智能電表真的節能嗎?
節能熱潮涌動
智能電表未來競爭格局分析
最近幾年,人們對能源的關注越來越密切,節能省電已成為所有人關注的焦點。而隨著技術的進步和國家政策的支持,智能電網也在幾年里迅速成為大家熱議的話題。作為智能電網的關鍵終端,智能電表擔當著重要的角色。越來越多的半導體芯片廠商已經進入這個行業,在業界被人們所熟知的有如Maxim,Silicon Labs,Atmel,PI,TI,Renesas,Infineon,ST,ADI,Freesale,IDT等。他們提供有著各自優勢的智能電表產品、方案以及各種部件,以求在這個巨大市場里分一杯羹。
智能電表之所以能被稱為“智能”不僅在于它能夠省電,還在于它不但能夠準確的記錄到電量使用狀況,還能將相關的信息記錄反饋到電網公司的服務器中心,同時還能通過預充電費,自動扣費等模式方,對管理提供便利。
由于其智能化程度高,大大便利并滿足了人們的智能生活需求,智能電表在中國乃至全球都獲得了極大的關注。尤其是在中國這個大市場,智能電表是一個龐大的蛋糕。隨著智能化社會日益深化發展,智能電表的表現尤為重要。據市場調研公司IHS報告指出:到2016年年底,全球智能電表的安裝量將翻番。IHS表示,截止到2011年年底,在全球已安裝的14.3億臺電表中,帶有“智能”通信功能的電表占比不到18%。而且這些電表不但包括老式的單向先進抄表系統(AMR),也有帶有通用分組無線業務(GPRS)功能的電表,同時有可提供雙向通信的住宅用智能電表。
據IHS預測,隨著歐洲先進電表項目的投入運行,全球先進電表出貨量將在2015年激增。而全球智能電表市場的增長依靠發展中的經濟體,因此中國則是智能電表最重要的市場。
中國智能電表市場龐大,我們更期待本土廠商的出色表現,但爭食者眾多,達爾文進化論在此同樣適用。究竟誰能最終脫穎而出獲得頭籌,一統智能電表江湖?未來尚有很多未知之謎值得我們去期待,去挖掘,去探討。
節能的關鍵
如何打好智能電表這張王牌
智能電表已開始在世界各地全面普及。日本最大的電力公司——東京電力也計劃從2014年度開始導入智能電表。通過與家用電器等聯動來實現節能化的自動化技術也在研發之中。
自從美國發明家托馬斯·愛迪生于1879年發明了實用的白熾燈泡以來,世界各地不斷鋪設電網。近年來,受環境及能源短缺等問題影響,各國開始發展可提高電網總體可靠性及效率的新一代供電網。
考慮導入智能電表的國家和地區并非只有歐美和日本。以亞洲為例,中國和韓國也在推進導入智能電表的計劃。據美國調查公司IDC介紹,估計2016年智能電表的全球年供貨量將從2011年的2540萬臺增至1.402億臺。目前全球正在使用的電表共有17億臺,其中的大多數遲早會換成智能電表。
尤其是日本,人們對智能電表的關注度很高。在東日本大地震后因核電站停運而導致電力短缺的背景下,日本政府、能源行業、家電行業及通信行業等都對智能電表極為關注。東京電力2012年3~4月向用戶征求了智能電表性能參數的相關意見,共從88家企業收到了482條意見。
關于東京電力的智能電表,用來測量用電量的“測量部分”的性能參數已確定,目前正在制定通信功能規格。除了生產現有電表的東光東芝儀表系統公司、大崎電氣工業、三菱電機、GE富士電機儀表及Enegate五家公司之外,松下也已宣布參與該業務。
實現遠程抄表
智能電表的規格因國家或地區不同而異,但要求的功能基本相同。包括“遠程自動抄表”、“遠程開關”、“能耗量可視化”、“與HEMS(家用能源管理系統)等EMS的聯動”,以及實現這些功能的技術“雙向通信”五項功能。
2000年代初意大利和瑞典開始導入的早期智能電表被稱為“自動抄表器(AMR)”。AMR所需要的功能只有采用單向通信方式的遠程自動抄表。
導入AMR的主要目的是,降低企業的抄表業務成本以及通過提高抄表精度來增加收益。以前的模擬式電表需要抄表員前往現場,用肉眼讀取儀表數值。而AMR具備紅外線等通信功能,抄表員可通過將抄表器伸到儀表前面,或在附近穿過的方法,以半自動方式收集抄表數據。
實現半自動化之后,少量抄表員就能負責大區域內的抄表工作,所以對于電力公司而言,可以降低人工費。而且,因為消除了目視抄表錯誤,電力公司還可以更加準確的掌握用電量。也就是說,要求用戶支付的電費總是正確的,這有助于提高收益。
后來,AMR還追加了采用雙向通信方式的遠程操作功能,并被稱為“自動抄表管理(AMM)”系統。追加遠程操作功能的主要目的是防止非法使用電力/燃氣。如果有人通過非法操作儀表等非法使用電力/燃氣,電力/燃電公司就能通過遠程操作AMM,迅速中斷供應。
