智能電表的少數(shù)派報告

2013年5月9日，國家電網(wǎng)北京公司全面啟動2013年智能電表換裝工作，計劃年內(nèi)完成120萬智能電表的換裝。

自2011年開始逐步推廣使用智能電表，兩年來北京居民已免費(fèi)換裝智能電表190萬具，接近1/3。目前，大部分居民還在使用的預(yù)付費(fèi)卡式電表已接近使用壽命，國家電網(wǎng)北京公司制定了三年智能表換裝計劃，將在2015年完成全市630萬居民用戶的智能電表換裝工作。

和傳統(tǒng)的卡式電表相比，智能電表購電更加方便，通過網(wǎng)上銀行、電話充值等方式，用戶所購電費(fèi)自動下發(fā)到電表內(nèi)；同時，也可隨時上網(wǎng)或電話查詢電量電費(fèi)，當(dāng)電表內(nèi)余額不足30元和10元時，兩次短信提醒購電；最重要的是，階梯電價和光伏發(fā)電等新能源并網(wǎng)的雙向計量收費(fèi)等政策倡導(dǎo)了低碳的生活方式。

4月22日，位于青島的國內(nèi)首個家庭光伏電站在投運(yùn)4個月后實(shí)現(xiàn)了用電賣電的收支平衡。這個總裝機(jī)容量為2千瓦的屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)全部采用多晶硅電池板，并網(wǎng)電壓220伏，采用電量自發(fā)自用、余電上網(wǎng)（即出售給電網(wǎng)公司）的方式并入電網(wǎng)。

除了具備電能計量的基本功能外，智能電表通過先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了用電信息存儲、遠(yuǎn)程采集和信息交互等功能。階梯電價的實(shí)施還對智能電表的時鐘準(zhǔn)確性、功能可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性提出了更高的要求，這需要通過主控芯片、計量芯片和通訊等模塊來實(shí)現(xiàn)。

市場現(xiàn)有的主控芯片提供商包括飛思卡爾和意法半導(dǎo)體等，其中的飛思卡爾的S08GW/ S08LL、意法半導(dǎo)體的STM8L/ STM32L，德州儀器的MSP430AFE2xx/ MSP430FE47X2系列和愛特梅爾的tinyAVR/ megaAVR等因其低功耗的特性更受青睞。

和傳統(tǒng)的分立方案相比，TI等公司提供的全集成片上系統(tǒng)（SoC）將控制、計量和通訊功能全部集成在單芯片上，在成本、開發(fā)周期、外設(shè)集成度的方面都有一定的優(yōu)勢，很可能在未來成為主流。

通訊標(biāo)準(zhǔn)方面，我國市場上現(xiàn)在多采用RS485和窄帶FSK電力線載波通訊（PLC），與之相比，歐洲主流的G3、PRIME和最新的IEEE-1901.2標(biāo)準(zhǔn)則采用的是OFDM PLC通訊，它可以提供相對較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和網(wǎng)絡(luò)安全性。飛思卡爾的MC13260、意法半導(dǎo)體的ST7580和德州儀器的C2000等芯片都提供對多個主流調(diào)制方式的支持。由于基于OFDM的技術(shù)成本相對較高，我國目前還未采用這一標(biāo)準(zhǔn)，希望未來能有更具成本效益的PLC方案推出。

智能化程度的提高，既方便了用戶也有助于節(jié)能，智能電表在全球都被高度關(guān)注。IHS iSuppli報告指出，到2016年底，全球智能電表的安裝量將翻番。在美國，智能電表普及水平目前只有23%，也還是名副其實(shí)的少數(shù)派，安裝空間還很大。

在我國，一系列旨在提高智能電表質(zhì)量管理與控制的新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將于8月生效，這會推動中國智能電表市場今年增長9%，出貨量有望首次突破1億大關(guān)。在之后的幾年內(nèi)，我國智能電表市場平均復(fù)合年度增長率將高達(dá)9.5%，如下圖所示。隨著替換速度加快，智能電表將成為主流，普通電表的產(chǎn)量將快速下滑，到2016年接近消亡。

 
圖：中國電表產(chǎn)量預(yù)測
 
根據(jù)已經(jīng)公布的國電電表招標(biāo)采購流程，今年不僅電表采購價格降低，用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的價格也在顯著下滑，這導(dǎo)致了電表半導(dǎo)體市場重新洗牌。從電表主控芯片、計量芯片及電力線通信等領(lǐng)域的合作角度，這將是雙贏的過程。隨著新技術(shù)新標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，以及對SoC等新方案的逐步接納，性價比更高的智能電表方案一定會層出不窮。