2022年,新一代智能电表两类表计的市场需求为何很不相同?
中国现代电网量测技术平台
张春晖 张震
(相关资料图)
2022年9月17日
2020年,国网推出新一代智能电表包括两类:一类,智能电表(2020版);另一类,智能物联表。其中,智能电表(2020版)的新意:首次采用IR46国际建议设计。智能物联表的新意:采用IR46标准设计,同时首次采用扩展功能模组和嵌入式操作系统,用于管理模组应用软件统一开发。
1、2022年,智能电表(2020版)需求继续回升
1)2022年,国内电表市场预计同比增长15.8%。
— 回顾2021年,国网智能电表(2020版)首次大批量招标应用,全年招标总量6677.6万只 (中标总金额169.7亿元),比2020年智能电表(2013版)招标总量(5206.6万只)增长28.2%;智能电表(2020版)招标平均单价254.28元/只,比2020年智能电表(2013版)平均单价(212.6元/只)升高19.6%。
— 展望2022年,随着国家能源新政落地实施,电网新能源大幅增长,电网建设与改造在广阔范围内展开。
•2022年上半年,国网第1批次招标和新增1批次招标,智能电表(2020版)合计招标量4230万只(中标金额107.56亿元)。
•预计2022全年,国网智能电表(2020版)招标总量将达到7736万只(中标金额196.7元),同比增长15.8%。
2)2022年,智能电表出口预计同比增长10%。
— 经推算,2022年上半年,智能电表出口约2132.07万只(出口金额约5.01亿美元/34.86亿元人民币)。其中,威胜集团和威胜信息:2022年上半年海外营业收入6.38亿人民币/0.91亿美元;科陆电子:2022年上半年海外营业收入2.49亿人民币/0.356亿美元;海兴电力:国内最大智能电表出口企业 ,2022年上半年 的海外营业收入待查询。总体来说,2022年智能电表出口走向是继续扩大东欧、拉美、亚洲和非洲等地区的电表市场份额,亚洲是智能电表出口最大市场。
— 预计2022全年,智能电表出口总量达到4893.87万只(出口金额11.59亿美元/80.69亿元人民币),同比增长10%。
3)国网智能电表(2020版)需求量为何持续回升?
智能电表(2020版)适用于量多面广的一般电力用户计量,主要有计划的更换网上运行多年的智能电表(2009版)、智能电表(2013版)。
智能电表(2020版)是智能电表(2013版)的全面升级。其主要特征:
— 智能电表(2020版)是国内首款采用IR46国际建议设计:准确度等级采用A、B、C、D、E 表示;误差负载曲线表示为Ist(起动电流)- Imin(最小电流)- Itr(转折电流)- Imax(最大电流);采用部分干扰作为允许影响量等。
— 通信技术:采用面向对象的数据交换协议(DL/T 698.45 -2017);电能表本地通信采用HPLC等。
— 电能表寿命提升到16年。
鉴于目前网上运行2009版、2013版智能电表的技术要求和功能要求不符合IR46标准及新技术要求,需要有计划进行更新。
4)这里需要指出:由于国网智能电表(2020版)标准稳定实施,有些电表企业大幅减少智能电表(2020版)开发人员,转向新能源产品、物联网、数字电网新产品开发。长此以往,将影响对国网智能电表(2020版)跟踪开发和智能物联表后续技术改进,推迟出口高质量智能电表开发。
2、2022年,智能物联电能表需求远低于预期
1)2020-2022年,国网智能物联表招标量逐年增长,总量不大。
— 2020年,国网智能物联表首次招标量1.95万只。
— 2021年,国网智能物联表招标量13.05万只,占全年新一代智能电表(2020版)总量(6697.6万只)的0.2%。
— 2022年,国网第1批次智能物联表招标79.73万只,占同批次招标所有设备总量(3722.12万只)的2.1%。其中,省级电网对智能物联表需求量较大的有:山西电网9.5万只,辽宁电网4.17万只。
2)同样是新一代智能电表,为何智能物联表需求量不大?
