淺析電力載波通信芯片發(fā)展前景

隨著企業(yè)對管理自動化、信息化、減員增效要求的不斷提升，電力企業(yè)的自動抄表、工業(yè)企業(yè)的制造物聯(lián)網(wǎng)、辦公及居住的樓宇智能化已成為市場熱點和必然趨勢。電力載波通信憑借其基于電力線傳輸信號，無需額外布線、抗干擾能力強等優(yōu)點，已逐漸成為智能電網(wǎng)自動抄表系統(tǒng)、智慧城市物聯(lián)系統(tǒng)、智能建筑和智能小區(qū)底層通訊方式的首選。

以在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用為例，根據(jù)國家電網(wǎng)規(guī)劃，2020年前，用電信息采集系統(tǒng)將實現(xiàn)雙向智能化。現(xiàn)有智能電表面臨著：

（1）從非載波式電能表到載波式電能表的升級；

（2）從單向智能表到雙向智能表的升級；

（3）窄帶載波通信向?qū)拵лd波通信的升級。

因而，載波通信芯片在電能計量領(lǐng)域?qū)⒂兄L足的發(fā)展。

自2016年起，國家電網(wǎng)持續(xù)推進智能電表建設(shè)，逐步實現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)“全覆蓋”。為支撐新一代營銷業(yè)務(wù)寬帶化、互動化、信息化的目標，國網(wǎng)公司進一步開展了寬帶載波在用電信息采集系統(tǒng)中的批量化試點應(yīng)用，并基于用電信息采集系統(tǒng)批量建設(shè)了“多表合一”項目。

在技術(shù)方面，用電信息采集及運維將自動化，基于大數(shù)據(jù)的采集智能運維技術(shù)應(yīng)用、低能耗、廣域無線通信技術(shù)在多表集抄應(yīng)用，智能城市電、水、氣、熱表集抄系物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究等技術(shù)路線日漸清晰化，將引領(lǐng)今后幾年行業(yè)發(fā)展大方向。預計未來幾年，電力線載波通信芯片的市場需求量將保持較高增速，其驅(qū)動因素主要來源于：

①寬帶載波通信的逐步推廣

由于傳統(tǒng)單載波方式通訊速度慢、信道容量小、抄讀成功率低、工程維護量太大，已經(jīng)越來越無法適應(yīng)電力系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集實時性越來越高的要求。基于OFDM正交頻分調(diào)制技術(shù)的多載波通訊方式，正成為當前低壓載波通信技術(shù)發(fā)展的主流方向。而利用寬帶載波OFDM技術(shù)，可以突破目前通信信道的傳輸瓶頸，良好通信能力能夠?qū)崿F(xiàn)海量用電信息采集數(shù)據(jù)及全時間的實時傳輸，通過臺識別、相位識別等相關(guān)特性，可以輕松獲取各種檔案信息，配合多種信息源保證大數(shù)據(jù)分析成為可能。

隨著國家智能電網(wǎng)建設(shè)的穩(wěn)步推進，支撐智能化目標所需的高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐步被大家所關(guān)注。在此背景下，寬帶電力線載波技術(shù)以其技術(shù)特性和基于原有電力線的低成本、免安裝維護特點，從眾多的通信技術(shù)中脫穎而出，有力地支持企業(yè)用電管理、能效管理、智能家庭互聯(lián)，基于寬帶電力線載波技術(shù)、可以使發(fā)電、售電企業(yè)及時獲取重要數(shù)據(jù)，實現(xiàn)按需求生產(chǎn)、按需求采購的目的，將有力支撐市場化電力交易，促進市場化運作的良性發(fā)展。

2016年，寬帶載波技術(shù)在國網(wǎng)公司用電信息采集中的運用迎來了突破。年內(nèi)三次招標，單、三相電能表及采集器、集中器需求包中寬帶載波通信單元的需求量分別占到招標總量的3%、6%和11%，合計招標470.90萬只，占比6%；而2015年僅招標132.59萬只，占比為1%，由此預示著寬帶載波代替窄帶載波成為必然趨勢。

2017年3月國網(wǎng)第一次招標中，寬帶載波模塊/單元的需求量達到726.98萬只，占招標總量的比重大幅提升至26%。之后的2017年7月國網(wǎng)計量中心組織了全國范圍內(nèi)的廠商及專家召開宣貫會，代表著電力用電信息采集正式走入寬帶時代。

②“四表集抄”的應(yīng)用

所謂“四表”，即水表、電表、氣表和熱力表，代表家庭居民用戶日常生活所需要的四種能源；所謂“四表集抄”，就是實現(xiàn)對上述四種能源計量表進行集中抄表等信息采集，目的是減少各能源公司分散管理而造成的資源浪費以及提高用戶服務(wù)水平。作為智慧城市的一個重要組成部分，其建設(shè)將有效提高電力公司、水務(wù)公司、燃氣公司以及熱力公司的能源運營管理水平和效率，降低運營管理成本，優(yōu)化資源配置，同時使居民家庭用戶在水、電、氣、熱等能源使用消費上享受到更加安全、公平和智慧化的服務(wù)。

瑞斯康在展會中展出的四表集抄系統(tǒng)

以國家電網(wǎng)為主導的“四表集抄”的項目自2015年啟動試點以來，截止到2016年已經(jīng)提前完成了150萬戶四表集抄的規(guī)模應(yīng)用，預計在十三五期間完成3,500萬戶的接入，與此同時《電、水、氣、熱能源計量管理系統(tǒng)》系列標準逐步發(fā)布也為“四表集抄”提供了標準理論支持。

③物聯(lián)網(wǎng)是電力載波爆發(fā)點

與此同時，電力線載波通信芯片的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬，特別是工業(yè)控制和智能家居領(lǐng)域。LED路燈控制、礦井安全管理、電動汽車管理、家用計量儀表信息傳輸?shù)阮I(lǐng)域的發(fā)展也將大大推動電力線載波通信芯片市場的快速增長。由于電力線載波行業(yè)融合了傳感、計量、通行、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)運營等諸多技術(shù)方向，已經(jīng)是物聯(lián)網(wǎng)在能源和公共事業(yè)領(lǐng)域的重要方向，也是智慧城市、智慧家居等智能應(yīng)用的重要組成部分，電力線載波芯片在新型智能傳感設(shè)備、能源和公用事業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案、數(shù)據(jù)處理平臺、大數(shù)據(jù)分析等方面有廣闊的市場空間。同時，智能家居也有著巨大的市場和前景，而電力線載波技術(shù)在智能家居領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，涵蓋了白色家電、黑色家電遠程和本地的交互控制。

瑞斯康智能路燈管理系統(tǒng)

智能家居管理在居家生活中，通過構(gòu)建家庭戶內(nèi)的寬帶電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r了解用電情況，根據(jù)不同時段的分時電價，自動調(diào)節(jié)諸如熱水器、空調(diào)等智能用電設(shè)備的工作狀態(tài)。通過PAD、手機、互聯(lián)網(wǎng)等方式對電表、水表、氣表進行管理，通過采集智能安防系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)煙霧探測、燃氣泄漏，也可實現(xiàn)防盜等家庭安全防護功能。隨著智能家居的普及，電力線載波行業(yè)也將迎來爆發(fā)。到2020年，中國電力線載波通信芯片市場規(guī)模將達到18,038萬顆，2016年至2020年市場銷量年均復合增長率將達到18.29%。