本文部分摘錄自《環(huán)球表計(jì)》12月刊，原文標(biāo)題《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計(jì)劃（2015-2020年）中量測技術(shù)需求評估》，作者行業(yè)專家張春暉。

量測技術(shù)是配電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)技術(shù)，列入配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計(jì)劃的考核指標(biāo)。

按電力行標(biāo)生產(chǎn)的智能電表或?qū)⒅攸c(diǎn)應(yīng)用配電網(wǎng)行動計(jì)劃要求智能電表覆蓋率由2014年的60%提高到2020年的90%。國產(chǎn)智能電表的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，首先由國網(wǎng)于2009年發(fā)布智能電表企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2013年又發(fā)布新版企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；近期，國家能源局發(fā)布新的電力行標(biāo)。初步估計(jì)2015-2020年智能電表覆蓋率提高30%，主要是淘汰國網(wǎng)2009年版企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的智能電表和南網(wǎng)新安裝應(yīng)用智能電表。

據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，到2012年末，國網(wǎng)按2009年版企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)集中招標(biāo)1.92億只智能電表，采集總戶數(shù)1.1億只，采集覆蓋率為38.4%；到2013年末，國網(wǎng)采集總戶數(shù)1.8億戶。再是，南網(wǎng)供電營業(yè)區(qū)總戶數(shù)7292萬戶，按80%用戶計(jì)算，未來5年新裝應(yīng)用智能電表5760萬只。兩網(wǎng)合計(jì)，2016-2020年需新裝智能電表24960萬只，平均每年有5000萬只智能電表的需求。參照國網(wǎng)智能電表、終端集中招標(biāo)均價，加上工程、材料費(fèi)，未來5年智能電表更新工程投資約760億元。

配電網(wǎng)智能電表更新的要素：一是，優(yōu)化完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，新增一批關(guān)口計(jì)量點(diǎn)，包括解決配網(wǎng)“單線、單變”問題，解決縣域電網(wǎng)與主網(wǎng)聯(lián)系薄弱問題，中壓配電網(wǎng)合理設(shè)置分段，加強(qiáng)配電線路聯(lián)絡(luò)，農(nóng)村的高壓配網(wǎng)增加布點(diǎn)和中壓配網(wǎng)加快主干網(wǎng)架建設(shè)等。二是，增大配變?nèi)萘?，解決供電半徑瓶頸，按標(biāo)準(zhǔn)配置導(dǎo)線截面，將擴(kuò)大用戶三相電表需求，主要是推動農(nóng)副產(chǎn)品加工、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)作物、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，進(jìn)行供電設(shè)施和計(jì)量裝置改造。三是，農(nóng)戶家用電器迅速增長，需要更換大容量單相電表。四是，糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)田節(jié)水灌溉面積擴(kuò)大，要求應(yīng)用農(nóng)田灌溉用預(yù)付費(fèi)計(jì)量設(shè)備。

在智能電表招標(biāo)模式方面，自2009年以來的國網(wǎng)智能電表集中招標(biāo)模式或?qū)⒏淖?。這次配電網(wǎng)建設(shè)改造的組織實(shí)施：由各省（區(qū)、市）政府統(tǒng)一制定全省配電網(wǎng)建設(shè)改造方案，出臺電價、融資政策進(jìn)行資金籌措；國家能源局負(fù)責(zé)全國配電網(wǎng)建設(shè)改造工作總抓，協(xié)調(diào)重大問題和重大政策，加強(qiáng)對配電網(wǎng)建設(shè)改造資金和還貸資金使用情況的監(jiān)管；電網(wǎng)企業(yè)是配電網(wǎng)建設(shè)改造的實(shí)施責(zé)任主體，負(fù)責(zé)工程項(xiàng)目全過程管控，包括招標(biāo)管理。由此可以推斷，配電網(wǎng)建設(shè)改造用智能電表，主要由省級電網(wǎng)統(tǒng)一招標(biāo)，采用新的電力行標(biāo)，由省級能源主管機(jī)構(gòu)監(jiān)管；另一種模式，可能由各省級電網(wǎng)委托國網(wǎng)進(jìn)行集中招標(biāo)，由國家能源局進(jìn)行監(jiān)管?？梢灶A(yù)見，隨著配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計(jì)劃的實(shí)施，各?。▍^(qū)、市）對智能電表的功能、性能及應(yīng)用時間將有新的或不同的要求，難以統(tǒng)一，智能電表質(zhì)量管控將出現(xiàn)新的問題。

