智能电表的少数派报告

2013年5月9日，国家电网北京公司全面启动2013年智能电表换装工作，计划年内完成120万智能电表的换装。

自2011年开始逐步推广使用智能电表，两年来北京居民已免费换装智能电表190万具，接近1/3。目前，大部分居民还在使用的预付费卡式电表已接近使用寿命，国家电网北京公司制定了三年智能表换装计划，将在2015年完成全市630万居民用户的智能电表换装工作。

和传统的卡式电表相比，智能电表购电更加方便，通过网上银行、电话充值等方式，用户所购电费自动下发到电表内；同时，也可随时上网或电话查询电量电费，当电表内余额不足30元和10元时，两次短信提醒购电；最重要的是，阶梯电价和光伏发电等新能源并网的双向计量收费等政策倡导了低碳的生活方式。

4月22日，位于青岛的国内首个家庭光伏电站在投运4个月后实现了用电卖电的收支平衡。这个总装机容量为2千瓦的屋顶光伏发电系统全部采用多晶硅电池板，并网电压220伏，采用电量自发自用、余电上网（即出售给电网公司）的方式并入电网。

除了具备电能计量的基本功能外，智能电表通过先进的半导体技术和网络实现了用电信息存储、远程采集和信息交互等功能。阶梯电价的实施还对智能电表的时钟准确性、功能可靠性和运行稳定性提出了更高的要求，这需要通过主控芯片、计量芯片和通讯等模块来实现。

市场现有的主控芯片提供商包括飞思卡尔和意法半导体等，其中的飞思卡尔的S08GW/ S08LL、意法半导体的STM8L/ STM32L，德州仪器的MSP430AFE2xx/ MSP430FE47X2系列和爱特梅尔的tinyAVR/ megaAVR等因其低功耗的特性更受青睐。

和传统的分立方案相比，TI等公司提供的全集成片上系统（SoC）将控制、计量和通讯功能全部集成在单芯片上，在成本、开发周期、外设集成度的方面都有一定的优势，很可能在未来成为主流。

通讯标准方面，我国市场上现在多采用RS485和窄带FSK电力线载波通讯（PLC），与之相比，欧洲主流的G3、PRIME和最新的IEEE-1901.2标准则采用的是OFDM PLC通讯，它可以提供相对较高的数据传输速率和网络安全性。飞思卡尔的MC13260、意法半导体的ST7580和德州仪器的C2000等芯片都提供对多个主流调制方式的支持。由于基于OFDM的技术成本相对较高，我国目前还未采用这一标准，希望未来能有更具成本效益的PLC方案推出。

智能化程度的提高，既方便了用户也有助于节能，智能电表在全球都被高度关注。IHS iSuppli报告指出，到2016年底，全球智能电表的安装量将翻番。在美国，智能电表普及水平目前只有23%，也还是名副其实的少数派，安装空间还很大。

在我国，一系列旨在提高智能电表质量管理与控制的新技术标准将于8月生效，这会推动中国智能电表市场今年增长9%，出货量有望首次突破1亿大关。在之后的几年内，我国智能电表市场平均复合年度增长率将高达9.5%，如下图所示。随着替换速度加快，智能电表将成为主流，普通电表的产量将快速下滑，到2016年接近消亡。

 
图：中国电表产量预测
 
根据已经公布的国电电表招标采购流程，今年不仅电表采购价格降低，用电数据采集系统的价格也在显著下滑，这导致了电表半导体市场重新洗牌。从电表主控芯片、计量芯片及电力线通信等领域的合作角度，这将是双赢的过程。随着新技术新标准的出现，以及对SoC等新方案的逐步接纳，性价比更高的智能电表方案一定会层出不穷。