美日歐加速安裝智能電表 控制電力高峰需求

歐美各國(guó)都在開(kāi)展利用IT技術(shù)抑制電力消費(fèi)高峰的實(shí)驗(yàn)，快速推進(jìn)著智能電表的應(yīng)用。

在歐洲，意大利、瑞典幾乎所有家庭都安裝了智能電表(表1)，英國(guó)、西班牙、法國(guó)正在研究在2018～2020年實(shí)現(xiàn)所有家庭安裝;美國(guó)通過(guò)政府補(bǔ)貼正在快速普及，2010年安裝數(shù)量已經(jīng)超過(guò)了 1500萬(wàn)部，2013年計(jì)劃實(shí)現(xiàn)安裝5200萬(wàn)部,使美國(guó)全國(guó)電表的三分之一替換為智能電表。

歐美與日本的智能電表安裝狀況與計(jì)劃

美國(guó)：2010年中期安裝完1500萬(wàn)部。2013年計(jì)劃安裝完5200萬(wàn)部（相當(dāng)于美國(guó)全國(guó)電表的三分之一）、2015年普及率達(dá)到50％
 
歐洲：意大利、瑞典幾乎所有家庭都安裝了智能電表。英國(guó)、西班牙、法國(guó)正在研究在2018～2020年實(shí)現(xiàn)所有家庭安裝。歐盟要求加盟國(guó)根據(jù)歐盟指令（第3次歐盟電力自由化指令）在2020年至少安裝普及80％
 
日本：各電力公司已經(jīng)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。安裝數(shù)最多的是關(guān)西電力，截至2010年11月底已安裝61萬(wàn)戶。根據(jù)日本新版能源基本計(jì)劃，計(jì)劃在2020年之后對(duì)所有申請(qǐng)用戶都安裝智能電表
 
智能電表最初的安裝目的是：提升遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)等抄表業(yè)務(wù)的效率。在意大利，還有為了防止偷電的用意，電力公司才積極安裝的。有了智能電表，每戶的電力需求可以詳細(xì)把握，所以就可以根據(jù)需要只啟動(dòng)必要數(shù)量的發(fā)電與配電設(shè)備。為此，智能電表雖然需要許多安裝費(fèi)用，但是可以控制對(duì)發(fā)電與配電設(shè)備的投資。

除了這一優(yōu)點(diǎn)之外，近年來(lái)不斷受到關(guān)注的是智能電表具備控制高峰需求期電力消費(fèi)量的效果。電力公司介于智能電表向用戶發(fā)送電力相關(guān)信息(消費(fèi)量與單價(jià)等)，從而根據(jù)需求響應(yīng)減少電力消費(fèi)量。

智能電表應(yīng)用最為活躍是美國(guó)。美國(guó)從 1992年電力自由化以來(lái)，有3000多家電力運(yùn)營(yíng)商不斷在電力市場(chǎng)上激烈地競(jìng)爭(zhēng)。他們過(guò)度地降低成本，而對(duì)送配電網(wǎng)的設(shè)備投資緩慢，致使美國(guó)停電事故頻發(fā)。如果高峰需求較少，就能在一定程度上控制更新老化設(shè)備的投資額。其解決方案之一就是考慮使用智能電表，通過(guò)需求響應(yīng)進(jìn)行用電需求控制。

美國(guó)首先在德州與加州兩處進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

德州與加州的電力運(yùn)營(yíng)商在智能電表內(nèi)附帶向家庭內(nèi)信息終端(家內(nèi)顯示器)發(fā)送數(shù)據(jù)的通信模塊，作為一種“家庭網(wǎng)關(guān)”來(lái)應(yīng)用，進(jìn)行需求響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)中除了家內(nèi)顯示器之外，還為家用空調(diào)設(shè)有可以自動(dòng)調(diào)整溫度的恒溫器。家內(nèi)顯示器還可表示不同時(shí)間段的電費(fèi)，敦促消費(fèi)者在費(fèi)用較高時(shí)自主切斷設(shè)備電源實(shí)現(xiàn)節(jié)約。而且直接向恒溫器發(fā)送控制信號(hào)，調(diào)整空調(diào)溫度，實(shí)現(xiàn)需求控制。