低壓計(jì)量箱在城網(wǎng)特別在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造中應(yīng)用前景可期低壓計(jì)量箱，可以說是繼電表、終端兩個基本市場后的第三個基本市場。前幾年，低壓計(jì)量箱處于無序營銷、管理狀態(tài)，從計(jì)量箱的規(guī)格、接線、造型到電氣產(chǎn)品的質(zhì)量，都各自為政，城網(wǎng)的舊、損計(jì)量箱到處可見，農(nóng)網(wǎng)的低壓計(jì)量箱推廣不到位。

2014年，國網(wǎng)借鑒江蘇電網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，制定出《低壓計(jì)量箱技術(shù)規(guī)范》，為2015年起低壓計(jì)量箱由省網(wǎng)統(tǒng)一招標(biāo)鋪路。據(jù)2014年估計(jì)，國網(wǎng)供電營業(yè)區(qū)供需安裝雙表位的低壓計(jì)量箱6000萬臺，多表位（按8表位計(jì)算）低壓計(jì)量箱1000萬臺。

從2015年起，江蘇、山東等省級電網(wǎng)實(shí)行低壓計(jì)量箱統(tǒng)一招標(biāo)；按先前國務(wù)院的要求，目前全國正在進(jìn)行新一輪農(nóng)網(wǎng)技術(shù)改造；現(xiàn)在又要實(shí)施《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計(jì)劃（2015-2020年）》，都包括推行統(tǒng)一招標(biāo)的低壓計(jì)量箱。未來5年，低壓計(jì)量箱按更新50%，加上缺位補(bǔ)足，總投資約需180億元。

10kV高壓互感器的需求10kV高壓電流、電壓互感器是高壓電能計(jì)量裝置的基本組件，按V/V形接線方式，每套高壓電能計(jì)量裝置需用10kV電壓/電流互感器4臺。

目前，國網(wǎng)供電營業(yè)區(qū)的10kV高壓電能計(jì)量裝置，估計(jì)用戶計(jì)費(fèi)300萬套，公變臺區(qū)有150萬臺套，兩者合計(jì)10kV高壓電能計(jì)量裝置450萬套，就是說目前運(yùn)行的10kV電流/電流互感器約1800萬臺。

未來5年，10kV高壓互感器更新的要素：

新增關(guān)口、用戶、公變臺區(qū)計(jì)量點(diǎn)；

組合式高壓互感器有需求，適用于農(nóng)村配電室空間有限，電能計(jì)量點(diǎn)設(shè)在電線柱上；

提高互感器準(zhǔn)確等級；

擴(kuò)大電流互感器電流量程；

互感器絕緣老化或破碎。

由此，按5年內(nèi)更新10kV高壓互感器20%計(jì)算，需投資36億元。

采集終端改用寬帶電力線載波通信技術(shù)目前已經(jīng)建成的用電信息采集系統(tǒng)，在大部分省級電網(wǎng)的本地通信主要采用窄帶載波（低速）通信方式，以自動抄表成功率98%作為考核指標(biāo)，由此24h內(nèi)2%的用戶抄不到表成為一時難以解決的通信瓶頸，更不適應(yīng)國網(wǎng)營銷[2014]82號文、國網(wǎng)營銷[2015]53號文關(guān)于用電信息采集系統(tǒng)拓展功能、深化應(yīng)用的要求，包括應(yīng)用于遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)、電能質(zhì)量在線監(jiān)測、低壓電網(wǎng)故障報(bào)警定位、電能計(jì)量裝置在線故障智能判斷、電網(wǎng)與用戶雙向互動功能等。

近幾年，寬帶電力線載波通信方式在國內(nèi)開展應(yīng)用試點(diǎn)，先期應(yīng)用試點(diǎn)的有美國高通公司寬帶載波通信芯片，緊接著是華為寬帶載波通信芯片。經(jīng)試用表明，這些寬帶載波通信方式在短周期內(nèi)，自動抄表成功率可以達(dá)到99%以上。為此，2014年國網(wǎng)計(jì)量工作推進(jìn)會議提出研究寬帶載波通信技術(shù)的要求。2015年重慶電力率先進(jìn)行寬帶載波通信方式批量應(yīng)用試點(diǎn)，招標(biāo)寬帶載波芯片100萬片。由此看來，未來5年配網(wǎng)建設(shè)改造行動計(jì)劃的實(shí)施，本地通信改用寬帶載波通信技術(shù)或?qū)⑹侵饕l(fā)展趨勢。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2014年末，國網(wǎng)累計(jì)集中招標(biāo)：窄帶集中器313萬臺，窄帶采集器3290萬臺，窄帶載波電表超過1億只。未來5年，如將現(xiàn)有80%的集中器、采集器，60%的載波電表更新為寬帶載波通信方式，總投資約89億元。

