（获取报告请登陆未来智库www.vzkoo.com）

1、 智能电表发展迎来泛在物联时代

能源互联网=坚强智能电网+泛在电力物联网。

从技术角度，泛在电力物联网架构包括感知层、网络层、平台层、应用层 4 个层 次。感知层是物联网的最底层，其重要功能为负责信息采集和信号处理。通过感 知识别技术，让物与物通过网络连接，国网对于感知层的要求一方面是能够在统 一终端标准，推动跨专业数据同源采集，实现配电侧、用电侧采集监控的深度覆 盖，相比目前阶段信息采集的质量都将有较大幅度提升，另一方面需要提升终端 智能化和边缘处理能力，主要是感知层现场设备终端种类较多，终端提供的数据 和信息在到达平台层之前需要通过网关来进行区域信息的整合和边缘计算处理， 因此感知层需统一操作标准，同时需要一套操作系统对数据进行统一边缘智能处 理，在源端实现数据融通和边缘智能。

感知层是泛在电力物联网的基础层和数据源。感知终端包括传感器、电子标签、 量测装置、监测装置、采集终端、定位终端、边缘网关等，可实现能源互联网中 全面感知，以数据驱动业务融合、服务提升、模式创新。全面感知可以解决大电 网稳定控制，预测发电源及用电负荷的波动趋势以及理解用户用电意愿及行为。 在泛在电力物联网的建设中，应用更先进的传感技术，对终端 IP 化实现全面感 知。相比智能电网时代，三型两网时代将大大提供感知终端的覆盖面，对发电、 输电、变电、配电、用电等多个能源体系环节实现全面感知，对其进行精细化管 理，便于定点监控，以提高新能源消纳、发电效率，工商业用户用能效率，加快 实现电器和家电制造商节能降耗。

智能电表短期看更换周期，长期看泛在电力物联网赋能。智能电表是典型的感 知层终端，是故障抢修、电力交易、客户服务、配网运行、电能质量监测等各项业务的基础数据来源。9 月 24 日，国网发布了 2019 年第二次电能表（含用电 信息采集）招标采购公告，共计招标电能表（及采集设备）3635 万只，同比增 长 10%，2019 年前两次招标 7652 万只，同比增长 35%。

2009 年以前电能表的采购由各省网公司独立进行，对于电能表的需求自成体系， 区域性的公司在各自地区有优势。国网从 2009 年 12 月国网开始统一大规模采 购智能电表产品，对智能电表进行总部统一组织、网省公司具体实施的集中式采 购，2015 年达到招标量的高峰，随后招标量开始下降，现有智能电表的更换周 期约为 8 年，2018 年相比 2017 年招标量已经企稳回升， 2019 年两次电能表 招标数量同比大幅增长 35%，我们认为目前已经进入智能电表更换周期起点， 预计未来 1-2 年智能电表招标量将持续提升，随着 IR46 新标准的推行，招标量 有望超预期，从而带来主流电能表企业业绩提升。

目前国网已经接入的智能电表约 4.8 亿只，采集终端约 4000 万个。随着物联网 数据采集需求的提升，预计到 2030 年接入设备将达到 20 亿只，市场空间打开。 物联网应用层与平台层建设加速推进，预计随着顶层设计的逐渐完善，感知层建 设将紧随其后，新需求逐步明确，新标准下可能会出现增加通信、遥控等功能与 要求，从而带来价值量的提升，智能电表龙头企业长期投资价值凸显。

我们认为，三型两网时代感知层将新增多个应用场景，对感知终端长寿命、高可 靠、高精度、高安全、低功耗等特点提出了更高的技术要求，同时在感知的广度、 深度、密度、频度、精度等方面提升，预计将带来感知层终端接入数量与单体价 值量的同步提升。

2、 泛在物联与新标准带来电表龙头长期投资价值

2.1、 当下推广新标准智能电表具有时代意义

自从 1876 年，第一块电能表面世，电能表已经从机械式电表逐步发展成当前的 智能电表，上世纪 60 年代以前电能表采用电气机械原理，其中应用最多的是感 应式的电能表，上世纪 70 年代起，人们开始初步探讨模拟电子电路的方案。我 国电子式电表发展分为三个阶段，2009 年开始具有一体化信息采集功能、实时 监测、信息交互的智能电表已经普及，目前基本已经实现了全覆盖。

