"十三五"期间，国网智能电表配套采集建设市场的需求与开拓
中国现代电网量测技术平台
张春晖
2016年11月27日
本文将汇编叙述"当前电表行业热点问题（重庆华立）讨论会"提出的当前行业热点问题（二）:<"十三五"期间，国网智能电表配套采集建设市场的需求与开拓>的讨论概要。
近几年，本文作者多次提到:电表企业要用心做好智能电表，采集终端
和低压计量箱3个基本市场。本文重点讨论"十三五"期间第2个基本市场的需求与开拓。
"十三五"期间，国网智能电表配套采集建设可以分两个时间段进行需求评估:2016和2017年，继续推进用电信息采集系统建设，实现全网总用户（39500万户）用电采集全覆盖。2017年后，国网将继续保持对智能电表配套采集建设有较大而长期的需求，目前还看不到底线。由此，电表企业的转型，首先需要强化采集终端技术与市场的开发。
本文部分内容录用于重庆市电科院文稿:«重庆公司宽带载波通信系统建设推广情况»，济南积成公司:«用电采集2.0主站
概要与采集终端性能提升建议»
1,"十三五"智能电表配套采集建设需求要素将有较大改变:
1）继续推广智能电表的配套采集建设
•2016--2017年，国网重点要实现用电信息采集系统全覆盖，两年新增采集用户7885万户（包括采集终端780万台）,估计两年投资95亿元。
•趸售，代管县上划国网管理用表。上划县，按年平均20个县（500万户）计算，5年共计上划2500万户（包括采集终端500万台）,"十三五"合计投资约30亿元。
2）新装智能电表配套采集建设。国网年平均新增用户按总用户数的4%计算，"十三五"新增用户6320万户（包括采集终端630万台）,估计投资76亿元。
3）用电采集运维。到"十三五"末，国网总用户数估计将达到4.7亿户，按年平均80%用户的智能电表配套采集建设列入运维计划，5年运维投资约94亿元。
4）现有窄带电力线载波通信方式需求逐步进行淘汰更新。"十三五"采用宽带载波通信技术的用户，按国网总用户数的15%计算，合计投资约36亿元。
5）以上合计，"十三五"期间国网智能电表配套采集建设（包括采集终端1910万台），用电采集运维及本地通信方式更新，总投资约为331亿元。
2,"十三五"智能电表配套采集建设通信新技术需求
1）国网，新一代用电信息采集系统技术架构总体研究课题已经启动。
早在2014年1月，国网有关部门文稿:«用电信息采集系统应用现状及发展趋势»指出:由于电力线（窄带）载波通信，微功率无线通信，无线公网通信，无线专网230mhz通信，光纤通信分别不同程度的存在通信质量/干扰严重/运行费用高/接入容量
与覆盖面有限/投资大与布线困难等问题，对主站应用，智能费控，用电信息安全防护技术要求提升，因此需要研究提出用电信息采集系统通信网技术体系，研究提出基于互联网，电信网和广播电视网的用电信息采集系统技术方案，实现数据，语音，视频等业务的融合。
2）开展低压电力线宽带载波通信规模化应用前的技术准
备:
•国网正在制定低压电力线宽带载波（2---12mhz)通信系列技术规范，估计2016年底可以敲定。
•重庆市电科院:在国内率先在实验室/现场开展低压电力线宽带载波通信性能测试技术研究。
在实验室，研制国内首套屏蔽式宽带载波多级测试系统。
在现场，建立了大型公变台区宽带载波通信典型测试环境。
在实验室/现场，能进行低压电力线宽带载波通信互联互通测试，包括终端交叉采集，模块交叉中继，混合组网采集等测试。
3）电网通信密码新技术研究。
4）基于大数据的采集智能运维技术。
5）"电力光纤到户关键技术研究与示范"项目启动。
该项目为2016年度国家重点研发计划项目，由国网辽宁省电力公司牵头申报，国网信通产业集团国电通公司承担，将创建国内首套t级电力光纤到户系统，实现沈阳地区2500户示范应用，最终形成可复制，可推广的电力光纤到户整体解决方案。
6）低功耗，广域网通信技术在"多表集抄"中的应用研究。
7）"多表合一采集"工程中多通信方式转换器集成技术。
8）智慧城市电，水，气，热表集抄系统联网技术方案研究。
3,国网对智能电表配套采集建设有较大而长期的需求，为何目前还看不到底线？
国网用电信息采集系统建设从2010年（总用户:2亿户）启动，到2017年（4.3亿户）计划全面建成，估计智能电表配套采集建设的投资为510亿元，为智能电表全面应用投资的31%。
"十二五"用电信息采集系统建设留给"十三五"续建进行研究处理的重点问题，主要有:系统通信网需要重构，基于国家"三网融合"的用电信息采集系技术方案，破解本地通信质量技术瓶颈等。前面已经叙述，"十三五"国网对智能电表配套采集建设（包括采集终端1910万台），用电采集运维及本地通信技术更新，合计投资331亿元，只能解决用电采集应急，局部通信问题。