這里需要指出的是國際上，寬帶電力線載波通信技術(shù)研究較早，寬帶芯片重點(diǎn)應(yīng)用于智能家居等領(lǐng)域。但是至今，IEEE/HomePlug尚未推出寬帶電力線載波通信信道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)寬帶電力線載波通信應(yīng)用于電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)起步較晚，特別關(guān)于地埋電纜、電容器無功補(bǔ)償設(shè)備對寬帶載波通信的影響、寬帶載波通信的干擾與抑制技術(shù)研究甚少。這些都是在采集終端改用寬帶電力線載波通信技術(shù)時需要補(bǔ)上的課題。

綜合以上2015-2020年在配電網(wǎng)量測技術(shù)領(lǐng)域，智能電表、低壓計(jì)量箱、10kV高壓互感器和采集終端4個方面的新需求，共需投資約1067億元，占配電網(wǎng)行動總投資的5.3%。還需要說明，與智能電表、低壓計(jì)量箱、10kV高壓互感器成套/延伸的電力產(chǎn)品，包括低壓開關(guān)柜及低壓電容器式無功補(bǔ)償裝置；10kV高壓計(jì)量柜、10kV高壓開關(guān)柜及10kV電容器式/全電子式高壓無功補(bǔ)償設(shè)備；在配電網(wǎng)建設(shè)改造中將有相當(dāng)數(shù)量的需求。

在配電網(wǎng)量測技術(shù)研究方面，重點(diǎn)課題有：智能電表電力行標(biāo)應(yīng)用，特別是雙向互動通信/電表網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)；農(nóng)田節(jié)水用預(yù)付費(fèi)計(jì)量系統(tǒng)；80A及以上插拔式低壓計(jì)量箱；10kV高壓互感器與電能表集成設(shè)計(jì)方案；寬帶載波通信的影響量及信道技術(shù)規(guī)范與測試方法研究等。

配電網(wǎng)量測技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的電力產(chǎn)品需求配電網(wǎng)通信系統(tǒng)建設(shè)配電網(wǎng)行動計(jì)劃要求配電通信網(wǎng)覆蓋率由2014年的40%提高到2020年的95%。城鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村地區(qū)10kV通信接入網(wǎng)主要采用無線、載波通信方式；中心城市加強(qiáng)10kV通信接入網(wǎng)的光纖建設(shè)。

配電網(wǎng)通信系統(tǒng)

配電網(wǎng)通信系統(tǒng)是指配電終端（覆蓋10kV開關(guān)站、配電室、環(huán)網(wǎng)單元、柱上開關(guān)、配電線路、分布式電源站點(diǎn)等）到配電業(yè)務(wù)主站之間的一系列通信實(shí)體，包括通信線路設(shè)施和通信設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)配電終端與系統(tǒng)之間的信息交互，具有多業(yè)務(wù)承載、信息傳送、網(wǎng)絡(luò)管理等功能。配電網(wǎng)通信系統(tǒng)建設(shè)包括骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)兩部分，骨干網(wǎng)已較成熟，難點(diǎn)在于10kV通信接入網(wǎng)與骨干網(wǎng)上聯(lián)接口設(shè)計(jì)等方面。

10kV通信接入網(wǎng)現(xiàn)狀

截止2013年，國網(wǎng)配電網(wǎng)站點(diǎn)總數(shù)超過400萬點(diǎn)。10kV通信接入網(wǎng)中光纜整體覆蓋率很低。其中覆蓋率最高的西北電網(wǎng)，其配電網(wǎng)光纜與一次線路的配比只有2.89%。城網(wǎng)10kV配電站點(diǎn)共計(jì)144萬點(diǎn)，通信覆蓋率22%。其中GPRS覆蓋18.26%，中壓電力線載波覆蓋率0.18%。農(nóng)網(wǎng)10kV配電站點(diǎn)共計(jì)263萬點(diǎn)，通信覆蓋率4.36%。其中GPRS覆蓋率3.93%，中壓電力線載波覆蓋率0.05%。

