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欧洲电网现代化挑战:智能计量如何提升配电网可视性

引言:电网扩建需要时间,运行可视性不能等待

欧洲正在加快能源基础设施的现代化改造与扩建。

2026年6月26日,欧盟理事会就《欧洲电网一揽子计划》形成谈判立场。该计划涉及跨境基础设施规划、项目许可、电网韧性以及旨在缓解拥塞的相关措施。

需要说明的是,欧盟理事会的立场属于欧盟立法程序的一部分,不应被视为已经最终通过的欧盟立法文本。

欧洲也在持续扩大实体电力互联能力。2026年7月2日,一条新的西班牙—葡萄牙电力互联线路正式启用并投入运行,为葡萄牙北部与西班牙西北部加利西亚地区之间新增了1,000 MW跨境输电能力。

然而,新的输电线路、变电站、变压器和馈线通常需要数年时间才能完成规划、审批和建设。在此期间,配电系统运营商(Distribution System Operator,DSO)仍需要更充分地了解现有配电网络的实际运行和利用情况。

由此产生了一个重要问题:

智能电表、馈线遥测和表后分项计量,分别能够揭示哪些配电网运行信息?

智能计量不会增加实体电网容量,但可以提供支持规划、运行管理和客户侧能源管理的数据基础。

1. 为什么欧洲配电网需要更高的可视性

欧洲配电网络正在同时受到多种变化的影响:

  • 分布式光伏发电;
  • 电动汽车充电;
  • 热泵负荷;
  • 工商业电气化;
  • 电池储能系统;
  • 双向电力潮流;
  • 新增大型用电负荷;
  • 接入或并网申请排队;
  • 局部网络约束。

即使一个国家的电力系统总体发电能力充足,某一台配电变压器或某一条馈线仍可能接近其热容量或电压运行限值,局部网络也可能面临保护配合及相关技术约束。

因此,即使更大范围的电力系统具有足够的发电能力,局部配电网仍可能发生拥塞。

更完善的配电网可视性有助于回答以下实际问题:

  • 哪些变压器的利用率最高?
  • 局部负荷峰值通常在什么时间出现?
  • 哪些区域的客户侧反向馈电正在增加?
  • 哪些馈线存在明显的三相不平衡?
  • 哪些区域的电压运行条件正变得更难管理?
  • 哪些区域可能需要增容或改造?
  • 在批准新的电网接入申请之前,哪些位置需要增加监测?

2. 输电扩建不等于配电网可视性提升

输电扩建和配电网可视性解决的是不同问题。

输电扩建

配电网可视性

提高区域间和跨境电力输送能力

显示本地馈线和配电变压器的运行状态

支持系统层面的电力交换

支持局部规划和运行决策

通常需要大型基础设施项目

可通过计量和遥测逐步提升

规划和许可周期较长

可提供区间数据或准实时数据

重点关注大电网系统约束

重点关注客户、馈线和资产层级的运行状况

《欧洲电网一揽子计划》旨在改善基础设施规划和项目交付。这些措施十分重要,但不会自动使DSO获得所有低压和中压网络的详细运行信息。

提升配电网可视性,还需要单独建设计量、通信和数据治理架构。

3. 配电网可视性的三个层级

实用的配电网可视性架构可以分为三个层级。

第一层:AMI与客户边界可视性

高级计量基础设施(Advanced Metering Infrastructure,AMI)及安装在客户边界的智能电表,可能提供:

  • 区间电能数据;
  • 需量变化特征;
  • 进口和出口电能;
  • 在所选系统支持的情况下提供停电或通信状态信息;
  • 客户层级负荷趋势;
  • 社区或区域聚合负荷;
  • 可能引起局部网络反向潮流的客户侧出口电能。

客户向电网馈电,并不能自动证明馈线或配电变压器边界已经出现反向潮流。

客户输出的电能可能在到达上游网络资产之前,已经被附近其他客户负荷消纳。

因此,网络层级的反向潮流应通过相关配电变压器或馈线边界的测量进行确认。

第二层:配电变压器与馈线遥测

网络层级测量可能提供:

  • 配电变压器负载情况;
  • 馈线负载情况;
  • 局部峰值需量;
  • 电压运行状态;
  • 三相不平衡;
  • 反向潮流;
  • 功率因数;
  • 拥塞相关指标;
  • 用于并网评估和接入承载能力评估的测量输入。