国际法制计量组织在 2012 年发布了的电能表国际建议《有功电能表》，简称 IR46， 我们国家作为成员国应该遵守 IR46 标准。IR46 对电能表的计量性能及功能均有 明确要求：电能表的电能计量功能与非计量功能应该在逻辑上独立，非计量功能 软件的升级，不能影响计量部分的准确性与稳定性，目前阶段我国智能电表的国 家标准并未区分计量与非计量部分，因此不允许软件升级。一旦智能电表出现问 题，只能整表更换，因此降低了电能表的使用寿命。当电能表提出新功能需求时， 大规模更换电表造成资源浪费。IR 46 标准下明确强调了计量部分的独立性与其余功能部分的扩展性，电能表程序升级不得影响计量部分的正常使用，简单来说， IR46 标准智能电表具有更强大的功能同时可以支持在线软件升级。

当前阶段是推广新标准的智能电表最佳时机。我们认为，一方面大量旧标准智 能电表迎来更换周期，另一方面，电力采集终端软件功能需快速迭代升级，当前 推广新标准智能电表契合泛在电力物联时代的背景。

2.2、 未来智能电表将采用双芯设计，价值量大幅提升

目前，国内电力公司已经开始借鉴 IR46 标准设计理念，研究下一代智能电表技 术，未来将会采用双芯模组设计方案，该方案包括计量芯和管理芯两部分，计量 芯负责计量，不允许其进行软件升级，管理芯负责计量以外的负荷控制、费控、 通信、冻结、显示和事件记录等，允许升级。

新国标发布在即，对智能电表在多方面提出了更高的要求。基于IR46的JJF1245 系列型《安装式交流电能表型式评价大纲》已经通过国家专业技术委员会审定， 将报行政审批后发布实施。现有的国家标准体系是依据 IEC 标准而制定的，总 体而言，新的 IR46 标准更加严格。根据《IR46 标准下智能电能表研究初探》分 析，在环境适应性方面，IR46 标准对温度的低温极限都有所增加，提高了智能 电表对于温度的要求程度。在湿度和防水方面，原有的 IEC 标准将仪表分为户 外用和户内用仪表，规定了环境湿度极限与温度的关系，而 IR46 标准依据环境 的开放或者封闭位置，以及是否受到环境中水的影响，将仪表环境分为三个等级， 且有防水试验要求。新标准对于谐波影响的规定更加详细，同时加入了强制性试 验点，在计量防护方面明确要求，无论是硬件和软件，计量部分与非计量部分有 清楚隔离，计量部分不能涉及更新，而非计量部分软件能够升级更新。

我们认为，泛在电力物联网的顶层设计下，智能电表的新功能将会通过软件部分 逐渐实现，功能与需求的迭代升级会加速，因此将软件部分与计量部分分离，在保护计量部分准确性与稳定性的前提下，顺应了泛在电力物联网的大趋势。

新标准下智能电表将采用双芯设计，与现有体系有较大差异。 《IR46 标准下智能 电能表研究初探》中提到，当前智能电表主要采用“单个 MCU+专用电能计量 芯”，新体系下将采用两个 MCU 的设计方案，一个 MCU 符合智能电表的计量、 脉冲和时钟，称为计量芯，另一个称为管理芯，专门负责显示、对外通信、事件 管理、数据冻结、负荷控制等功能，双芯设计的电表便于升级，且避免了对计量 部分影响。计量芯包括计量芯片、计量 MCU、存储器、RTC、时钟电池、超级 电容等，第二部分为管理芯，包括管理 MCU、停抄电池、卡、ESAM、显示、 存储器、浮空、通信等。双芯的设计实现了电能计量与电能管理从硬件上分离， 为未来新需求下软件升级留足了操作空间。

双芯设计下，预计智能电表价值将大幅提升。目前新的国家标准尚未正式发布， 我们通过对智能电表成本进行拆分，预计新标准下单相智能电表的价格相比于当 前电表将会翻倍，单只价格会达到 300 元以上，电表企业进入量价齐升的通道， 长期投资价值凸显。

