國家電網在 2019 年初提出，要緊緊抓住 2019 年到 2021 年這一戰略突破期， 通過三年攻堅，到 2021 年初步建成泛在電力物聯網；通過三年提升，到 2024 年建成泛在電力物聯網。

國網泛在電力物聯網的建設，將最先落子在智能終端的投資。泛在電力物聯網對智能終端的需求不僅僅是升級原有設備，而是在更大范圍內提升電網的全息感知能力。

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核心假設或邏輯

第一，國網泛在電力物聯網的建設，將最先落子在智能終端的投資。電網臺區側和用電側大量電能信息采集、監測、控制、計量設備和其他傳感設備和控制系統將迎來全面的技術創新和硬件更換升級，新一代智能設備集成更多通訊和計算功能，因此單表價值也將翻倍。

第二，泛在電力物聯網對智能終端的需求不僅僅是升級原有設備，而是在更大范圍內提升電網的全息感知能力，因此對計量工具、通訊模塊的需求數量將幾倍于原來的智能電表和配電終端，打造廣闊的市場空間。

第三，在電網新的技術標準引導下，我們預期2020年下半年將開始小批量新產品招標，需求持續增長到2024年。市場早期階段由于研發創新的門檻較高，整個市場集中度將快速提升，從原來細分產品市場參與企業40-60家集中到30-20家以內。

電力物聯網感知層關鍵技術和關鍵設備

電力物聯網感知層關鍵技術

泛在電力物聯網建設，在感知層需要鋪設大量的傳感設備（如智能電表、溫度 傳感等），還需要其他終端產品用于實現數據采集、邊緣計算和通信服務的功能。

這些終端產品分別用于最后一公里通信網、客戶側數據采集、有用于線路側數 據采集、臺區邊緣服務、變電站數據采集、有用于末端移動服務等。

1、非介入式負荷辨識技術

非介入式負荷辨識是一種在用戶電力負荷輸入總線端獲取負荷數據（電壓、電 流），并通過模式識別算法分解用戶用電負荷成分，實現分項計量功能的高級量測技術。

該技術利用智能電能表的感知量測數據和本地分析處理，依托主站測 的負荷模型庫和人工智能、機器學習算法，完成用戶用電負荷類型和用電量的量測。

具備非接入式負荷便是功能的電能表在江蘇、天津和浙江等地開展了小 規模試點驗證工作，相關運行數據已經應用于知道用戶科學用電、支撐居民增 值服務，電網建設運行和政府建設運行和政府宏觀決策。典型的應用場景包括負荷預測、安全用電、智能家居等。

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2、隨器計量技術

隨器計量技術是一種面向居民用電設備應用的新型感知技術，具有電參量量測、 環境參量感知和控制策略輸出等功能。一般采用嵌入家用電器內部和隨氣計量 智能插座兩種技術實現方案。該技術與非介入式符合便是技術相輔相乘，一般通過定制用電設備和隨器計量智能插座實現。

定制用電設備是指設備自帶計量模塊，國內家電巨頭都在做相應產品的規劃和開發；而隨器計量智能插座是在插座上加入計量功能。通過數據共享實現模型修正，共同實現對用戶符合的精確感知，滿足家用電器級的深入感知和精準控制需求，為用電設備的精準運行 監測、智能控制和源網荷協同運行提供了技術方案。

3、傳感芯片技術應用

三相智能電能表用磁傳感芯片能夠實時監測環境磁場干擾、記錄、上報磁場竊 電事件。已經取得市場廣泛認可;單相電能表用微控制器芯片已完成研發,目前處 于驗證測試階段。

4、基于 HPLC 的用采高級應用技術

基于高速電力線載波通信（HPLC）技術的深化應用主要包括:高頻數據采集、 停電主動上報、時鐘精準管理、相位拓撲識別、臺區自動識別、ID 統一標識管理、檔案自動同步以及通信性能檢測和網絡優化八大高級應用功能。這些功能支撐了多維的分布式能源接入、電動車充電樁的采集監控、臺區線損精細分析、 營配貫通檔案校核等。

5、基于 HPLC 的雙模通信技術

基于 HPLC 的雙模通信技術可應用于載波通信盲點場景、無線通信盲點場景以及雙模融合通信場景,并可在低壓配電網最后“一公里”接入場景,實現智能家居、 智慧城市、電動車充電樁遠程監控計費、分布式可再生能源接入及監控、樓宇控制系統、工業配電及遠程監控,利用 HPLC 與無線互補特性,提高接入網通信的覆蓋率，提高智能電網新業務支撐能力。

6、電表智能化監測技術

電能表在長時間運行中,可能因為竊電、故障、老化或失效造成幅值和相位誤差 變化,或者由于長時間過電流運行造成電能表端子座溫度過高而燒毀的情況。

新一代智能電能表設計方案中增加了誤差自監測功能和端子座測溫功能：通過誤差自監測功能可及時發現計量異常情況并上報,形成監測時間記錄與凍結;端子座測溫功能通過對電能表端子座進行測溫,實時感知異常現象,對現場情況進行準確報警、拉閘保護、事件記錄、主動上報。

7、綜合能源測量感知技術

綜合能源測量感知技術充分利用用電信息采集系統、設備、通信資源，構建開放、共享的數據平臺。

設備感知層涵蓋各種類型的能源計量表計、環境監測設 備、測量感知傳感器；網絡通信層可支持采用 HPLC、RF、藍牙、Zigbee、 WiFi、 M-BUS、RS-485 等各種通信技術，并構建支持面向對象通信協議，以及各類能源計量表計、測量感知設備的互聯互通協議棧，實現設備的即插即用。

