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"十三五"期间关注与研究的智能电表及通信新产品开发项目汇总


中国现代电网量测技术平台

张春晖

2016年8月20日


1,"十二五"营造的开发环境

1）2016年，国网安装智能电表6058万只，实现用电信息采集系统基本全覆盖，全域采集37758万户，总采集覆盖率95.5%。预期2017年，国网将建成国际上最大，单方向通信的用电信息采集系统。之后，采集系统发展的重点，或将转移到系统功能深化应用和电网多专业应用，系统通信网架进行重构，破解本地通信技术瓶颈。

2）国网，2010年安装应用的智能电表，经过8年网上运行，估计2018年起将分期分批进行轮换更新。由此，需要关注轮换下来的早期智能电表，如何测试评估是否可以再上网应用？2013年版国网智能电表及用电信息采集系统系列企业标准，或将修订再出新版。智能电表及采集系统的设计方案，硬件，软件准备进行新的开发。

3）"十三五"后4年，国网智能电表需求要素将有较大改变，预期平均年需求量4094万只，比"十二五"平均年需求量下降31%。电表企业需要适时作出反应，调整新产品开发与营销策略。

4）2016年初，国网省级电力计量中心的"四线一库"全域，纵向，实时管控关键技术研究与应用项目通过了技术鉴定，标志国网实验室智能化技术应用取得新成果。但是，现有在线计量系统的智能化研究还是短板，只开展计量装置智能故障诊断技术研究等有限项目，与智能电网/能源互联网的发展很不适应。

5）近7年，传统电表企业主要面向国网，南网智能电表集中招标，用心保障计量产品质量，企业因市场稳定，新产品需求不旺而受益，发展。面对"十三五"市场新情况，传统电表企业需要思考与部署电表产品多元化开发，去培育，拓展新的市场。但是，新产品开发技术实力不足。

6）能源互联网的指导意见与区块链技术应用规划工作，已经由国家相关部委出台新政。作为电表行业，面向能源互联网的高级"四表集抄"网络合作开发，建议先走一步试点。

2016年是"十三五"起步年。本文作者在"中国现代电网量测技术平台（微信公众号为:dianwangliangce）"发表了«国网2016年计量重点工作解读与引用»（资料a），«智能电能计量系统技术初探»（资料b），«"十三五"期间国产智能电表需求评估»（资料c），«再论电，水，气，热"四表集抄"的争议与发展»（资料d）等文章，从不同视角提出智能电表及通信新产品开发项目，不系统。本文重点在于汇总与梳理这些新产品开发项目，供电表企业制定"十三五"智能电表及通信新产品开发规划的参考。
近几年，国网计量部门组织研究一批有关计量管理，计量测试，计量软件等软技术新项目开发，本文未予汇总。这些开发内容，暂时难以形成产业化，需要认真再研究。

2,国网，2016年计量工作推进会议提出的计量新产品开发项目（资料a）

1）"研发中低压电子式互感器"
2）"研究建立数字化计量设备监督检测体系"
3）"推广计量现场作业终端，现场检测调试专用仪器"
4）"采用卫星共视技术，研究建立时钟溯源标准，方法和流程 "
5）"推广应用互感器二次回路在线监测设备"
6）"研究低压宽带载波互联互通技术"
7）"研究基于物联网的计量装置（电能表，互感器）智能定位监测技术"
8）"研制新一代模组化智能电表与采集终端"
9）"研制抗直流互感器"
10）"试点推广应用中压电力线载波通信技术，实现无公网信号台区转接公网通信"
11）"推广应用外置智能断路器"

3,智能电表及通信创新产品开发项目

1）电表类

•具有国际高端电表品质的新型国产高端三相电表，争取进入电网关口计量主表地位（资料c）
•推进国产智能电表走上高品质设计与营销台阶，争取进入国际电表高端市场（资料c）
•智能电表的基本智能化特征开发（资料b）
•基于ieee1459----2010标准的非正弦波全功率三相智能电表设计（资料c）
•具有0.2,0.5,1,2级准确度等级的单相智能电表系列产品，采用正弦波全功率设计（资料c）
•三相用户，配电网的谐波电能能耗评估测试仪（资料b）
•具有正弦波与非正弦波全功率计量之差鉴别能力的高准确度三相电能计量标准装置
•运行计量装置计量性能在线监测与运行状态评估设备（资料b）
•数字电能表，高压互感器合并单元和高压数字化计量系统技术及高压计量溯源
•电动汽车充电桩电能表
•光伏并网电能表及在线监测，报警系统

2）通信类

•具有基本智能化特征的智能终端，包括供水/供气/供热智能终端。配变台区，负荷控制，用户专变智能终端（资料d ）
•宽带电力线载波（低速）通信集中器应用方案，挖掘主站软件功能潜力，破解本地通信技术瓶颈，大幅度提升自动采集数量（资料d）
•宽带/窄带电力线载波通信现场测试设备
多频点/宽带信噪比测试仪
低压电网分布阻抗测试（计算）仪
用户分布电容测试仪
最大载波发射功率测试仪
配变台区智能化识别仪
载波通信路由监测仪
阻波器/濾波器设计，测试技术
•统计电表 用电能耗在线监测 低压电网最大负荷监测，控制系统（资料c）
•智能电表多通信方式网关设计，用于数据传输协议转换（资料b）
•nb---lot终端及远程"四表集抄"应用系统（资料d）
•网格社区电，水，气，热计量收费一卡通应用方案及系统

3）集成设备类

•电子式互感器与智能电表一体化设计，其综合误差控制在 /--0.2%以内。作为计量溯源，推进10kv，大电流高压三相计量标准装置开发与应用（资料b）
•10kv高压集成智能终端，具有电能计量，电力负荷控制，电能质量监测，三相负荷平衡监测，无功功率/功率因数监测与控制（资料b）
•测量互感器与配电变压器一体化设计（资料b）

4）网络类

•区块链技术融入能源互联网应用方案，包括计量数据加密，认证技术
•面向能源互联网的高级"四表集抄"网络技术方案及应用试点

4,从传感器抓起，研究配电网名目繁多的在线监测系统组网技术

2015年8月31日，国家能源局发布«配电网建设改造行动计划（2015---2020年）»

2016年2月22日，国务院办公厅下发«转发<国家发改委关于"十三五"期间实施新一轮农村电网改造升级工程的意见>的通知»
长期以来，国网，南网的配电网建设与管理滞后，欠账太多。2016年起，从农村到城市大规模开展配电网改造升级工程，标准化先行，资金投入有保障。其中，配电网监测技术如何发展是重要研究课题。
目前，配电网在线监测系统，门类多，主要包括:
1）配电网运行安全，经济，电能质量指标监测与控制（补偿）
2）配电设备，主要有配变，开关，电缆/架空线，绝缘子，中压开关柜/计量柜，环网柜，无功补偿设备，配电终端等在线监测
3）配电所/配电室/配电站在线监测
4）配电通信网络，通信方式多，有技术瓶颈，无统一建设规划
目前，配电网在线监测系统，由当地供电部门立项，出资并招标开发。开发项目名目多，开发企业多，重复开发多，市场无序管理。
传统电表企业主要重视智能电表/采集终端集中招标。近几年，有些大型电表企业转向配电设备与市场开发，还是跟着配电行业需求走。
本文作者建议:传统电表企业需要将现有配电网在线监测项目进行梳理，提炼出系统底层类同的模块，从多门类传感器抓起，研究配电网各类在线监测系统的硬件，软件差异，按地域开发组网技术，提升配电网在线监测水准，走向产业化，开拓更大的新市场。