2.3、 海外计量体系对新标准电表的启示

电力市场化交易推广需要电表应用更加高级费率系统。世界各国在智能电网实 施的过程中都建立了符合自身国情的高级量测体系。各国的 AMI 体系都采用了 当时比较成熟技术方案，技术方案上差异主要体现在抄表系统最后一公里的通讯 上，主要取决于彼时各国电力市场的开放程度。欧洲的智能电表体系对于我国有 重要参考意义。欧洲人口稠密，配网系统与中国的类似，欧洲主要国家电力市场 化交易开展较早，因此欧洲的智能电表要求具备“高级费率系统”，以适应电力 市场化交易需求。目前我国安装的智能电表基本上都是预付费电表，并不支持与 用户的互动，预付费功能只是“高级费率系统” 的一个功能选项。随着电动车、 分布式光伏快速发展，传统电表已经无法适应电力市场化交易、欠费回收、分布 式能源接入，信息安全和优质服务等方面的需求，新型智能电表将逐步应用高级 费率系统。

欧盟委员会设立了智能电网专家执行委员会，制定发布了多项计量相关的技术标 准，欧盟国家在基本架构和功能方面形成了共识的欧盟量测体系，其中有 10 项 基本功能已经列入强制性标准，能够满足消费方、运营方、供电主体、安全防护、 分布能源发电方等多方面的需求。

欧洲计量体系中最有借鉴意义的是法国 2015 年启动的 Linky 项目。由于法国的 能源结构多样化且清洁能源占比较高，核电占比 70%以上，水电占比 10%，电 力市场化起步较早，因此电表需要更加复杂的费率系统。法国计量体系要求远程 数据抄读功能，数据包括每日发电和用电负荷记录以及电能质量数据，以 10min 为间隔提供电表计量值。通讯功能上具有本地无线通讯接口，可用于接入其他智 能能源计量设备（水表、燃气表等），同时采用支持 IPv6 的第三代电力载波通 信技术（G3 -PLC）为核心的通讯技术，促成数目众多的电表、智能传感器和终端设备的 IP 化。

目前国内电表“最后一公里”通讯技术的核心是统一处理，集中上报，对个体 用电行为数据采集不足。我们国家用电信息采集系统一般由主站、集中抄表终端、 通信信道、智能电表等设备组成，主要采用“主站-集中器-电表”和“主站-集中 器-采集器-电表”。由于我国人口数量大，在住宅或者写字楼内，通常是多块电 表通过 RS-485 接到采集器，再通过载波接到集中器，目前 80%以上用电信息 通过采用电力载波技术作为“最后一公里”的通讯技术，即电表到集中器，简单 理解，即局部用电信息在初步统计汇总之后，再上报到电力公司，当前架构下， 得到用户数据信息含量较低，不能系统反应个体的用电行为，已经不能适用于泛 在电力物联网时代的需求。

在传统的电力计算中，各个电力终端采集的数据将传输到主站统一处理，在泛在 物联时代，电力终端设备与业务应用会产生大量数据，数据传输与处理会给主站 造成巨大压力，高时延与安全性也无法满足新业务形态的要求，因此边缘计算就 近用户侧提供服务，将大量的计算下放到执行端，从而降低主站的压力，满足实 时数据的分析处理和低延时的业务需求，提高系统效率。预计到 2030 年 40%-50% 的数据需要在网络边缘层进行分析、处理和存储。边缘计算在电力物联拥有丰富 的应用场景，我们认为，其架构的搭建取决于新一代智能电表的布局。

当前智能电表依然存在部分局限。根据《欧盟 AMI 经验对下一代 IR46 智能电表 规划的启示》，现有局限包括：1）当前以窄带单载波为主要通讯方式通讯速度较 慢，无法抄读小时冻结数据，难以满足时效性的要求；2）现有的载波通讯技术 没有采用加密措施，数据存在被篡改的隐患；3）现有的通讯规约设备地址未考 虑未来 IPv4/v6 化需求，与电力物联网融合度不佳，需要改进；4）不支持高级费率系统，无法支撑新电改下电力市场交易和新能源消纳方面的需求；5）当前 智能电表并未充分考虑智能水表和燃气表、充电桩低成本接入的问题，没有下行 通讯接口，不能充分为未来综合能效管理提供技术支撑；6）现有电表无谐波分 析和无功监测功能，对劣质逆变器以及充电桩等用电负荷无法有效监管，用电故 障、漏电保护等高级功能尚待开发；7）现有标准对智能电表可靠性设计和评价 不足，只能巡检或定期更换。

