技術(shù)
導(dǎo)讀:全球各國(guó)的智能表計(jì)滲透率攀升!
全球范圍內(nèi),智能電表的出貨量十分可觀。
根據(jù)美國(guó)能源信息署截至2021年的數(shù)據(jù),美國(guó)在用的智能電表數(shù)量為1.3億臺(tái),占1.6億臺(tái)電表總量的64%,有部分區(qū)域智能電表滲透率超過(guò)70%。
日本提出到2024年替換日本80%的傳統(tǒng)電表改換成智能電表,提高能源效率。
印度在2015年啟動(dòng)了先進(jìn)電表基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃,目標(biāo)是用智能電表取代2.5億塊傳統(tǒng)電表。
歐盟地區(qū)如德國(guó)、法國(guó)因能源緊缺導(dǎo)致電價(jià)頻繁波動(dòng)且電價(jià)經(jīng)常過(guò)高,這將首先對(duì)居民用電形成壓力,因此通過(guò)智能電表實(shí)施動(dòng)態(tài)電價(jià),引入可再生能源,幫助家庭掌握用能情況并依此進(jìn)行能源管理。歐洲各國(guó)均將智能電表普及率的目標(biāo)提高到了80% 甚至更高。
在中國(guó),智能電表也有相當(dāng)高的普及率,國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)持續(xù)開(kāi)展著智能電表招標(biāo)項(xiàng)目。比如國(guó)家電網(wǎng)2024年度預(yù)安排了2月、7月、10月三次智能電表招標(biāo)計(jì)劃,比2023年還多一次,原因與2014-2015年間國(guó)網(wǎng)大量配置的智能電表達(dá)到約8年的檢修更換周期有關(guān),到2024年正是國(guó)網(wǎng)智能電表的快速放量期。
此外,各國(guó)安裝智能電表的核心目的略有不同。對(duì)美國(guó)、歐洲等國(guó)家來(lái)說(shuō),智能電表可以幫助優(yōu)化電網(wǎng)管理、接入管理可再生能源、減少人工抄表成本;對(duì)亞非拉美等地區(qū)的發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō),智能電表可以減少有效竊電行為,確保供電的穩(wěn)定性和安全性。
當(dāng)然,除了配電、用電側(cè)的管理,水管理也存在智能化的空間,包括及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道故障和漏水情況、支持用戶實(shí)時(shí)查看用水量等。智能燃?xì)獗硐啾葌鹘y(tǒng)氣表,還支持及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃?xì)庑孤丁毫Ξ惓2⑾蛴脩舭l(fā)送預(yù)警等能力,保障用戶安全用氣。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展,智能水表、燃?xì)獗淼臐B透率在全球范圍內(nèi)也都穩(wěn)步上升。
當(dāng)智能表計(jì)具有確定性的市場(chǎng)空間時(shí),行業(yè)里針對(duì)智能表計(jì)的無(wú)線技術(shù)方案便越發(fā)多樣、越發(fā)成熟。
1、NB-IoT/LoRa方案:
二者都是低功耗遠(yuǎn)距離物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù),因此都能支持智能水表、智能燃?xì)獗硖岢龅膫鬏斁嚯x遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣、電池使用壽命長(zhǎng)等關(guān)鍵需求。其中NB-IoT屬于蜂窩網(wǎng)絡(luò),廠商需按月繳費(fèi);LoRa工作在非授權(quán)頻段,采用自組網(wǎng),初期建設(shè)投入相對(duì)要大,包括需為表計(jì)終端配備采集器或集中器才能完成數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)。在智能電表應(yīng)用上,海外有相當(dāng)?shù)貐^(qū)的客戶正在使用LoRaWAN電表。
2、Cat.1方案:
Cat.1相比NB-IoT在速率、時(shí)延、可移動(dòng)性上具有優(yōu)勢(shì),但NB-IoT依然更具有低功耗優(yōu)勢(shì)。若表計(jì)終端對(duì)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性要求高,Cat.1更好;若對(duì)延長(zhǎng)電池壽命的需求程度更高,NB-IoT更合適。
3、Wi-SUN方案:
Wi-SUN工作頻段在Sub-1GHz,具有廣域和遠(yuǎn)距離通信的特征,支持以較少的節(jié)點(diǎn)覆蓋較廣的區(qū)域。另外Wi-SUN使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障,網(wǎng)絡(luò)可重新配置以保持聯(lián)網(wǎng)。Wi-SUN低功耗的性能也適合其支持智能電表這類生命周期達(dá)到數(shù)年的電池供電類設(shè)備。
Wi-SUN適合表計(jì)設(shè)備的另一大原因還與其支持OFDM調(diào)制有關(guān),OFDM將支持設(shè)備在有限的帶寬上傳輸大量數(shù)據(jù)(傳輸速率可達(dá)2.4Mbps),這與智能電表提出的較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和較低的時(shí)延以確保電費(fèi)的準(zhǔn)確計(jì)算和實(shí)時(shí)更新的需求相匹配。
4、Wi-Fi HaLow方案:
Wi-Fi HaLow工作在900MHz,具有低功耗、遠(yuǎn)距離、大帶寬特性,目前北美和澳洲地區(qū)正在驗(yàn)證Wi-Fi HaLow在智能電表應(yīng)用的可行性。
5、星閃方案:
星閃低功耗、低時(shí)延、高可靠的特性使其正在被研究用于智能燃?xì)獗懋a(chǎn)品。2023年,綿陽(yáng)燃?xì)饧瘓F(tuán)下屬能創(chuàng)科技能創(chuàng)科技、長(zhǎng)虹旗下愛(ài)聯(lián)科技、華為海思合作研發(fā)出了首款星閃智能燃?xì)獗恚邆滹L(fēng)險(xiǎn)AI判斷、信息主動(dòng)上報(bào)和遠(yuǎn)程即刻響應(yīng)等功能。目前,星閃燃?xì)獗韺?shí)際應(yīng)用情況如何還需繼續(xù)觀望。
除了以上協(xié)議,不同技術(shù)之間的融合也是一條創(chuàng)新思路。
最明顯的是藍(lán)牙加入表計(jì)的趨勢(shì)正在加強(qiáng)。當(dāng)基礎(chǔ)設(shè)施電表做到足夠完善時(shí),剩下的就是不斷提升用戶體驗(yàn)。此時(shí),無(wú)論是NB-IoT+藍(lán)牙雙物聯(lián)通道的智能水表,還是藍(lán)牙+Wi-SUN雙頻的智能電表,藍(lán)牙都是用來(lái)快速連接以支持現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試/檢查等應(yīng)用。據(jù)企業(yè)反饋,藍(lán)牙雙頻產(chǎn)品目前在客戶端廣受歡迎。
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