国家电网探索构建泛在电力物联网新型智能计量体系

5月20日是第20个世界计量日。日常生活中，我们与各种与“计量”有关的东西在打交道，比如电子秤、血压计、水表等等，智能电能表也是其中之一。智能电能表通过什么样的流程才能进入居民家中？相比老电能表，智能电能表真的“跑得快”吗？未来，智能电能表还将怎样改变我们的用能生活……国家电网有限公司坚持以客户为中心，不断深化智能计量体系建设，加快资产精益化管理和大数据应用，提升智能电能表运行稳定性，满足客户多元用能需求，探索构建面向用户侧电力泛在物联网的新型智能计量体系，为人们开启更加便捷舒适的智慧用能生活。

智能电能表“上岗”需闯多道关

确保电能表计量准确可靠

打开空调，暖风驱散寒冷；轻击鼠标，世界近在眼前；插入手柄，爱车开始充电……人们早已习惯了被电能驱动的生活，通过电能创造了无限的可能。这其中，电能表始终默默无闻地工作着，用精准的计量记录着电能消耗的点点滴滴。

现如今，智能电能表作为传统电能表的替代者，已经逐渐走入寻常百姓家。从2010年起，我国全面推进智能电能表安装应用，截至2018年，共安装5.54亿只智能电能表，其中国家电网有限公司供区4.74亿只，目前全国各地区基本实现了智能电能表全覆盖。

在电能消费的过程中，电能表如同一杆“良心秤”，保障着供电企业和用户利益的彼此公平。然而，很多人对自己电能表的走字心存疑虑，觉得自家的电能表走得“太快”，关于安装智能电能表导致居民电费增加的谣言更是“屡辟不止”。

在河北石家庄红旗大街南降壁路段科林电气股份有限公司厂区内，一箱箱智能电能表正在紧张装箱。“智能电能表生产入门的第一道‘槛’是计量器具型式的批准证书，国家质量技术监督局会对企业的产品、生产设备和生产能力等进行全面评估，证明其具备相应的生产制造能力后方可颁发。”科林电气党委副书记、运营中心总经理刘国军表示，电能表厂家所使用的校表台电能参数均溯源到当地质量技术监督部门，经质监部门考核校表台满足国家标准要求后才能开展检测工作。

刘国军告诉记者，智能电能表在出厂前首先要经过电能表厂家自检“三道关”，“三道关”必须全部合格，才能判定表是合格的。“‘一检’也叫‘一校’，是指在生产阶段对电能表误差进行校准。‘二检’是指电能表老化走字后，对每一只表计依据检定规程进行检定。‘抽检’是指每一批检测合格的电能表在出厂前还要经过电能表生产企业质检部门的抽样检测。”刘国军说。

即便经历了严格的“三道关”，出厂后用于交易结算的电能表也不能直接轻易投入使用。

在国网河北电科院计量中心计量检定工作间，一排排机器人整齐划一地做着“抓取、检定、验收”的动作。国网河北电科院计量中心是经河北省质量技术监督局依法授权的计量检定机构，河北电网里每一只运转的电能表，都需要经过这里的层层把关。

“供货后的每一只电能表都需经过首次检定才能被安装到千家万户，未经检定合格的电能表，不得安装使用。”国网河北电科院党委书记杨鹏告诉记者，“智能电能表实行全程自动化检定，通过4条检定生产线上智能机器人的全自动操作，消除人工操作对误差的影响，同时还大大提升了检定效率，让整个检定过程更加公正、准确。”

智能电能表需要24小时不间断运行，周边环境的高温是否会影响读数？杨鹏在计量中心向记者展示了三项电能表试验，气候影响试验正是其中的一项试验内容。“智能电能表在供货前，需要进行全性能试验，其中包括气候影响试验；在试验中会把电能表放在-25℃的低温环境和70℃的高温环境下进行测试，确保日常使用环境下电能表性能稳定。”杨鹏说。

经过质监部门的型式评价试验、电能表厂的一校、二检、抽检，电科院计量中心的到货后抽检、安装前首次检定，智能电能表才能从生产厂家送往供电公司，由供电公司为居民进行安装。在电能表运行过程中，供电公司会采取运行抽检的方式掌握现场运行表情况，采取用电巡查的方式定期巡视现场运行表计，发现表计破损或工作异常及时处置。