各電力公司除了采取不同時(shí)段計(jì)費(fèi)(TOU：Time Of Use)之外，還考慮年度控制高峰需求的各種費(fèi)用套餐。

例如，總部位于美國(guó)加州的太平洋天然氣和電氣公司(Pacific Gas & Electronic, PG&E)設(shè)定了稱為PDP(Peak Day Pricing)的套餐。PDP套餐中將每年電力需求高峰的10天設(shè)為“高峰日”，高峰日白天的電費(fèi)比TOU(每天分為5個(gè)計(jì)費(fèi)段)要高，此外的“非高峰日”白天電費(fèi)比TOU低，用以應(yīng)對(duì)夏季的電力需求高峰。該公司2010年面向大規(guī)模用戶提供了PDP計(jì)費(fèi)套餐，并計(jì)劃2011年開(kāi)始也適用于提出申請(qǐng)的普通家庭。

盡管各個(gè)公司都處于實(shí)驗(yàn)階段，但是一些較大效果已漸漸顯露。例如，德州大型電力公司Oncor Electric Delivery稱“通過(guò)這一需求控制解決方案可以減少5～15%的用電量”。根據(jù)該公司的測(cè)算，假設(shè)該公司的所有用戶都安裝智能電表控制用電需求，那么每年最多可以減少2億5000萬(wàn)美元(約16億元)的電量，未來(lái)10年就無(wú)需考慮增設(shè)12座發(fā)電站的計(jì)劃。

與美國(guó)電力市場(chǎng)一樣，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)自由化的歐洲各電力公司為了保留用戶，也紛紛通過(guò)采取需求控制用電套餐提供較低的電費(fèi)。

伴隨歐美電力公司的需求控制解決方案，一些智能電表廠商、提供AMI(高級(jí)電表架構(gòu))等通信基礎(chǔ)設(shè)施的ICT廠商、介入電力公司與需求家庭之間以服務(wù)方式提供用電控制解決方案的服務(wù)提供商等各種企業(yè)紛紛參入電力市場(chǎng)，開(kāi)始為電力市場(chǎng)提供通信設(shè)備、軟件等多種產(chǎn)品。

日本大地震或?qū)⒋龠M(jìn)其加速安裝

日本在2010年6月修改了能源基本計(jì)劃，推出的方針是“繼續(xù)充分考慮投資效果，在2020年開(kāi)始盡快讓所有提出申請(qǐng)的用戶安裝上智能電表”，目前尚處于電力公司推進(jìn)智能電表安裝的實(shí)驗(yàn)階段。安裝最多的關(guān)西電力在2011年11月末已完成61萬(wàn)戶，并公布稱2010年末開(kāi)始以9萬(wàn)家庭為對(duì)象用2～3年進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

日本的電力公司由于一直擁有穩(wěn)定的電力供給能力，沒(méi)有感受到美國(guó)所研究需求控制解決方案的必要性。為此，目前開(kāi)發(fā)測(cè)試以及安裝的智能電表其主要目的是提升遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)等工作的效率，幾乎沒(méi)有將采集信息用于控制家庭內(nèi)設(shè)備電力消費(fèi)的想法。

但是，日本大地震引發(fā)了福島第一核電站事故，東京電力也出現(xiàn)了類似美國(guó)電力公司那樣的電力供給問(wèn)題，要求在今年夏季的用電高峰需求時(shí)，大企業(yè)減少25%的用電量，家庭也要減少 15～20%。對(duì)于大企業(yè)，通過(guò)調(diào)整供電協(xié)議會(huì)帶來(lái)需求控制的效果，但是對(duì)于家庭卻無(wú)法挨家進(jìn)入每戶做工作，只能進(jìn)行一些節(jié)電呼吁。

如果假設(shè)東京電力的所有用戶家庭都安裝了智能電表，就能像美國(guó)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢邮闺娋W(wǎng)變得“智能”，就能夠?qū)τ秒娦枨髮?shí)現(xiàn)控制。