接入承载能力是指:在不违反规定技术限值,或不进行特定网络增容改造的情况下,某一网络区域能够额外接纳的发电、储能或负荷规模。

这一层级用于反映聚合后的客户行为如何影响共享的配电网资产。

第三层:表后分项计量

工商业表后分项计量可以分别识别:

  • 光伏发电;
  • 电池充电与放电;
  • EV充电;
  • 供暖、通风与空调系统(HVAC);
  • 生产设备;
  • 租户负荷;
  • 关键回路;
  • 可调节负荷。

这一层级用于解释客户站点内部实际发生了什么。

AMI提供客户边界可视性,馈线遥测提供网络层级可视性,表后分项计量提供设备和资产层级可视性。

任何一个层级都不能替代另外两个层级。

4. AMI数据能够为DSO提供哪些信息

根据所选电表功能、通信架构、前置采集系统(Head-End System,HES)配置、计量数据管理系统(Meter Data Management,MDM)配置以及适用监管框架,智能电表和AMI数据可能支持:

  • 客户负荷曲线分析;
  • 峰值需量分析;
  • 进口和出口电能监测;
  • 在所选系统支持的情况下进行停电检测;
  • 用电量预测;
  • 聚合负荷分析;
  • 识别分布式发电持续增长的区域;
  • 在具备适用测量数据的情况下,调查持续存在的电压问题。

只有在计量点被正确关联到相关网络资产,并在必要时正确映射至对应电气相别的情况下,AMI数据才能用于配电变压器或馈线层级分析。

DSO可能需要维护以下关联关系:

  • 客户电表;
  • 用户接入点;
  • 低压馈线;
  • 配电变压器;
  • 中压馈线;
  • 电气相别;
  • 网络区域。

如果网络拓扑记录过时、客户接线发生转移、相别映射错误或各系统时间戳不一致,就可能造成聚合负载、三相平衡和反向潮流分析结果失真。

AMI数据不应自动被视为连续实时遥测数据,其实际能力取决于:

  • 电表测量功能;
  • 内部数据刷新周期;
  • 本地存储的区间长度;
  • 通信延迟;
  • 事件上报能力;
  • HES和MDM配置;
  • 数据验证状态。

准实时电表数据可能尚未经过验证,应与经过验证的历史数据、计费数据或结算数据明确区分。

5. AMI无法独立告诉DSO哪些信息

客户边界数据存在重要局限。

智能电表通常无法独立识别:

  • 哪一条内部回路造成了负荷峰值;
  • EV充电桩、热泵或工业设备当时是否运行;
  • 同一客户接入点后方光伏或BESS的具体贡献;
  • 配电变压器内部状态;
  • 另一个网络测量点的瞬时馈线负载;
  • 保护动作;
  • 高速扰动;
  • 超出所选型号支持能力的谐波或暂态特征。

某个站点的净进口较低,可能是因为光伏输出较高、电池正在放电,也可能只是站点基础负荷下降。

仅依靠客户边界电表,通常无法区分这些原因。

智能电表数据能够提升可视性,但不能替代馈线传感器、保护装置、监控与数据采集系统(SCADA)或专业电能质量仪器。

6. 为什么馈线和配电变压器计量十分重要

配电变压器和馈线测量,可以将客户侧数据与实际网络运行状态联系起来。

根据项目架构,相关测量数据可能包括:

  • 三相电压和电流;
  • 有功功率和无功功率;
  • 进口电能和反向潮流电能;
  • 配电变压器或馈线需量;
  • 三相不平衡;
  • 功率因数;
  • 频率;
  • 最大需量;
  • 负载变化趋势。

这些数据可以支持:

  • 配电变压器利用率分析;
  • 局部峰值识别;
  • 馈线容量规划;
  • 并网接入评估;
  • 三相平衡分析;
  • 反向潮流监测;
  • 针对性网络增容;
  • 调查反复出现的过载或电压问题。

配电变压器和馈线遥测,可以为并网评估和接入承载能力评估提供运行数据输入。

但是,计量数据本身不能直接决定最终接入承载能力。

正式评估通常还需要考虑:

  • 网络拓扑;
  • 导线和变压器热容量限值;
  • 电压判据;
  • 保护要求;
  • 短路电流水平;
  • 负荷多样性和同时性假设;
  • 不同运行场景;
  • 可靠性条件;
  • DSO批准的规划方法。

由欧洲输电系统运营商联盟(ENTSO-E)与欧盟配电系统运营商实体(EU DSO Entity)推出的Capacitypedia,可以帮助用户查找参与网络运营商公开发布的接入承载能力信息。

但该平台不会独立计算、认证或统一欧洲所有网络区域的接入承载能力。

7. 为什么仍然需要表后分项计量

公用事业电表记录的是客户边界上的净电力交换,通常无法解释该净值是如何形成的。

一个工商业站点可能同时包含:

  • 生产负荷;
  • 冷却负荷;
  • 光伏发电;
  • BESS运行;
  • EV充电;
  • 租户负荷;
  • 办公设备;
  • 可调节或可中断回路。

表后分项计量可以支持:

  • 内部能源管理;
  • 成本分摊;
  • 设备层级能效对标;
  • 峰值负荷管理;
  • 光伏和储能监测;
  • EV充电分析;
  • 在法律和技术条件允许时进行租户计费;
  • 站点EMS集成。

客户侧分项电表不会自动成为公用事业贸易结算电表或市场结算电表。

电表用途、法制计量要求、准确度等级、认证范围及合同接受条件,必须根据预期用途进行确认。

数据访问、隐私与网络安全

表后数据不会自动向DSO或其他外部平台开放。

数据访问可能取决于:

  • 适用的法律依据和监管授权;
  • 需要情况下的客户授权;
  • 合同安排;
  • 国家数据管理规则;
  • 数据使用目的。

项目应明确:

  • 数据治理责任和访问权限;
  • 涉及个人数据时的数据控制者和数据处理者角色;
  • 获得授权的用户;
  • 允许的数据用途;
  • 数据粒度;
  • 保存期限;
  • 匿名化或聚合要求;
  • 网络安全控制措施;
  • 身份认证和访问管理;
  • 数据共享及授权撤销流程。

高时间分辨率数据可能揭示客户行为、场所占用情况、生产计划及设备运行状态。

因此,数据访问范围应与声明的用途相匹配,并建立在适用的合法处理依据之上。

8. 区间数据、遥测数据、计费数据、结算数据与事件数据

不同类型的数据服务于不同用途。

数据类型

典型用途

区间计量数据

负荷曲线、规划、趋势分析,以及在获得认可时用于客户计费

准实时遥测数据

运行监控、告警和容量监测

计费数据

费率应用、账单生成及客户合同计费

结算数据

经认可的市场结算或不平衡电量结算流程

事件数据

停电、中断或异常工况分析

高速数据

保护、波形和扰动分析,以及部分电能质量应用

这些数据类别不应混为一谈。

网关每秒轮询一次电表,并不意味着电表内部所有数据每秒都会刷新。

同样,通过Modbus能够读取某项数据,也不代表该数据自动具备用于计费或结算的资格。

项目应明确区分:

  • 电表内部测量刷新周期;
  • 网关轮询周期;
  • 本地存储区间长度;
  • 数据传输延迟;
  • 平台处理延迟;
  • 时间戳来源;
  • 缺失数据处理方法;
  • 数据验证状态;
  • 预期数据用途。

9. 光伏、BESS和EV基础设施带来的反向潮流

传统配电网主要按照电能从电网流向客户的单向潮流进行设计。

这一模式正在发生变化。

分布式光伏可能向本地配电网输出电能;BESS可能在充电与放电之间切换;EV充电集群可能形成突出的局部负荷峰值,而双向充放电EV系统也可能向网络馈电。

这些资源可能影响:

  • 配电变压器负载;
  • 馈线峰值出现时间;
  • 电压运行状态;
  • 反向潮流;
  • 三相平衡;
  • 局部接入承载能力。

双向计量可以显示跨越规定客户边界或资产边界的电能方向和数量。

但仅靠双向计量,无法识别每一次变化由哪一项内部资产造成,也不能证明反向潮流已经到达上游配电变压器或馈线。

因此,配电网分析可能需要结合:

  • 客户边界电表;
  • 配电变压器测量;
  • 馈线遥测;
  • 站点级分项计量;
  • 正确的网络拓扑映射。

10. AMI、HES、MDM及网络平台的职责

系统或参与方

主要职责

DSO

配电网规划、运行和网络容量管理

AMI

电表、通信和数据采集的整体系统架构

HES

与电表或数据集中器通信,采集读数、事件和设备状态

MDM

数据验证、估算、替代、修正、聚合及业务数据输出

SCADA与馈线遥测

网络层级运行状态和资产状态可视性

站点EMS

客户站点能源优化和资产协调

分项计量系统

回路和资产层级电气数据

计费系统

费率应用、账单生成和客户计费处理

结算系统

经认可的市场或不平衡电量结算处理

保护及电能质量设备

高速事件、故障和扰动分析

同一个数值可能同时出现在多个系统中,但不同平台可能采用不同的:

  • 计量边界;
  • 时间区间;
  • 倍率;
  • 验证规则;
  • 数据修正流程;
  • 时间戳;
  • 保存策略。

因此,为每一项关键数据明确权威数据源至关重要。

11. 智能电表能否解决电网拥塞

不能。

智能电表不会创造实体电网容量,也不能替代:

  • 新增变压器;
  • 更大截面的导线;
  • 新建馈线;
  • 变电站升级;
  • 跨境电力互联线路;
  • 保护系统改造。

但是,智能计量可以通过以下方式,帮助公用事业企业和客户作出更合理的决策:

  • 改善负荷预测;
  • 识别局部需量峰值;
  • 识别进口和出口趋势;
  • 为并网研究提供数据输入;
  • 找出需要增加监测的区域;
  • 有针对性地实施灵活性项目;
  • 改善与客户之间的沟通;
  • 在数据适用的情况下,验证部分运行措施的实际效果。

因此,智能电表是电网现代化过程中的信息层,而不是工程研究或实体网络投资的替代方案。

12. 配电网与工商业项目计量检查清单

审查项目

需要确认的内容

测量层级

客户边界、配电变压器、馈线、配电柜或内部回路

网络关联

电表与变压器、馈线及相别之间的正确映射

拓扑维护

客户接线转移和网络重构后的更新流程

电表用途

运行监测、分项计量、计费、贸易结算或市场结算

电气范围

电压、电流和系统接线方式

传感方式

直接接入、CT接入、分流器或其他方式

方向定义

进口、出口及反向潮流约定

测量参数

电能、功率、电压、电流、功率因数、频率及需量

数据区间

监测、规划、计费或结算周期

刷新周期

电表内部测量更新要求

延迟

测量刷新、轮询、传输及平台处理延迟

通信方式

RS485、Modbus或项目专用接口

时间源

电表、网关、HES、SCADA或EMS

寄存器表

地址、单位、倍率、数据类型及字节序

数据保存

本地存储、恢复和审计周期

网关容量

接入设备数量、轮询负载及缓存能力

数据来源

实测、估算或替代

数据可用性

可用或缺失

验证状态

未验证、已验证或已拒绝

处理状态

原始或已修正

数据访问

DSO、客户、供应商和第三方访问权限

隐私保护

合法依据、个人数据处理、聚合及允许用途

网络安全

身份认证、加密、访问控制及固件管理

接入承载能力用途

作为运行输入,或正式工程评估的一部分

数据校核

客户聚合数据与变压器、馈线测量之间的比对

准确度

根据预期用途确定所需准确度等级

法制计量

国家及具体应用要求

系统兼容性

AMI、HES、MDM、SCADA、网关或EMS

试点测试

端到端测量和数据验证

13. YTL如何支持前期电表评估

针对配电及工商业应用,浙江永泰隆电子股份有限公司(YTL)可以支持对部分智能电表、数据集中器、CT接入式电能表、多功能仪表、DIN导轨式电能表、面板式仪表及通信型计量产品开展前期评估。

根据所选型号和项目要求,YTL可以支持:

  • 电表型号初步筛选;
  • 电压和电流范围核对;
  • 直接接入或CT接入配置讨论;
  • 进口和出口电能测量要求核对;
  • 测量参数和数据区间要求核对;
  • RS485和Modbus选项确认;
  • 寄存器表、单位及倍率核对;
  • 样品阶段电表至网关接口评估;
  • 针对AMI、EMS或数据集中器集成,对客户提出的电表侧接口和数据要求开展初步讨论。

