智能电表出口企业 (智能电表发展趋势分析)

从海兴(杭州)出口智能电表的国际市场开拓与产品设计经验,看国际、国内智能电表走向

中国现代电网量测技术平台

张春晖

2019年2月21日

海兴(杭州):国内最有出口业绩的电能表及系统解决方案供应商。2017年,海兴实现营业收入30.25亿元。近5年,营业收入复合增速13.05%,其中,海兴自主品牌产品销往全球80多个国家和地区,海外营业收入占到66.17%,在同行业继续保持出口产品总量和出口金额两项第一。

从1992年算起,海兴已经写下20多年国产电表出口创业发展史。同时,2009年之后,海兴,又进入国内智能电表市场,在国网智能电表的历次招标中,中标名次均处前列。

2005、2013、2014年,本文作者3次去海兴进行电能表新技术交流,讨论计量问题,评估出口市场,了解海兴从电能表出口到系统解决方案供应商的转型经验; 2015年以后,又从网上搜索、了解到海兴全面升级海外出口业务(包括:海外建厂)的发展情况。

本文根据本文作者多次访问海兴的回忆录、近期海兴在网上的信息,经汇总、提炼后撰写而成,供研究国际智能电表的发展,扩大智能电表/设备出口,改进国内智能电表产品设计的参考。

1、海兴,在国内率先汇总、传递国际智能电表发展情况

2009年,当国网正在进行智能电表企业标准制订、组织产品样机设计的时候,海兴先期在全国行业会议上发布:国际上《智能电表应用与发展趋势》的报告,指出:

(1)国际上,智能电表的”智能”:体现在用户可实时了解用电信息甚至CO2排放量、表计数据可本地和远程读取、能主动上报事件、表计负荷控制远程可控、能采集其他仪表如气表和水表的数据、(分布式)能源可通过表计向电网供电等。

(2)国际上,智能电表应用与特征

1)实现基本电能计量,支持反向电能计量。

[本文注:国际上,单相、三相智能电表具有有功功率计量、全功率(有功功率、无功功率、视在功率)计量功能;三相智能电表还有非正弦波全功率(有功功率、无功功率、畸变功率、视在功率)计量功能,可供选用]。

2)作为通信网关,可灵活配置多路通信接口,包括:

上行数据通信;本地数据通信;与水表、气表数据通信;与IHD(家庭智能显示单元)或CIU(客户信息交互单元)数据通信;与家庭内第二回路继电器控制设备的通信。

3)采用统一的国际通信规约,方便互联互通。

4)作为数据网关,支持大容量数据存储,充分考虑水、电、气消费的历史数据。

5)满足需求侧负荷控制管理的要求。

6)远程、本地预付费支持。

7)提供信息转发服务。

8)表计固体非计量部分支持远程升级(Air---Upgrade)

9)高数据安全及物理防攻击安全

10)易实现的用户能源管理思路

(3)国际上,智能电表的发展趋势及展望

目前在澳洲、美国、北欧、荷兰、法电EDF、南非ESKOM等国家及地区电力公司对智能电表的标准定义虽不尽相同,但共同之处在于:

1)智能电表作为通信网关及数据网关

2)除美洲外,基本采用DLMS/COSEM协议,实现不同厂家之间的互联互通

3)电力公司可通过智能电表达到远程控制管理的目的

4)通过智能电表结合IHD可协助客户方便的自主进行能源管理

5)越往后发布的标准,其信息及功能要求越全面

随着时间的推移,以节能、环保为主题的新型智能电表将成为整个行业发展的趋势。

(4)本文点评

由2009年海兴《智能电表应用与发展趋势》报告的启示

1)目前,国内用智能电表技术标准及产品设计的现状,与2009年国际上智能电表发展水准相比较:国内用智能电表的主要差别在于:

—计量功能不完全。国内用单相、三相智能电表没有全功率计量功能设计。由此,限制电网多专业应用的需求。

—不采用通信、数据网关设计。就是说,国产智能电表没有通信协议转换功能和大容量数据存储能力。因此,在户内,不能进行智能电表与水表、气表之间的数据通信。其实,该功能对国网推进”多表合一”信息采集工程很有用处; 在配电网与用户之间,不能开展高级互动功能。

—未采用低压电网停电主动上报功能技术。就是说,表计没有设计安装超级电容。2018年,苏州/杭州电网借鉴澳大利亚/法国配电公司配电网管理经验后,才开始推广采用配有超级电容的新型智能电表,实现低压停电主动上报功能,进而建成配网主动抢修系统。

