美日欧加速安装智能电表 控制电力高峰需求

  欧美各国都在开展利用IT技术抑制电力消费高峰的实验，快速推进着智能电表的应用。

在欧洲，意大利、瑞典几乎所有家庭都安装了智能电表(表1)，英国、西班牙、法国正在研究在2018～2020年实现所有家庭安装;美国通过政府补贴正在快速普及，2010年安装数量已经超过了 1500万部，2013年计划实现安装5200万部,使美国全国电表的三分之一替换为智能电表。

表1 欧美与日本的智能电表安装状况与计划

智能电表最初的安装目的是：提升远程抄表、远程开关等抄表业务的效率。在意大利，还有为了防止偷电的用意，电力公司才积极安装的。有了智能电表，每户的电力需求可以详细把握，所以就可以根据需要只启动必要数量的发电与配电设备。为此，智能电表虽然需要许多安装费用，但是可以控制对发电与配电设备的投资。

除了这一优点之外，近年来不断受到关注的是智能电表具备控制高峰需求期电力消费量的效果。电力公司介于智能电表向用户发送电力相关信息(消费量与单价等)，从而根据需求响应减少电力消费量。

智能电表应用最为活跃是美国。美国从 1992年电力自由化以来，有3000多家电力运营商不断在电力市场上激烈地竞争。他们过度地降低成本，而对送配电网的设备投资缓慢，致使美国停电事故频发。如果高峰需求较少，就能在一定程度上控制更新老化设备的投资额。其解决方案之一就是考虑使用智能电表，通过需求响应进行用电需求控制。

美国首先在德州与加州两处进行实验

德州与加州的电力运营商在智能电表内附带向家庭内信息终端(家内显示器)发送数据的通信模块，作为一种“家庭网关”来应用，进行需求响应的实验。

实验中除了家内显示器之外，还为家用空调设有可以自动调整温度的恒温器。家内显示器还可表示不同时间段的电费，敦促消费者在费用较高时自主切断设备电源实现节约。而且直接向恒温器发送控制信号，调整空调温度，实现需求控制。

各电力公司除了采取不同时段计费(TOU：Time Of Use)之外，还考虑年度控制高峰需求的各种费用套餐。

例如，总部位于美国加州的太平洋天然气和电气公司(Pacific Gas & Electronic, PG&E)设定了称为PDP(Peak Day Pricing)的套餐。PDP套餐中将每年电力需求高峰的10天设为“高峰日”，高峰日白天的电费比TOU(每天分为5个计费段)要高，此外的“非高峰日”白天电费比TOU低，用以应对夏季的电力需求高峰。该公司2010年面向大规模用户提供了PDP计费套餐，并计划2011年开始也适用于提出申请的普通家庭。

尽管各个公司都处于实验阶段，但是一些较大效果已渐渐显露。例如，德州大型电力公司Oncor Electric Delivery称“通过这一需求控制解决方案可以减少5～15%的用电量”。根据该公司的测算，假设该公司的所有用户都安装智能电表控制用电需求，那么每年最多可以减少2亿5000万美元(约16亿元)的电量，未来10年就无需考虑增设12座发电站的计划。

与美国电力市场一样，实现业务自由化的欧洲各电力公司为了保留用户，也纷纷通过采取需求控制用电套餐提供较低的电费。

伴随欧美电力公司的需求控制解决方案，一些智能电表厂商、提供AMI(高级电表架构)等通信基础设施的ICT厂商、介入电力公司与需求家庭之间以服务方式提供用电控制解决方案的服务提供商等各种企业纷纷参入电力市场，开始为电力市场提供通信设备、软件等多种产品。

日本大地震或将促进其加速安装

日本在2010年6月修改了能源基本计划，推出的方针是“继续充分考虑投资效果，在2020年开始尽快让所有提出申请的用户安装上智能电表”，目前尚处于电力公司推进智能电表安装的实验阶段。安装最多的关西电力在2011年11月末已完成61万户，并公布称2010年末开始以9万家庭为对象用2～3年进行实验。

日本的电力公司由于一直拥有稳定的电力供给能力，没有感受到美国所研究需求控制解决方案的必要性。为此，目前开发测试以及安装的智能电表其主要目的是提升远程抄表、远程开关等工作的效率，几乎没有将采集信息用于控制家庭内设备电力消费的想法。

但是，日本大地震引发了福岛第一核电站事故，东京电力也出现了类似美国电力公司那样的电力供给问题，要求在今年夏季的用电高峰需求时，大企业减少25%的用电量，家庭也要减少 15～20%。对于大企业，通过调整供电协议会带来需求控制的效果，但是对于家庭却无法挨家进入每户做工作，只能进行一些节电呼吁。

如果假设东京电力的所有用户家庭都安装了智能电表，就能像美国实验那样使电网变得“智能”，就能够对用电需求实现控制。