【儀表網(wǎng) 行業(yè)聚焦點】智能電表測量系統(tǒng)已成為能源轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)。但即使在德國，該系統(tǒng)仍未大規(guī)模推廣。智能測量系統(tǒng)設(shè)備市場還待挖掘。
《能源大轉(zhuǎn)型》插圖
國務(wù)院總理訪問德國期間，中德雙方于10月10日發(fā)表了1.3萬余字、110個條目的《中德合作行動綱要：共塑創(chuàng)新》。綱要提出，中德兩國將在標(biāo)準(zhǔn)問題上緊密合作，并將“工業(yè)4.0”議題納入中德標(biāo)準(zhǔn)化合作委員會。雙方將繼續(xù)加強(qiáng)中德標(biāo)準(zhǔn)化合作委員會框架下的現(xiàn)有合作，致力于開展更具系統(tǒng)性和戰(zhàn)略性的合作。雙方一致決定更多關(guān)注未來領(lǐng)域，如電動汽車、高能效智慧能源控制/智慧家居、供水及污水處理。
當(dāng)下，智能電表測量系統(tǒng)通常被看作是實現(xiàn)需求響應(yīng)的基礎(chǔ)，其提供的電能負(fù)荷數(shù)據(jù)也是未來電力市場中的重要信息資源，未來這一系統(tǒng)將成為各國能源轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)。
“工業(yè)4.0”的智能探索
在未來的智能電網(wǎng)和智能電力市場中，需求側(cè)管理和需求響應(yīng)技術(shù)是應(yīng)對大量分布式發(fā)電并網(wǎng)、協(xié)調(diào)和優(yōu)化需求端用電、發(fā)電模式和能效的重要手段。德國定義的智能測量系統(tǒng)超出了傳統(tǒng)界限，把用戶、測量、電網(wǎng)和市場連到了一起，促進(jìn)它們之間的實時互動，為用電戶和電力市場參與者提供海量寶貴數(shù)據(jù)和信息，并使實現(xiàn)真正意義上的需求側(cè)響應(yīng)成為可能，同時也促成創(chuàng)新商業(yè)模式。
2013年，德國信息安全局(BSI)受德國經(jīng)濟(jì)能源部委托，制定了全新的智能電表測量系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范，提出了以智能電表網(wǎng)關(guān)(Smart Meter Gateway)為中心，基于先進(jìn)雙向通訊網(wǎng)絡(luò)連接測量儀器網(wǎng)絡(luò)、廣域電力市場和需求側(cè)并實現(xiàn)其互動的智能測量系統(tǒng)(Intelligent Measurement System)，簡稱iMsys。在這個架構(gòu)中，電表(以及氣表，水表等)只是負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的測量傳感器，而智能電表網(wǎng)關(guān)才是系統(tǒng)智能化的核心，是連接來自不同區(qū)域參與者的關(guān)鍵功能模塊。
通過智能電表網(wǎng)關(guān)，可以為需求側(cè)的用戶實時反饋電氣水使用信息和電價信息，也可以將需求側(cè)的電能信息發(fā)送給相應(yīng)的電力市場參與者。更重要的是，智能電表網(wǎng)關(guān)可以結(jié)合控制終端，實現(xiàn)用電側(cè)能量管理和對分布式電源設(shè)備的實時控制。同時，德國信息安全局還制定了一份信息安全標(biāo)準(zhǔn)，對整個測量系統(tǒng)中電能和個人信息采集與處理的安全保護(hù)，提出了詳細(xì)嚴(yán)格的要求和技術(shù)規(guī)范。
大數(shù)據(jù)商業(yè)模式隱現(xiàn)
德國在2012年新版能源經(jīng)濟(jì)法21條中，出臺了針對大范圍推廣iMsys的相關(guān)法規(guī)，特別明確了推廣范圍和相關(guān)責(zé)任人的角色以及必須安裝iMsys的四種情況：新建或進(jìn)行大范圍維修的房屋；年用電量超過6000千瓦時小時的用電戶；容量超過7千瓦的新裝新能源發(fā)電設(shè)備和熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備；以及所有技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性允許的建筑。此外，德國還制定了測量系統(tǒng)法規(guī)，明確定義了電能測量行業(yè)開放市場的性質(zhì)，催生了測量服務(wù)商等電力市場新角色。