针对目前的电表局限以及电力物联时代的要求，我们对下一代智能电表的发展方 向进行展望。1）在通讯技术和加密措施方面，新一代智能电表将采用高速上行 的通讯模式（HPLC），同时在高速通讯模块中引入 IPv6、网络管理、传输层加 密、时间片管理等方面以解决加密与物联网兼容性等问题；2）增加更高级的费 率系统，分时段记录电力信息，以满足电力市场交易的需求；3）在知情权与用 户体验方面，智能电表能够支持标准统一的家庭显示终端，电表增加蓝牙接口， 方便与手机等移动终端进行通信，保证用户知情权，提升用户体验；4）在升级 换代方面，智能电表管理芯为高速大容量的 CPU，与计量芯分离，引入实时多 任务操作系统，支持在线平台升级；5）在检测方面，采用面向对象的通讯协议， 协议中把用电信息与设备信息进行分类和独立权限管理，为运维提供可能，同时 增加多维的自监测功能（电压、电流回路、环境温湿度等），将定期更换变为按 需更换；6）在谐波处理与过载保护方面，充分利用新一代电表高速采样与谐波 处理能力，对电力线路过载、短路、恶性负载等方面自动诊断，增强对配电侧的 设备监控，为用电安全提供保护；7）在综合能效管理方面，留出下行通讯端口， 为与其他智能终端互联互通提供技术支撑。

我们认为，随着泛在电力物联网布局的逐步深化，智能电表也将不断“进化”， 增加更多高级应用需求，其核心在于新标准下电表将管理与计量分离，为其快速 迭代升级提供了可能。在泛在物联网时代，智能电表的战略地位发生了变化，不 再仅仅是电力信息的计量的工具，还是数据采集的智能终端，电表龙头企业长期 投资价值凸显。

3、 新标准将带来行业格局长期改善

经过周期波动后，参与国网电表投标企业数量明显下降。2015 年大约有将近 120 家企业参与投标，市场竞争较为激烈，随着近年国网招标量下降，部分企业放弃 参与电表招标。最近几批电能表及用电信息采集设备招标中，参与投标的企业数 量下降为约 90 家，随着行业周期波动，部分落后企业逐步退出国网招标。

梯队分化明显，未来份额将向龙头集中。以 2019 年第一批招标为例，中标金额 超过 6000 万元的企业有 50 家，超过 1 亿元有 30 家，超过 2 亿元有 15 家，超 过 3 亿元有 2 家，中标最少金额为 1153 万元，CR10 市场份额约为 34%，虽然 相比于其他国网统一招标环节，智能电表格局较为分散，但是电表企业已经形成 了明显的梯队分化。

技术门槛更高、价值量更高的三相电表投标参与者明显较少。2019 年第一批招 标中 2 级单相电能表竞争最为激烈，中标企业有 60 家，而 1 级三相电表中标企 业有 31 家，竞争压力大幅降低。2 级单相表 CR10 为 24.4%，而 1 级三相表的 CR10 达到了 50.9%，行业竞争格局明显优于单相电表。三相表相比于单相表结 构更加复杂，同时价格更高，目前三相表价格平均在 350 元/只以上。三相表对 企业在技术和工艺水平上提出了更高的要求，因此份额更加向第一梯队企业集中。 我们认为，随着新标准的推广，国网体系智能电表进入门槛将大幅提高，行业 整体集中度会明显提升，龙头企业将会持续受益。

4、 投资策略及重点推荐个股

目前国网泛在电力物联网建设如火如荼，每个月汇总建设进度向全社会公示，近 期相继发布了泛在电力物联网白皮书以及 2020 年重点建设任务大纲，2020 年 将会是突破之年。我们认为，1）感知层是泛在电力物联网的基础层和数据源， 泛在时代数据采集频率、精度、应用场景均有大幅提升，带动智能电表需求进入 长期增长通道；2）新标准推广在即，新标准电表能够实现在线升级，当前推广 新标准能满足泛在时代的软件需快速迭代更新的要求；3）新标准下，电表预计 将采用双芯设计，价值量大幅提升，龙头企业进入量价齐升通道；4）新标准电 表在多个维度提出了更高的要求，泛在时代电表战略地位明显提升，同时技术门 槛的提高有利于行业格局长期优化。

综上，我们全面看好智能电表企业投资价值，给予电气设备中的计量仪表行业（申 万）“推荐”评级。我们重点推荐中标排名稳步上升的国内电表龙头炬华科技， 以及在海外布局领先，对国际标准充分适应的海兴电力，建议关注林洋能源和三 星医疗。

（报告来源：国海证券）

获取报告请登陆未来智库www.vzkoo.com。

立即登录请点击：「链接」