構建先進計量體系 推動電網智能化

中國國家電網公司提出，構建以信息化、自動化、互動化為特征的統一堅強智能電網。很顯然，建設智能電網，離不開對終端用戶的信息采集及應用，也就是通常所說的“先進計量體系”(Advanced Metering Infrastructure )。

　　先進計量體系是指能夠按需求自動、雙向地獲取并控制用電的計量系統，由包括智能電表在內的硬件設施、通信系統以及信息采集與分析決策的軟件系統組成。

　　先進計量體系究竟有多重要？筆者認為，它的重要性體現在以下方面：

　　它是智能用電的基礎。電力企業要通過削峰填谷來減少投資，提高運營效率；用戶希望節省開支，合理用電。而這僅靠電費賬單是遠遠不夠的。雙方都需要了解在什么時間段用了多少電，并在必要的時刻適當控制及分配用電。

　　它將有效提升分布式能源的利用率。利用儲能技術以及對用電負荷的有效預測及調控，就可提高分布式太陽能、風能等的滲透率，使其接入電網后更加“友好”。

　　一方面，智能電表的雙通道、雙向計量功能可以精確記錄“受電”與“售電”的時段、電量及對電網的影響，并通過對歷史數據的深入分析，提高負荷預測的準確性；另一方面，智能電表所提供的實時電氣參數，可作為調節逆變裝置及儲能系統的依據，使風能、太陽能等間歇性能源變得可調、可用。此外，先進計量體系的高速通信網絡，也是整個微電網的通信基礎。

　　它催生了新產品、新技術和新業務模式。比如，幾輛插入式混合動力汽車充電時，對電網的影響微不足道；但若有成百上千輛同時充電，它有何影響、是否控制等問題就變得很重要。而先進計量體系可以解決這些問題。

　　它可提升供電質量，提高運營效率，實現電網自愈。通過先進計量體系與其他軟件平臺的集成，可以實現智能電網的許多高級應用。例如，將先進計量體系與停電管理系統進行集成，就可通過智能電表傳輸的信息自動判斷故障位置、類型及停電范圍，并生成檢修及恢復供電計劃。這將大大提升現有故障報修語音系統的效率，縮短停電時間。

　　先進配電網管理的許多高級應用，也都需要利用先進計量體系的信息平臺，如網絡優化（通過電氣操作平衡負荷，降低損耗）、安全校核（分析每一步電氣操作對電網安全性的潛在影響，并提示預警方案）等。

　　既然先進計量體系是智能電網的重要組成部分，那么構建先進計量體系的關鍵是什么，如何體現其先進性？

　　第一，要有高速的通信網絡。可以因地制宜考慮多種組網方式，但足夠的帶寬及傳輸速率，是構建先進計量體系的必要條件。

　　Wimax是一種高速無線寬帶傳輸技術，它采用點對多點的通信方式，在3.5兆的帶寬中，平均速率約為每秒18兆比特。一個建在高層建筑上的Wimax基站，覆蓋半徑可達3千米左右。現在很多城市的供電半徑還不到3千米，利用一個有光纖敷設的變電站作為一個接入點，一端是Wimax無線寬帶到戶，一端是接入光纖主干網，將是很理想的組網方式。這種方式是低成本的寬帶接入方式，尤其適用于企業專網的建設。

　　第二，要有智能電表。作為連接電網與用戶的重要節點，智能電表的作用舉足輕重。125年前，GE從愛迪生手中接過了電表業務，成為世界上第一個規模生產電表企業。當時的電表計費是靠“稱重量”——在電表里面有一些化學物質，通電后重量會發生改變。科技飛速進步，今天的智能電表已從單純的計費工具，發展成為提升整個電網運營水平的智能元件，是將信息轉化成決策的知識源泉。

　　與普通多功能電子電表相比，智能電表增加了兩大顯著特點：

　　一是雙向通信功能，即電網不僅能從電表收集用電信息，更能將電網信息（如實時電價等）及控制命令下達給電表，電表接收并作出“智能”響應。雙向通信還包括與智能家電、其他表計的信息傳遞與控制命令。

　　二是擁有基于標準的、開放接口的內置智能程序。現在很多智能電表都從多功能電子電表改進而來，即使增加了雙向通信，也都使用“問答”方式從主站被動接收指令，這種模式不適合實時性強、信息量大的智能電網要求，容易導致數據丟失、信息錯誤、通信堵塞等問題。

　　GE智能電表內置的PolicyNetTM，是基于“政策”的高級應用程序，只要接收到的信息符合預先設定的邏輯，就能自主作出判斷和響應，無需等待主站再次發出指令。該程序可以實行遠程修改“政策”，進行軟件升級，維護。GE PolicyNetTM采用基于標準的開放式軟件構架，提供IP、SOAP等多種格式的交換數據信息，方便與上級軟件平臺集成，擁有更多智能功能。

　　今年10月，位于澳大利亞維多利亞省的Ausnet電力公司開始大規模部署先進計量體系，GE將為其提供近70萬只基于Wimax通信的智能電表。這一體系建成后，Ausnet的電力用戶，不再是先消費、后埋單的普通用戶，而是事先預知、提前介入、決策消費的超級用戶；Ausnet電力公司也不僅僅為用戶提供用電服務，而是通過制訂“政策”引導客戶用電，并借助其消費行為改善電網運行質量，提高電網運營效率。

　　隨著全球各地越來越多地應用先進計量體系，智能電網正在走向大眾，并終將改善人們的生活。