平臺應用層可基于公有云和私有云進行構建,打破內外網邊界,實現與政府、企業、 用戶數據的安全交互。目前已累計接入電、水、氣、熱“多表合一”信息采集用戶 533 萬戶,建成 14 個國網級示范區,共享數據超過 5000 余萬條。

8、電動車有序充電技術

國網電動汽車公司在泛在電力物聯網中處于新興業務市場化的戰略前沿。

充電樁作為連接電動汽車、用戶和電網的數據端口，是電動汽車數據、用戶數據、 能源數據交互的關鍵樞紐，具有典型的物聯網終端特征，是國家電網泛在電力物聯網在用戶側的重要入口。

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電動汽車有序充電是指用戶通過 APP 提出充放電業務申請,主站按照指定的充電計劃,在指定時間點給充電樁下達指令,實現對電動汽車充電啟停控制和實時功率限值調節。

2019 年，國網公司開展電動汽車有序充電方案設計和樣機研制。截止目前，電動汽車有序充電樁已經在北京、上海、浙江等地區開展試點應用。具體為：北 京 33 臺，上海 30 臺，杭州 30 臺，寧波 30 臺。

9、電力互感器在線監測技術

互感器又稱為儀用變壓器，是電流互感器和電壓互感器的統稱。能將高電壓變 成低電壓、大電流變成小電流，用于量測或保護系統。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標準低電壓（100V）或標準小電流（5A 或 1A，均指額 定值），以便實現測量儀表、保護設備及自動控制設備的標準化、小型化。同時，互感器還可用來隔開高電壓系統，以保證人身和設備的安全。

電力互感器在線監測裝置根據電力互感器運行誤差評價方法及模型,規范電力互感器的型式評價、現場檢定及運行管理模式，提高電力互感器的檢驗、運維、 管理水平，直接服務電能貿易結算，開展精細化線損分析。

電力物聯網感知層關鍵設備

泛在電力物聯網的感知層包括基礎的傳感設備，如電能表、水表、燃氣表、溫度傳感器等，和其他終端產品，用于實現數據采集、邊緣計算和通信服務的需要。

近年南方電網公司也提出“數字化轉型”發展理念，實現電網狀態全感知、企業管理全在線、運營數據全管控、客戶服務全新體驗、能源發展合作共贏。聚焦數字電網、數字運營和數字能源生態三個重點，與國網建設泛在電力物聯網所需要的智能化終端產品較為協同。

2019 年 4 月，在泛在電力物聯網產業生態聯盟大會上，國網信通產業集團領導提出：建設泛在電力物聯網的保障之一，是設計研發新一代智能電表，實現電能和溫度計量，用戶家庭中大容量負荷的用電信息采集與控制；新一代智能電表問世即將來臨，電表更換需求將大幅提升。我國電表行業經歷了四個發展階段，并即將迎來最新的第五代技術發展階段。

1、新一代智能電表

新一代智能電能表采用多芯模組化設計理念,計量芯與管理芯相對獨立,同時配備上下行通信模塊以及各類業務應用模塊,非計量芯均可獨立升級,各類業務應用模塊靈活配置,在確保計量功能精準、可靠的前提下為未來所需要拓展的業務需求預留充分的空間。

目前已經實現的擴展模塊有居民用電負荷識別模塊、電動汽車有序充電模塊以及“多表集抄”模塊。

2、能源控制器

結合電動汽車有序充電、居民家庭智慧用能、商業樓宇用能等物理信息系統技術要求，國家電網研制基于邊緣計算與云計算協同運行的能源控制器。

能源控制器硬件上采用模塊化的型式設計,軟件上設計統一操作系統實現操作系統與底層硬件和應用層軟件的雙向解耦。研發了高頻數據采集、家庭居民智慧用能、 電動汽車有序充電、停電故障主動上報等 17 個大類、38 種功能設計。

3、電能計量鎖具

電能計量鎖具與智能、物聯、安全屬性泛在電力物聯網內涵高度契合，物理設 備層采用加密通信保障鎖具通信及操作安全;系統平臺層充分依托用電信息采集現有平臺系統及硬件資源，實現智能鎖具的智能操作和物聯監測。

電能計量鎖具及其應用系統可為現場人員提供創新、便捷、智能服務，全面支 撐用電側泛在電力物聯網現場各項業務的有序開展。

4、智能有序充電樁

國網所研發的智慧能源控制系統，通過能源路由器和控制器將電動汽車、儲能、 分布式電源、微電網、蓄熱電采暖等客戶側新型設備通過平臺靈活接入，與電力交易系統、需求響應系統協調控制，通過有序充電樁實現了電動汽車有序充電的落地應用。

智能充電樁立足規模化電動汽車充電對臺區配變的影響,結合有序充電精細化管理、無線組網、車樁通信、V2G 等先進技術,除滿足基本充電需求外,還可動態響應、執行功率調節,實現電動車輛充電功率動態跟隨,滿足臺區負荷削峰填谷、有序充電管理需求。2019 年結合智慧能源控制系統建設,已完成多個省市有序充電小區試點。

5、有序充電控制模組

為有效調控電網負荷，降低大量電動汽車競爭充電對配變、配網的負荷沖擊影響,研究基于“國網芯“的智能有序充電控制通用標準模組,實現能源路由器有序 充電功能的小型化、標準化、模塊化、低成本化設計,為電力用戶提供優質無感的充電服務。2019 年進行智能有序充電控制模組方案設計和樣機試制工作； 2020 年開展產品批量化應用。