電網(wǎng)正式發(fā)布了單、三相智能物聯(lián)表通用技術(shù)規(guī)范，智能物聯(lián)表在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上完全符合國際IR46標(biāo)準(zhǔn)并采用模組化設(shè)計(jì)，區(qū)分計(jì)量模組、管理模組和擴(kuò)展模組。

隨著符合IR46標(biāo)準(zhǔn)的新型智能電表技術(shù)規(guī)范的落地，將促使我國智能電表技術(shù)與國際接軌，有利于我國智能電表進(jìn)入發(fā)達(dá)國家市場，市場空間有望進(jìn)一步擴(kuò)大。

（4）智能電表出口市場的發(fā)展情況

出口方面，東歐、拉美、東南亞、中亞和西非等地區(qū)的智能電表和用電信息采集起步較晚，落后國內(nèi)約5-10年，其使用的用電信息采集系統(tǒng)并未真正實(shí)現(xiàn)智能用電，只是實(shí)現(xiàn)了預(yù)付費(fèi)、防竊電等基本功能，未來智能用電系統(tǒng)產(chǎn)品成長空間巨大。當(dāng)前國內(nèi)智能電表廠商在全球市場具備較強(qiáng)競爭力，隨著“一帶一路”合作的深入，已參與多個沿線國家的智能電網(wǎng)建設(shè)，帶動了國內(nèi)智能電表和用電信息采集設(shè)備產(chǎn)品進(jìn)入“一帶一路”沿線國家，成為我國智能電表行業(yè)市場規(guī)模新的增長點(diǎn)。

根據(jù)海關(guān)出口數(shù)據(jù)，2019年我國出口單、三相電子式電度表3,934.60萬只，同比增長23.37%，2020年進(jìn)一步增長至4,520.49萬只，2017年至2020年的年復(fù)合增長率達(dá)到10.47%。隨著國內(nèi)電網(wǎng)企業(yè)更多地參與“一帶一路”沿線國家的電網(wǎng)建設(shè)以及國內(nèi)符合G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)和IR46標(biāo)準(zhǔn)的智能電表產(chǎn)品逐步進(jìn)入發(fā)達(dá)國家市場，我國智能電表的出口市場有望進(jìn)入高速發(fā)展期。

整體而言，我國智能電表市場在2015年至2017年的短暫衰退之后出現(xiàn)多個增長點(diǎn)。在老舊智能電表硬性替代需求、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的新增需求、新一代智能物聯(lián)表產(chǎn)品升級迭代需求以及“一帶一路”和發(fā)達(dá)國家的出口需求等多方合力下，我國智能電表行業(yè)將進(jìn)入高速增長階段。

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