国网对智能电表配套采集建设有较大而长期的需求
，为何目前还看不到底线？
1）早期系统工程规划设计缺失多，需要用较长的周期才能重构出新一代用电信息采集系统技术架构与管理网络。
省级电网用电信息采集系统从功能流程环节讲，包括主站设计/运行/维护，集中器设计/勘测/测试，远程/本地信道监测管理，最后落实到智能电表/采集器。管理网络环节，包括省级电网计量管理
部门，物资部门，电力计量中心及地/县供电公司，从事:国网标准培训与施工操作规范制定，计量产品招标/验收/配送，工程施工/验收，系统投用/运行/故障运维等一系统管理环节。
从系统应用的角度，新一代系统技术架构与管理网络重构，需要解决的主要问题:
•对系统整体设计指标作出规定:
省级电网系统面向重点应用功能（月计费，日线损计算，远程预付费，低压电网故障与电能质量指标超标的报警处理）,对系统全部用户的采集周期，通信速率，流量计算方法，需要提出不同要求。
•主站的硬件，软件设计采用新技术，主要解决主站性能整体不足，核心业务应用不明确，整体架构扩展性不足，运维自动化水平低。
•采用通信新技术应用方案，破解远程/本地通信质量技术瓶颈，包括通信信道监测与管理，本地通信互联互通技术，多通信方式网关设计要求。
•采集终端性能提升，包括采集能力，分析能力，互动能力，互换能力，自维护能力的提升。
•用户上网通信带宽的要求。
可以说，新一代系统技术架构与管理网络的重构，是个关系面广
，新技术多，管理复杂的海量系统工程。
2）系统功能不断拓展，电网多专业应用需求增多
•2011----2012年，系统功能简单，只有自动化抄表，数据质量管理。
•2012---2016年，系统功能快速扩展，包括实时费控，智能化运维，计量装置在线监测与智能故障诊断，分布式电源接入，智能双向互动，电能质量在线监测，同期线损统计分析，停电检修，配电网运行监测，"多表合一采集"接入，支撑电网多专业深化应用。
•由此，智能电表配套采集的数据类别，数据流量，通信速率都在快速增长，由于功能模块化设计率低，计算与存储容量不足，主站/集中器/采集器（智能电表）的硬件，软件需要跟踪更新。
3）窄带载波通信质量技术瓶颈，一时难以很快解决
近两年，国网年度计量工作推进会都要求开展宽带载波通信技术应用研究。
•对宽带载波通信的规模化应用，有不同的看法。宽带载波通信性能
指标，主要用于中高速通信速率,用于解决低速率的窄带载波通信质量问题，从技术上看，不是很合理方案。
•宽带载波通信方式规模化应用，总投资过大，而宽带载波通信技术本身还有尚需解决的问题，如宽带载波通信信道监测，抗干扰措施，互联互通技术等。
•宽带载波通信可以适应用户的主要用电计量及相关要求，扩展到配电工程多方面的视频通信需求，但还不能满足用户上网通信带宽的要求。
4）国际/国内通信新技术更新换代很快，智能电表配套采集建设的通信方式需要优化选用。目前有4g/5g远程无线通信，基于低功耗，广域网的物联网通信，电力光纤到户关键技术研究。
由以上叙述说明，国网对智能电表配套采集建设有较大而长期的需求，是符合实际的。
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，电表企业的转型，首先需要强化采集终端技术与市场的开发
目前，进入国网采集终端集中招标范围的电表企业，只有为数不多的单位具有自主开发集中器的能力。对大多数电表企业来说，长期以来，集中器开发是项短板，通常走捷径，引入集中器设计方案后自行组织生产，同时也降低企业应收益的利润。
前面叙述了国网对智能电表配套采集建设有较大而长期的需求，从企业长远发展出发，加大专业人才与资金的投入，自主开发集中器技术是合适的选择:
1）集中器技术开发有难度。其通信方案都有通信芯片开发商供给。电表企业主要进行采集终端的功能，电源及通信协议转换技术设计，只要引进高级通信，计算人才，或与专业对口的高等院校合作，自主开发集中器是可能做到的。
2）未来的智能化终端是多门类行业的在线监测，控制，补偿功能创新产品，包括供水/供气/供热智能化终端，公变台区/电力负荷控制/用专变智能化终端，用于不同场景下，现场紧急事件处理/多指标综合控制，补偿，具有广阔的应用前景。
特别是今后两年，国网智能电表需求总量或将大幅下降，电表企业在继续用心做好智能电表这个保底市场基础上，需要进行转型创新产品开发，智能化终端系列产品，将是具有应用前景，技术开发有难度，不受电网集中招标制约的可选转型创新产品。
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