但導入AMR或AMM的上述目的均對能源公司有利,對于用戶而言,反而有可能以轉嫁為電費或燃氣費的形式負擔導入成本。因此,除了能源行業之外,以前人們對智能電表的興趣并不大。
但近年來,因環境和能源問題意識在全球范圍內高漲,情況突然發生了變化。以發達國家為中心,很多用戶的消費行動開始注重節能。而且,太陽光及風力等可再生能源提供的電力流入電力系統的“逆潮流”,會導致電力系統總體不穩定,這種情況也被視為一大問題。因為這些原因,使用智能電表來實現節能化和電力系統穩定化的機會越來越成熟。
在這些潮流的推動下,智能電表的導入目的又增加兩個。一個是讓用戶依次掌握電力或燃氣的使用量,并督促其減少使用,另一個是通過與電力/燃氣公司和用戶的EMS聯動,達到總體供求平衡。前者已經在部分國家進入實用階段,從智能電表獲取并顯示信息的住宅用顯示器已在美國等地實現產品化。
節能化自動技術也在研發之中
關于后者,美國等國家已開始提供根據總體供求平衡來調整用戶能源使用量的“需求響應(DR)”服務。而且,使DR實現自動化的“自動需求響應(ADR)”研究也十分活躍。其中,美國勞倫斯伯克力國家實驗室開發的通信數據模式“OpenADR”因被美國國家標準與技術研究院(NIST)采用而備受關注。
OpenADR由運營商的ADR服務器向用戶發送“DR信號”。DR信號可以發送節能請求、能源價格信息及能源系統可靠性等信息,并委托用戶考慮如何對應。
比如,HEMS及BEMS(大樓用能源管理系統)的控制器經由智能電表等接到請求節能的DR信號時,控制器會制定總體節能計劃,并按照該計劃進行設備控制。
日本也在進行OpenADR實證實驗,早稻田大學研究生院先進理工學研究系教授林泰弘主導的計劃已開始實施。但ADR技術尚在研發之中。
智能電表和控制器的職責分配便是研發內容之一。有意見稱,如果能源公司啟動ADR服務,站在公平性的角度考慮,就應該讓所有用戶都能使用。如果只能由控制器控制設備的話,沒有導入HEMS或BEMS的用戶就無法使用ADR。因此,目前人們還在討論在智能電表中嵌入部分設備控制功能的方法。但也有意見稱,設備控制應全部交給控制器完成,智能電表的功能應盡量簡化。
此前一直采用單機形式的儀表將具備“聯動”功能。而且,還將隨著巨額投資的實施成為能源管理基礎設施。
智能電表不僅會對電力及燃氣系統,還會對家庭、企業、家電、通信及EV(純電動汽車)等帶來沖擊。由智能電表構建的基礎設施將變成新服務和技術誕生成長的“搖籃”。ADR可以說是這方面最典型的例子。在智能電表進步的同時,兼顧“生活舒適性”和“節能性”的先進ADR服務和技術也會問世,為了與之對應,HEMS、BEMS、各種家電及EV也有望取得進步。
網友討論:
黃色的小金橘:中國提出建設國家智能電網概念之后,與之直接配套的智能電表開始成為關注的焦點。智能電能表是一種新型電能表,相對以往的普通電能表,除具備基本的計量功能外,智能電能表是全電子式電能表,帶有硬件時鐘和完備的通信接口,具有高可靠性、高安全等級以及大存儲容量等特點,完全符合中國未來發展“節能環保”的要求。
小黑羊:目前,國內智能電度表從結構上大致可分為機電一體式和全電子式兩大類。機電一體式,即在原機械式電度表上附加一定的部件,使其既完成所需功能,又降低造價且易于安裝,其計量精度一般不低于機械計度式計量表。全電子式則從計量到數據處理都采用以集成電路為核心的電子器件,從而取消了電表上長期使用的機械部件,與機電一體化電度表相比具有電表體積減小,可靠性增加,更加精確,耗電減少,并且生產工藝大大改善。就目前看來,智能電表肯定能實現智能化要求,節省了大量的人力物力,但是智能電表是否真的節電,其實是有待商賈的。不過國內智能電表的使用情況,還并未實現全智能化,大多是半智能化,這條路應該還很長吧!
bewin:智能電表本應是好事。曝光安裝智能電表后電費飆升案例時有發生,質疑電表質量和電力公司從中作梗。其實這一現象在英美等國早有前科:安裝智能電表并不一定意味著電費的下跌,它并沒有智能到可以主動節省用電量,目前階段來說,它只是一個優化人們用電習慣的工具,而充分的使用知識普及才能確保智能電表推廣成功,中國電力公司缺乏普及使用常識,只是簡單粗暴的“一安了之”,卻讓本該節能的智能電表成為電費剝削者。
責任編輯:廖生玨
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