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“四表集抄”组网技术探索与能源互联网

北极星智能电网在线  来源:中国现代电网量测技术微信公众号  作者:李鸿 张春晖  2016/9/19 10:40:45  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:目前,电、水、气、热“四表集抄”系统建设分别属于不同行政管理体制。智能电表集抄系统(电力用户用电信息采集系统),由国网统一全面管理。水、气、热表计行业集抄系统,由地方政府行业主管部门进行业务归口管理。

2016年2月29日,国家发改委、国家能源局、工业和信息化部联合印发《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见(发改能源【2016】392号)》提出:“推动能源与信息通信基础设施深度融合”的要求,极大地推动国网“四表合一采集”工程进程,同时,带动水、气、热分行业集抄建设后发力提速。但是,极少看到有关电、水、气、热行业集抄系统组网的报道。

近期,区块链技术如何融入能源互联网营销环节成为热点。区块链的技术特征,与能源互联网的理念吻合,使区块链技术未来有潜力成为能源互联网重要的技术解决方案之一。从区块链技术在能源互联网应用的功能维度上讲,区块链在机制上能够实现可信任与自组织,不需要第三方机构的存在。在能源及排放的计量认证、能量及衍生产品的市场交易,多能源形式、多主体的组织协调、能源融资等方面将发挥重要作用。

根据国家三部委【2016】392号文,汇总网上“四表集抄”的争议与发展文稿,就目前不同行政管理体制、不同技术经济实力的情况,本文将叙述电、水、气、热“四表集抄”系统如何从表计抓起,经过现有系统现代化改造、联网,最终发展到能源互联网要求的高级“四表集抄”网络的过程及其关键技术。

1、“十二五”以来,电、水、气、热行业集抄系统建设都有进展,发展情况很不平衡。

1)国网:

2010年,国网电力用户用电信息采集系统建设启动,经过6年的实施,到2016年末,将实现电网全域用户采集基本全覆盖,安装智能电表37758万只,总采集覆盖率95.5%。预期,2017年将建成国际上最大、单方向通信的用电信息采集系统。

2015年8月,国网营销部下发《关于加快推进“四表合一采集”应用工作的通知》,发布《“四表合一采集”典型技术方案》。到2015年底,国网采集系统共接入水表9.3万只,气表0.9万只,热表1.1万只,涉及10.8万户。2016年,“四表合一采集”达到300万户。“十三五”末,“四表合一采集”将达到3000万户。

自国网智能电表集中招标以来,全国智能电表生产企业减少40%,现存约360家。2016年预计智能电表生产1.4亿只,出口占33%。

2)水、气、热行业集抄系统建设进程不一,缺乏有权威的高层部门垂直推进智能化进程。全国智能水、气、热表应用情况难以统计。

水行业,全国自来水公司约3000多家,水表及配套生产企业300家。到2015年底,水表年产量9000万只,其中智能水表占10%。新一代集抄技术将是高级量测系统(AMI)和物联网(IOT)技术。

气行业,全国燃气公司800家,传统燃气表生产企业100家,智能燃气表企业30家。到2015年底,传统燃气表年产量3500万只,智能燃气表1900万只,占燃气表总产量的35%。气体超声流量计主要依靠进口。

燃气智能化工程启程。近期,网上发布住房和城乡建设部行标《城镇智能燃气网工程技术规范(征求意见稿)》。

热行业,热计量主要市场是北方15省采暖区。热计量系统采用分级计量,技术管理都比较复杂。其中,用户热计量方面,2013年,热量表安装1800万只,热计量面积14亿平方米;平均每只热表计量77平方米。2013年全国供热面积65亿平方米,采用热表计量只占21%。目前年新增供热面积3-4亿平方米,年需求热表400万只。

3)“四表集抄”发展的争议

国网推进“四表合一采集”具有明显的技术先进与经济优势。“以城镇新建居民小区为重点,找准政府重视、企业积极和智慧城市建设等重点区域”,进行远程抄表,“继而开展代抄、代收,不断创新商业合作模式”。国网从技术、资金上保障工程按期完工。但是,国网“四表合一采集”将水、气、热行业最底层,先进的智能计量设备及通信技术都管控起来,增设跨行业数据交换一个环节,从水、气、热分行业集抄中划走了现代化采集,留下的是早期各行业集抄系统及诸多行业计量管理及技术难题。估计靠水、气、热行业现有的实力去解决,需要走漫长的路。

水、气、热分行业集抄的整体管理水准差在哪里?

以武汉市供水行业的情况:“从上世纪90年代至今,相继建立起诸多的行业管理系统,包括远程抄表系统,营业收费系统,生产调度管理系统(SCADA),管网供水监测系统,管网浊度在线监测系统,协同办公系统等,可以说,一直在追求实现供水自动化管理,打通信息共享通道,建立智慧水务平台”。但是,实际应用情况很不理想:智慧水务平台的感知层(注:表计)数据的来源,数据的可靠性,及时/准确/有效性都难以保证,这些海量数据如何应用分析与整合,更是缺乏技术力量。国网“四表合一采集”工程实施后,这些行业的大量早期表计需要更新为智能表计,早期表计的采集工作,也要完善与改进成为现代远程抄表系统,其资金来源困难。再是,用户侧与计量相关的供水漏损,供气安全,供热温度不达标,都需要水、气、热行业作出综合规划,开展大规模用户侧改进工程和大量资金投入。

以上对“四表合一采集”,分行业集抄系统两类模式的简要分析与评估,可以明晰:“四表集抄”两类模式,暂时都难以否定,只能各自顺势发展。鉴于国网“四表合一采集”,与水、气、热分行业集抄发展的巨大反差,建议国网推进“四表合一采集”应用工作,需要调整策略,尽可能协助水、气、热行业全面、均衡推进其集抄系统现代化改造。走向大同,才能保障“四表合一采集”走得更好更远。

2、从能源表计的高品质/智能化抓起,适应现场环境下准确计量/现代化采集需求:

1)智能电表改用全功率算法进行设计

三相智能电表全功率设计,按非正弦波的有功功率、无功功率、畸变功率和视在功率计算。主要参照标准IEEE1459-2010,国际上参考产品:GE公司的KV2CTM三相电表,具有畸变功率因数计量功能。

单相智能电表全功率设计,按正弦波的有功功率、无功功率和视在功率计算。

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