據(jù)初步統(tǒng)計，全德到2020年需要安裝4000萬套iMsys。這對電表和測量系統(tǒng)生產(chǎn)商來說無疑是一次巨大商機(jī)。Landis&Gyr、Siemens智能電網(wǎng)等行業(yè)公司早已摩拳擦掌，推出主打產(chǎn)品。然而和通過iMsys收集的電能數(shù)據(jù)背后隱藏的商業(yè)價值相比，軟硬件設(shè)備則只是九牛一毛。
在未來，需求側(cè)電能數(shù)據(jù)可能會成為電力市場中重要的商品，那么能夠掌握海量負(fù)荷和發(fā)電數(shù)據(jù)的市場參與者會占據(jù)舉足輕重的地位，甚至有決定市場的能力。一方面，iMsys為需求側(cè)的用戶實時反饋電氣水使用信息，并結(jié)合從市場端傳遞的實時浮動電價信息，聯(lián)合建筑和家居能源管理系統(tǒng)幫助用電戶改進(jìn)用電習(xí)慣，提高用電效率和優(yōu)化能耗，實現(xiàn)低能耗智能家居。另一方面，iMsys可以提供24小時全天候的負(fù)荷和中低壓電網(wǎng)狀態(tài)信息，為分析和挖掘需求側(cè)用電和分布式發(fā)電特性提供了基礎(chǔ)。對售電公司來說，了解用電戶用電習(xí)慣可以幫助其開發(fā)出更具吸引力的電價套餐；對電力公司結(jié)算單元來說，掌握需求側(cè)實時用電和發(fā)電信息可以幫助其更好地做出負(fù)荷預(yù)測，減少平衡誤差；對電網(wǎng)公司來說，擁有負(fù)荷和分布式發(fā)電數(shù)據(jù)可以幫助其優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)營。結(jié)合分布式發(fā)電控制系統(tǒng)的iMsys更可以為電網(wǎng)調(diào)度和實現(xiàn)虛擬電廠的智能控制提供支持。
德國市場上也已經(jīng)出現(xiàn)了比如greenpocket、econ、虛擬電廠系統(tǒng)這些利用電能測量數(shù)據(jù)提供電網(wǎng)觀測、能耗管理、整合分布式發(fā)電的創(chuàng)新公司和模式。德國RWE，EnBW等電力公司也已經(jīng)開始緊鑼密鼓地布局，期待政策落實之后能夠快速搶占市場。
推進(jìn)緩慢源于觀念體制
但是從新版能源經(jīng)濟(jì)法出臺3年至今，智能測量系統(tǒng)的大范圍推廣在德國還沒有真正開始，問題在哪兒呢?
一是民眾對信息安全要求高。智能電表系統(tǒng)安裝在需求側(cè)，涉及到收集和使用用戶用電和私人相關(guān)信息。由于歷史原因，德國的個人隱私至上，要收集，加工和使用用戶相關(guān)信息一個非常麻煩的問題。雖然德國信息安全局在制定技術(shù)制定了信息安全標(biāo)準(zhǔn)，但是大部分德國民眾對別人分析自己的用電信息，了解什么時候看電視，玩電腦，洗衣服，睡覺，度假都持保守態(tài)度。
二是iMsys經(jīng)濟(jì)性存疑。目前估計安裝新測量系統(tǒng)用電戶大概每年需要承擔(dān)50~70歐元的費(fèi)用，而新系統(tǒng)到底能不能幫助用電戶節(jié)約用電減少電費(fèi)還不得而知，這使得德國民眾更加持懷疑態(tài)度。而且通過iMsys促成的優(yōu)化電價套餐、電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)營規(guī)劃是否可以為用戶帶來經(jīng)濟(jì)上的實惠，還有待市場驗證。
三是冗繁的法規(guī)和技術(shù)準(zhǔn)則增加難度。為推廣智能測量系統(tǒng)，德國一如既往地從定義技術(shù)準(zhǔn)則和出臺法律法規(guī)開始。然而正是這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)踅┗墓ぷ鞣绞揭餐下送茝V進(jìn)度。到了2014年末，德國經(jīng)濟(jì)能源部都還在進(jìn)一步地制定相關(guān)的法規(guī)和明確優(yōu)惠政策，以求制定完整的法律框架。這無疑對德國廠商推出相關(guān)產(chǎn)品，對德國電網(wǎng)公司的推廣和使用都增加了不少難度，也提高了成本和費(fèi)用。
總之，由于涉及到用戶數(shù)據(jù)的保存、采集和處理這些非常敏感的話題，使其在德國的大范圍推廣困難重重。所以，亟需德國政府盡快明確扶持政策，針對民眾開展積極宣傳，提高大眾的接受度。同時行業(yè)內(nèi)上中下游的公司還需要通力合作，統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，降低成本和費(fèi)用。