— 智能物联表是基于IR46标准设计,即采用多芯模组化,实现计量芯与管理芯在硬件、软件上隔离;同时,通过管理模组建立嵌入式操作系统开发平台,配置扩展功能模组,为新业务需求预留设计空间。由此,可以开展居民家庭智慧用能,电动汽车、分布式能源管控、社区综合能源服务。
但是,新推出的智能物联表整机设计尚不完善,其主要问题:
— 智能物联表定价较高。
前面已经説明,新一代智能电表(2020版)招标单价254.28元/只;智能物联表单价要加倍,约600元。智能物联表扩展功能应用是否必须,成为省级电网招标决策因素。
— 目前,扩展功能模块只有非介入式负荷识辨模块、电能质量监测模块,由省级电网选用,而非必用。
— 管理模组采用通用嵌入式操作系统,不合适。
•2022年初,国网发布《智能物联电能表功能及软件規范》(Q/GDW 12180-2021)規定:电能表管理模组功能软件在统一的嵌入式操作系统上进行开发。
国网12180規范的存在问题:
其一,未明确:管理模组功能的统一代码。
其二,未明确:选用哪家软件公司开发的通用嵌入式操作系统?在智能物联表上应用的优点与问题 。
其三,未明确:选用嵌入式操作系统内的进程管理(任务调度),内存管理,设备驱动程序,文件系统和网络系统。这些要求,需由电表企业按国网12180規范要求,消化、熟悉通用嵌入式操作系统后,经大量软件编程才能实现。
可以说,这些未明确的要求,正是引发业内的智能物联表嵌入式操作系统的技术争议。
•网上计量专家对智能物联表嵌入式操作系统提出的质疑:
其一,电能表的一些问题和特殊要求,应该写入操作系统;操作系统需要一些懂业务的专家来做。
其二,采用翼辉的通用嵌入式操作系统,其架构大,内核复杂,电表设计复杂化,效率相对会低。通用嵌入式操作系统+APP并不是一个优化解决方案。
其三,现在的嵌入式操作系统用在电能表上,需要解决最重要的问题:系统资源不能随APP的修改或增加,导致系统资源变化较大或不确定。
其四,计量专家王运兵提出:源于电能表裸机软件系统、采用模块化的专用电能表嵌入式操作系统,可供参考。
— 鉴于智能物联表设计问题多,省级电网需求量上不去,何解?本文作者的意见:
•国网营销部门要为推广应用智能物联表,提出用户计量必用的扩展功能。如用户电力负荷管控和预计,统一采用用电信息采集系统和智能物联表,清理现有多部门的用户负控系统 。
•估计智能物联表专用嵌入式操作系统正在开发,建议扩展应用到表计整机,包括计量模组。这里,计量模组与管理模组的硬件分离可能性,需要研究新方案。
•智能物联表要限价 。其单价,建议不超过新一代智能电表(2020版)的50%。
3、新一代智能电表应用的预期
1)智能电表(2020版)应用的预期
— 2020年,国网智能电表(2020版)首次招标。当时的电网运行2009版、2013版智能电表约4.85亿只。
— 到2022年中期,国网智能电表(2020版)招标1.09亿只;电网运行2009版、2013版智能电表尚有3.76亿只。
— 以后,按年更新原智能电表7000万只计算,今后5年-到2027年,电网运行表计全部更新为智能电表(2020版)。
2)智能物联表应用的预期
— 到2022年中期,国网智能物联表招标94.73万只。
— 今后5年,按智能电表(2020版)年招标量(7000万只)的5%计算,智能物联表年招标量350万只。到2027年,电网运行智能物联表1845万只。
3)估计2025年后,电表企业将迎来新能源计量、物联网计量、数字计量产业化的新需求。
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