—未采用用户自主进行能源管理功能技术。就是说,智能电表没有与家庭智能显示单元(IHD)或用户信息交互单元(CIU)进行数据通信功能。

—不采用表计非计量部分软件远程升级功能设计。据说,国网新一代”双芯”智能电表设计有此功能。

综合来看,国际上智能电表实用功能的设计要超前许多。今后提升国内用智能电表设计水准,首先要重视智能电表标准的制订/修订,不要局限于现行电价政策的需求,需要思路开放,目光放远一些。

2)智能电表的电能计量功能与非计量功能的确定,需要综合考虑:

—现行电价政策;

—配电网的电能质量、线损计算优化、无功分布补偿、用户负荷管理、配电网与用户的高级互动功能、支持远程本地预付费、分布式电源管控、储能工程管控等;

— 用户方面,智能电表与水、气、热表计的数据通信,居民保电功能,停电主动上报,协助用户进行自主能源管理,智能电表与IHD或CIU的数据通信等。

由此,国内用智能电表要在总结改进应用经验基础上,更需要不断跟踪国际智能电表的发展,加快融入国际化进程。

2、出口智能电表/设备的开发,具有随国际市场需求变化而快速应变的能力

(1)出口电力业务门类

海兴,海外主营业务覆盖用电、配电和微电网板块,业务模式灵活多样。出口产品主要分为5类:智能表计、配用电终端、系统解决方案、运维与服务、高压电器及其它。其中,大批量出口的1、0.5S级单相、三相智能电表设计很有技术功底。

(2)2011年,海兴出口智能电表设备1亿美元,这是抓住国际性电力设备和电网改造机遇,连续三年超过80%的高速增长。主要经验:从为客户提供硬件设备转变为系统软件、通信终端设备、智能仪表和智能交互终端等整体解决方案所有相关设备并提供有关的服务。

(3)出口产品质量与国际技术标准接轨

海兴,是我国获得国际认证最多的电表企业。其产品通过了南非STS和SABS认证,秘鲁INACAL认证,荷兰KEMA认证,巴拉圭INTN认证,智利SCF认证,德国PTB认证,欧盟 MID、Euridis、DLMS、CE认证,南美INTI、INDECOPI认证,巴西INMETRO认证,美国UL、Zigbee认证,哥伦比亚CIDET认证,G3载波认证等各种国际认证。

(4)南非的键盘式预付费电表及系统,国内最早开发。海兴在南非营销做得较好,负责运营南非的预付费系统。

(5)下功夫研制AMI系统

1)较早的了解兰吉尔E350智能电表技术,开发出AMI指令中心技术。

2)第三代AMI工程设计,包括:G3---PLC、家庭网络、配变监控等完整系统。

3)推出配变集成终端,具有电能计量、电能质量、负荷监测及其它多功能,包括开启式铁心的电流互感器。

(6)适应美洲市场需求,研制出园形200A插拔式电表。

3、出口智能电表/设备研发团队的设计、测试能力远强于国内产品开发

(1)2014年,海兴约有技术人员300名,其中50名硕士。海兴设有两个产品开发部门,国际产品开发部与国内产品开发部的人员比例为4:1。

(2)海兴,出口产品采用自主品牌

截止到2017年,海兴拥有自主品牌商标73项(其中,海外市场40项),是国内最早研制成功ANSI美国标准系列产品的企业之一;是国内最早获得IEC国际预付费标准的电表及售电系统软件认证的企业之一;是最早成功研制符合欧盟智能电表标准的国内企业之一;是国内最早同时获得欧DLMS本地和远程通讯规约的电表企业之一。

(3)自主开发各类智能电表、通信终端技术方案。

1)智能电表产品开发,主要参考兰吉尔、埃尔斯特公司电表产品。

2)重视元器件品质,引进西门子SN29500标准。

3)开发出6000A冲击电流装置。

4)电路板,采用台湾产的三维测试仪检测版的缺陷。

5)开展国际合作,建立起电力线载波通信实验室。

6)引进IEC61334低压窄带载波技术,包括软件、单频点信噪比测试仪,适用于出口欧洲产品。

7)海兴参加欧洲G3---Prime载波通信联盟。

(4)经浙江省科技厅批准建立起海兴研究院。

4、全球海兴

(1)目前海兴已在全球设立13个子公司:

杭州,海兴全球总部

南京(海兴)电网技术公司

宁波(海兴)恒力达公司

孟加拉海兴

印尼海兴

巴基斯坦海兴

肯尼亚海兴

南非海兴

尼日利亚海兴

塞内加尔海兴

秘鲁海兴

巴西Eletra

巴西Sao Paulo

(2)海兴,在海外市场拥有强大的营销网络,立足于国内积累的运营管理经验与技术开发优势,实现了管理体系技术知识的输出,在海外多个国家市场设立子公司,进行本地化生产、管理和运行,并建立了这种运作模式的快速复制能力。

(3)·专注开拓亚、非、拉市场

大部分发展中国家的客户,缺乏关键技术、设备、项目经验,需要供应商提供电能表的同时,能提供一套相应的用电系统解决方案,许多产品需要定制开发。

(4)稳固优势,以海外区域中主要国家为核心,”辐射”开拓周边市场

案例:从巴西开始布局,打开南美市场

2010年,海兴通过与巴西国内一家具备巴西INMETRO资质的表计企业:巴西FAE合作快速进入巴西市场,并与其在巴西当地合资组建巴西ELETRA,以直销模式参与巴西电力公司招标的投标。

2017年,海兴加强了海外公司管理,在巴西工厂完成了新一代产品的整体设计与开发,降低产品成本,压缩物料种类,提高产品竞争力。

(5)·海外市场转型发展

海兴,正在转型系统解决方案供应商,进一步打开未来市场空间。

海兴,端到端的解决方案,覆盖用电、配电、微网及运维全系列流程,是公司现阶段的核心竞争力之一。2017年,海兴的系统解决方案,实现营业收入3.68亿元,同比增长55%。

5、海兴荣获”2017年度杭州市对外合作投资合作十佳企业”荣誉称号

海兴作为一家为全球电力客户提供智能产品和配用电解决方案的供应商,是国家”走出去”战略的排头兵,是我国最大的自主品牌电能表产品出口企业,客户遍布全球90多个国家和地区,其中与”一带一路”沿线开展合作的达36个,并在全球设立10个子公司和5个区域总部。

海兴在全球的布局,除营销网络之外,还有生产经营能力的布局,与其它通过资本输出、投资海外企业进行海外市场拓展的形式不同,海兴立足于国内积累的运营管理经验与技术研发优势,实现管理体系和完整的技术方案的输出。

海兴先后在印尼、巴西等市场设立子公司,均采用本地化生产、管理和运行模式,建立一套有海兴特色的管理体系,统一了境内外子公司的运营管理,确保境外公司的生产效率与经营业绩和可持续发展。

海兴在此过程中,探索完善的运作模式,并初步建立了对这种模式的快速复制能力,这将帮助海兴在全球其他的国家和地区实现推广,进一步推进企业的国际化水平和能力,助力杭州市的城市国际化进程。同时,这种运作模式,也为杭州市其他企业”走出去、引进来”,提供了一条可借鉴的方式和途径。

6、本文点评

2019年,是电表行业彰显转型发展的一年。

(1)海兴,20多年来的持续、扩大智能电表/设备出口特别是海外建厂的经验,可以借鉴。国内电表企业在新的一年里,要研究扩大智能电表/设备海外出口的新需求。

同时,国内用智能电表正处于电网需求饱和、计量技术稳定的阶段,需要引进国际智能电表发展的先进技术与管理经验,来扩大国内智能电表的新需求。

这里需要指出:目前,国产智能电表出口主要进入国际中、低端电表市场,尚未大批量进入国际高端市场。这说明,高品质国产智能电表的研发,需要国内协同、下功夫:电表企业要加大电表、通信高级开发人才、开发资金的投入,开展电表、通信国际化合作;期望:电表行业主管部门组织协调高品质智能电表的技术攻关;电网计量部门允许国产高端关口电表与进口高准确度结算关口表并列挂网运行,长期考核计量性能差异,持续改进国产高端关口电表的产品设计。

(2)2009年以来这10年间,国际上智能电表、通信技术又有哪些新的发展?

根据本文作者的回忆,主要有:

1)推出IEEE1459---2010标准

2)美国GE公司:研发出国际上首款具有畸变功率计量及谐波功率因数计算的三相智能电表

3)IEC已经制订出静止式电表新标准,首次列入0.1S级电表

4)兰吉尔正在研制0.1 S级高准确度结算关口电表

5)前几年,兰吉尔推出网格路由器,能够连接多个网格部署AMI解决方案(Grid Strem)通信平台

6)能源表计通信新技术

— IEEE1901.1《适用于智能电网应用的中频(低于12MHz)电力线载波通信技术标准》

— NB---IOT窄带物联网通信技术

— 5G无线通讯技术

这些智能电表及通信的最新技术,本文作者经汇总信息后,再作专题讨论。