2018年，国家电网有限公司组织开展在运智能电能表专项抽检，累计拆回36.5万只运行满7年的智能电能表进行实验室检定，总体检定合格率为99.64%，客观验证了在运电能表计量准确可靠。国家电网有限公司以全寿命周期信息化管控体系为依托，基于国家NQI项目“基于大数据的集群式智能电能表在线计量技术研究”，与中国计量院联合研究形成“基于远程在线监测与大数据分析技术的智能电能表状态评价与更换技术方案”，为在运智能电能表开展“在线监测、精准研判、失准更换”奠定了坚实基础。

挖掘“多表合一”数据价值 

提供更加科学的用电指导

智能电能表的优点，不仅仅只是准确和方便。随着时代的进步，物联网、大数据、人工智能等技术已经取得了突飞猛进的发展。在智能电能表领域，让采集的数据发挥价值同样尤为重要。

“在物联网时代，智能电能表除了具备传统电能表基本计算电量的功能以外，开始朝着高速通信、防窃电、大容量存储等方面发展，这也必将成为物联网电力化发展的一种必然趋势。”杨鹏表示。

按照国家“十三五”规划，2020年我国将全面进入“电网2.0”时代，实现智能电能表100％覆盖。除了智能电能表外，水电气热四表合一的远程自动抄表也正在逐步走入家家户户。随着水电气表四表合一在全国范围内的智能化改造，智能管理自动化给我们的生活带来更多的便利。

2015年7月，国家发改委、国家能源局下发的《关于促进智能电网发展的指导意见》提出，要“完善煤、电、油、气领域信息资源共享机制，支持水、气、电集采集抄，建设跨行业能源运行动态数据集成平台，鼓励能源与信息基础设施共享复用”。

为此，国家电网有限公司以智能电网建设成果为基础，积极推进水电气热“多表合一”信息采集建设工作。“通俗地说，就是原来每到一个抄表周期，需要4家单位分别开展人工或智能抄表工作；如今只需要四方共同约定抄表周期，由供电公司牵头，利用用电信息采集系统终端和通信资源，实现水、电、气、热等四大重要能源数据远程自动集采集抄。”甄纲告诉记者。

如今，国家电网有限公司不断获取前沿技术，努力打破专业壁垒，依托智能电能表的采集网络和后台系统，国家电网有限公司搭建多表合一采集平台，在保障用户隐私信息安全的前提下进行数据交互，实现“多表合一”和水、电、气、热费用统一出账，一次结清。2018年，国家电网有限公司低压停电主动上报功能覆盖26家单位175万客户，故障时长平均缩短20%以上，专变、公变小时级采集覆盖率均达到98.9%以上；“多表合一”信息采集当年新增接入178万户，累计508万户。

除了进行“多表合一”信息采集，作为感知层的重要方面，从电器到家居，从电力到生活方式，未来用电生活的改变，一块小小的电能表有着不可忽视的力量。

在国网河北电科院大数据与人工智能实验室里，大屏幕上显示出的用电客户的能效分析，可以帮助政府了解全社会各行业发展状况和用电状况，甚至还可起到及时发现居民电能表故障、反窃电预警、指导用电客户节能用电等作用。

杨鹏告诉记者，实验室搭建了大数据分析平台，引进了专业数据分析工具，构建了反窃电预警、台区线损异常分析、低压客户相位识别分析等多个大数据分析模型，为电网规划提供了建设性意见，为配变经济运行监控提供了技术性意见，推动数字化与运营管理深度融合。

今年年初，国家电网有限公司提出建设泛在电力物联网，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统，包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构。在泛在电力物联网建设的深入推进下，国家电网有限公司将探索构建面向用户侧电力泛在物联网的新型智能计量体系，统一终端标准，推动跨专业数据同源采集，实现配电侧、用电侧采集监控深度覆盖，提升终端智能化和边缘计算水平。

未来，智能电能表的结构将更加灵活、功能更加完善，将采用模组化设计，计量芯和管理芯相对独立，配备上下行通信模块，各类业务应用模块灵活配置，为未来所需拓展的业务需求预留充分的空间，具有较强的兼容性和可扩展性。智能电能表的“触角”还将延伸到服务分布式电源并网、电动汽车充电、提供用能解决方案等方面，用户侧智能设备的灵活接入将实现设备数据的感知、采集和控制，为用户提供更加科学合理的用电指导策略和更加智慧便捷的用电新生活。