發(fā)展趨向

隨著智能配電、用電網(wǎng)的建設(shè)與未來能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，配電自動化、分布式電源接入與控制、電動汽車控制、電能質(zhì)量監(jiān)測、高級量測、用戶互動等智能化應(yīng)用深化，對配電、用電側(cè)的信息通信支持要求越來越高，10kV配電網(wǎng)通信的瓶頸依然存在，適應(yīng)未來智能化業(yè)務(wù)需求，配電網(wǎng)通信的網(wǎng)絡(luò)化、寬帶化、IP化和可控可管趨勢明顯，主要研究方向包括：適用于配電、用電網(wǎng)環(huán)境的新型電力無線專網(wǎng)技術(shù)；新型電力線載波通信技術(shù)研究與應(yīng)用，配電網(wǎng)通信綜合接入平臺及智能網(wǎng)管技術(shù)研究及部署。

由此，本文作者認(rèn)為：2015-2020年電表企業(yè)需要考慮重點(diǎn)開發(fā)寬帶無線通信公網(wǎng)/230MHz寬帶無線通信專網(wǎng)用終端、10kV寬帶電力線載波通信技術(shù)和設(shè)備。同時，按照配電網(wǎng)行動計(jì)劃的要求，參與探索以配電網(wǎng)為支撐平臺，構(gòu)建多種能源優(yōu)化互補(bǔ)的綜合能源供應(yīng)體系，實(shí)現(xiàn)能源、信息雙向流動，逐步構(gòu)建以能源流為核心的“互聯(lián)網(wǎng)+”公共服務(wù)平臺，促進(jìn)能源和信息的深度融合，推動能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。

新型互感器組合式高效配電變壓器開發(fā)項(xiàng)目配電網(wǎng)行動計(jì)劃要求優(yōu)化升級配電變壓器。從配電變壓器研發(fā)、生產(chǎn)、使用等多個環(huán)節(jié)，運(yùn)用政策導(dǎo)向和市場機(jī)制，促進(jìn)高效、節(jié)能配電變壓器的推廣應(yīng)用，提高覆蓋率；大力推進(jìn)老舊配變、高損配變升級改造，推動非晶合金變壓器、高過載能力變壓器、調(diào)容變壓器等設(shè)備的應(yīng)用，逐步淘汰S7（S8）型高損耗變壓器。

截止2013年末，全國在網(wǎng)運(yùn)行配變總計(jì)1530萬臺，總?cè)萘?8億千伏安。其中電網(wǎng)公司運(yùn)行管理的配變約860萬臺，其它企業(yè)運(yùn)行管理的670萬臺。全國在網(wǎng)運(yùn)行配變中高效配變比例不足8.5%，新增量中高效配變占比僅為12%，產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對滯后，節(jié)能潛力巨大。為此，2015年8月13日，工信部、國家質(zhì)檢總局、國家發(fā)改委三部委共同發(fā)布《配電變壓器能效提升計(jì)劃（2015-2017年）》，提出到2017年，累計(jì)推廣高效配變6億千伏安，實(shí)現(xiàn)年節(jié)電94億千瓦時的目標(biāo)。

結(jié)語未來幾年，高效、節(jié)能的配電變壓器市場很有需求量，按2017年末推廣高效配變6億千伏安、配變?nèi)萘?00千伏安/臺計(jì)算，共需高效配電變壓器300萬臺。由此，本文作者建議電表行業(yè)利用量測技術(shù)的優(yōu)勢，開發(fā)或合作開發(fā)新型互感器組合式高效配電變壓器項(xiàng)目，采用高效配變與互感器的集成化設(shè)計(jì)，高效配變可以采用非晶合金配變，自適應(yīng)負(fù)荷型配變，農(nóng)網(wǎng)高過載配變，智能型配變。再在這些新型配變基礎(chǔ)上，高壓、低壓引出線上增加電流互感器，非晶合金鐵心，采集電流信號；配變高壓線圈內(nèi)部增加測量繞組，采集高壓電壓信號；箱蓋上安裝溫度計(jì)。其中高壓/低壓互感器具有規(guī)定的測量準(zhǔn)確度。

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原標(biāo)題:配電網(wǎng)量測技術(shù)需求評估與新技術(shù)研究課題