我国智能电网行业发展情况和未来发展趋势
思瀚产业研究院 钜泉光电    2024-06-17

智能电表等终端设备作为智能电网的重要组成部分，在智能电网用电环节的用电信息采集和信息传输过程中发挥着不可或缺的作用。

随着环境监管要求日趋严格及国家能源政策的最新调整，电力网络跟电力市场、用户之间的协调和交换越来越紧密，电能质量水平要求逐步提高，可再生能源等分布式发电资源数量不断增加，传统电力网络已经难以支撑如此多的发展要求。

为了实现节能减排和清洁生产，降低电力输送损耗，全面优化电力生产、输送、消费全过程，推动低碳经济的发展，我国提出了智能电网建设规划。智能电网主要是将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成新型电网，其核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化，最终实现智能电网可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。

我国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度六个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”高度一体化融合的现代电网。

2009年，国家电网首次公布了“坚强智能电网”发展计划，并分规划试点阶段（2009-2010年）、全面建设阶段（2011-2015年）和引领提升阶段（2016-2020年）三个阶段推进。在智能化改造方面，用电环节的投资所占比重最高，用电环节的投资将主要用于用电信息采集系统的建设，以实现电网企业与电力用户的能量流、信息流、业务流的双向互动。南方电网也在其“十三五”发展计划中提出，要在“十三五”期间完成智能电表和低压集抄全覆盖工作。

《国家电网智能化规划总报告》中指出，用电环节存在的不足是“智能双向互动服务平台还没有建立，与电力用户的双向互动服务还没有开展；用电信息采集系统、智能用电服务系统等技术支持系统有待建设与完善；智能用电小区/楼宇、用户侧分布式电源及储能等关键技术需要深入研究；智能化计量装置的检测与管理、新兴智能用电设备的检测还没有开展；智能用电相关标准体系有待完善”。

由此可见，在用电信息精确计量和用电信息传输方面，整个行业还有较大的提升空间。对智能电表和信息采集设备的需求将持续释放。2019年10月，国家电网发布《泛在电力物联网白皮书（2019）》，提出建设目标为：通过泛在电力物联网建设，充分应用“大云物移智链”等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，实现“数据一个源、电网一张图、业务一条线”，广泛连接内外部、上下游资源和需求，打造能源互联网生态圈，适应社会形态，打造行业生态，培育新兴业态，支撑“三型两网”世界一流能源互联网企业建设。

智能电表作为泛在电力物联网建设用户侧的重要设备，是智能电网用电环节重要组成，是能源电力全景监测和智能互动建设的基础。随着泛在电力物联网的建设推进，智能电表需求将随之增加。

2021年3月，国家电网发布《“碳达峰、碳中和”行动方案》，提出加快电网发展，加大技术创新。行动方案中包括加快电网向能源互联网升级，加快信息采集、感知、处理、应用等环节建设，推进各能源品种的数据共享和价值挖掘。到2025年，初步建成国际领先的能源互联网。智能用电信息采集系统是国网公司对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的基础，是国网公司建设坚强智能电网的重要支撑和主要投资方向。

智能用电信息采集系统具备实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能，主要由主站、通信信道、现场终端和电力用户四部分组成。现场终端包括智能电表、采集器和集中器。

智能用电信息采集系统的建设包括两个方面，一方面是用电信息的精确计量，另一方面是用电信息的传输。用电信息的精确计量主要是通过电能表来实现。我国电网中安装的电能表包括机电式电能表、电子式电能表、智能电能表，其中电子式电能表和智能电能表的计量核心部件为电能计量芯片。电能表计量性能的差异与计量芯片关系密切，计量芯片具有敏感度非常高、能实现小电流计量、计量精度高等特点。

电能计量芯片的应用使得电能表在计量精度、可靠性等性能方面获得了大幅提升，同时在功能上也得到了扩展。用电信息的传输可以通过电力线载波通信、无线公网或光纤专网等方式实现，其中电力线载波通信是指以电力线为信息传输媒介，信号经过载波调制技术，实现在电网各个节点之间进行数据传输的一种通信技术。

该技术依托电力线网络，覆盖范围广，不需要重新布线，具有施工、运行成本低等优势，是我国目前智能电网用电信息传输的首选技术。电力线载波通信产品包括载波电能表、采集器和集中器，其中核心元器件为电力线载波通信芯片。电力线载波通信芯片能够使电力线上的用电器实现双向通信，是实现电网企业与电力用户信息互动的重要基础，也是实现智能小区、电力用户需求侧管理的重要手段。

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