提升电力计量服务水平

信息查询、购电更便捷

那么，为什么还是会有居民感到安装智能电能表之后，家里的电比以前用得多了？

“现在更换的智能电能表，相比使用了好几年的机械表而言，灵敏度更高，很多之前不能计量的小功率电器的耗电也会被准确计量。”河北石家庄供电公司计量室副主任、桥西供电服务中心主任甄纲解释说，智能电能表准确度的提高，要求大家及时关闭不使用的电器。“这意味着，一丝一毫的电流都无法‘得过且过’，智能电能表能敏感并且准确地捕捉到哪怕是一个小灯泡做功时通过的微弱电流，对比原本用户熟悉的机械表，两者的计量准确度的差别便会体现在电费单上。”

据测算，小小的机顶盒，待机一天耗电量就高达0.4千瓦时，电视机待机一天耗电0.2千瓦时，若使用额定功率为3000瓦的中央空调，在不制冷、不拔插头的情况下，待机一天的耗电量可达1.44千瓦时，相当于1个月就要多交20多元电费。

“建议大家更改一下用电习惯。”甄纲说，如果家里没人时，请关闭WIFI信号；不看电视的时候，不要让它处于待机状态；热水器设置的温度不要偏高，而且最好不要循环加热。“不用的时候，就把电器的插头拔下来，或者使用能开关的插座，同时按照自己的需求选择合适的电价‘套餐’，这样一来，电费还有可能变少呢。”

甄纲的这一说法，在已更换智能电能表的居民那儿得到了证实。如今，石家庄共计安装智能电能表492万只，智能电能表覆盖率100%。居住在石家庄纯棉时代小区的69岁的段利民老人，在5年前搬入新家后便装上了智能电能表。去年12月，段利民申请了家庭用电峰谷分时电价。

“去年9月至12月，我家合计用电量286千瓦时，电价每千瓦时0.52元，电费为146.87元，申请峰谷电价后，今年1月到4月，用电量283千瓦时，电费却只有128.4元，平均电价为每千瓦时0.45元。”展示着掌上电力APP的电费单，段利民告诉记者，自从家里用上了智能电能表，他和老伴的用电习惯正在悄然发生着变化。按照峰谷分时电价，他开始习惯在早上八点前和晚上十点后的低谷时段用电，也注意随手关闭不需要的电器。

除了具备电能计量的基本功能外，智能电能表还具有负荷控制、阶梯电价、大容量存储、事件记录、数据通信等功能。与原有的机械式电能表和电子式电能表相比，智能电能表信息查询更加方便、购电方式更加多样化，用户体验得到很大提升。

据介绍，安装智能电能表以后，居民可以通过掌上电力APP了解自家能耗，更加清晰、方便地观察用电数据，体验每日用电量观测、负荷监测、省电排名、历史用电分析等功能，通过智能电能表，人们可以更加及时快速地监测自己的用电情况，同时根据自己的用电情况进行选择性消费，购买不同的电费套餐，节约了生活成本。

智能交费方便群众交费的同时，也提升了供电公司的服务水平。“以前的工作是挨家挨户抄电表或催费，服务较单一。”林兆群原本是福建三明供电公司一名抄表员，三明供电公司推出新的服务项目后，他的身份也发生了转变，成为一名电力片区经理。

“安装智能电能表后，后台每天自动采集相关数据，这不仅大大提升了我们的工作效率，也让我们的工作重心转向了更好地为客户服务。”林兆群说。现如今，三明供电公司为每一个用户配有一位专属的电力片区经理，在遇到用电方面的疑问时，可随时与片区经理联系，如果需要，片区经理也可提供上门服务。

记者了解到，结合城区低压网格化和全能型乡镇供电所建设，国家电网有限公司将全面落实网格客户经理和台区经理的设备主人职责，强化计量装置验收管理和计量现场工作质量监督，常态开展计量装置现场巡视和消缺维护，借助信息化手段实施计量装置缺陷的全过程闭环管理，实现缺陷的及时发现、及时处理，全面提高计量装置健康水平。