数据集中器的适用性应根据以下条件进行确认:

  • 具体型号;
  • 通信架构;
  • 接入设备数量;
  • 轮询要求;
  • 数据缓存要求;
  • 寄存器表配置;
  • 上层平台接口。

通信选项、区间数据功能、协议实现、准确度和认证范围,必须根据所选型号、目标市场、电表用途和项目架构进行确认。

YTL不负责定义:

  • 公用事业企业的网络拓扑模型;
  • 接入承载能力评估方法;
  • 客户数据访问规则;
  • 隐私或数据共享政策;
  • HES或MDM系统架构;
  • SCADA控制策略;
  • 法制计量接受条件;
  • 最终系统集成方案。

上述事项仍由以下主体负责:

  • 公用事业企业;
  • DSO;
  • 工程设计单位;
  • 平台供应商;
  • 系统集成商;
  • 相关监管或合同参与方。

YTL主要支持现场级电气测量和数据输出层。

结论

欧洲需要建设新的输电线路、变电站、馈线和变压器,实体电网投资仍然不可或缺。

与此同时,在大型电网项目规划和建设期间,更高的可视性可以帮助网络运营商和客户了解现有资产的实际使用情况。

三个可视性层级分别承担不同作用:

  1. AMI提供客户边界可视性;
  2. 配电变压器和馈线遥测提供网络层级可视性;
  3. 表后分项计量提供资产层级可视性。

要使这些数据真正形成有价值的分析结果,还必须确保:

  • 数据被正确映射至网络拓扑;
  • 不同系统的时间保持对齐;
  • 数据经过适当验证;
  • 不同测量边界的数据能够进行校核;
  • 数据访问遵循清晰的数据治理规则;
  • 数据通过适当的网络安全措施得到保护。

欧洲电网现代化不仅取决于建设更多基础设施,也取决于能否准确理解电能如何从馈线流向最终设备,以及分布式资源如何反向影响配电网络。

常见问题

什么是配电网可视性?

配电网可视性是指理解客户接入点、配电变压器、馈线及其他网络资产的负载、电压、功率方向和容量状况的能力。

AMI数据能够显示什么?

根据系统配置,AMI可以显示客户边界的区间用电量、进口和出口电能、需量趋势以及部分设备状态信息。

AMI和SCADA是否相同?

不同。

AMI主要支持客户电表通信和数据采集。SCADA和馈线遥测通常服务于配电网运行以及更高频率的网络资产监测。

客户向电网馈电是否能够证明馈线已经出现反向潮流?

不能。

客户输出的电能可能被附近负荷直接消纳。是否发生馈线或配电变压器层级的反向潮流,应在相关网络边界进行确认。

电表数据能否直接确定接入承载能力?

不能。

计量数据可以提供运行输入,但接入承载能力研究还取决于网络模型、热容量限值、电压判据、保护要求以及规划假设。

DSO是否可以自动访问表后数据?

不一定。

数据访问需要适用的法律依据,也可能取决于客户授权、合同安排、国家规则以及具体数据用途。

参考资料

  1. 欧盟理事会,European Grids Package: Council Backs Modernised Energy Network for Decarbonisation,2026年6月26日。
  2. 欧盟委员会,Energy Union: New Spain–Portugal Electricity Interconnection Inaugurated,2026年7月2日。
  3. ENTSO-E,Managing Grid Congestion in the Energy Transition: Position Paper on Market Design Options,2026年6月10日。
  4. EU DSO Entity与ENTSO-E,Capacitypedia Launched to Improve Access to Grid Hosting Capacity Information Across Europe,2026年5月22日。
  5. 《欧盟2019/944号指令》,尤其是第19至24条及附件II,涉及智能计量系统、准实时与已验证数据、网络安全、数据保护、数据管理和互操作性。
  6. 《欧盟2016/679号条例:通用数据保护条例》,涉及合法处理、目的限制、数据最小化、存储期限限制、安全保障以及数据控制者和数据处理者职责。
  7. 《欧盟2023/1162号委员会实施条例》,涉及电力计量和用电数据的互操作要求,以及非歧视、透明的数据访问程序。
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