HPLC HRF？双模通信在电能计量的现在与未来
【仪表网 仪表产业】自2018年开始，国家电网开始大规模建设基于高速载波HPLC的居民用电信息采集通信网络。新能源、分布式电源存在发电随机性、波动性和间歇性的特点，急需提升电网自动化程度，自动检测开关状态、停电上报、高负荷下精准、稳定运行。目前PLC向HPLC的升级进程已经过半，双模升级即将开始。在应用不断深入的过程中，HPLC技术某些场景下的不足点逐渐暴露，尤其是其通信严重依赖于线路的可靠性。
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而HPLC+HRF双模的通信方式，可有效地与HPLC技术进行互补，能够双通道自动融合组网，组网更加灵活。此外，在一些实时性不高、数据量不大的特殊应用场景，部分业务设备、传感器需电池供电，无法采用HPLC通信方式，更加适合采用双模通信的方式实现业务应用，同时也是国网计量中心一个重要的试点和推广方向。
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双模通信的现在
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电网市场HPLC的招标情况
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国网自全面采用HPLC之后，本地通信模块已经基本不与电能表一起招标，由各省自主安排。在南网范围，本地通信模块仍旧与电能表一起招标。国网每年招采表计六七千万台，2021年招标金额约为170亿元，南网每年招采电表金额为20-30亿。南方电网招标采购的市场化程度较高，厂家相对更为集中。国家电网招采非市场化因素较多，全资子公司智芯微份额较高，目前已经占到60%左右；其他厂家份额相对分散而平均。
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根据2021年度国网和地方电网的招标情况，经统计共有18家HPLC芯片方案得到了应用。其中智芯微以绝对的优势占据58.61%的市场份额，但比2020年的份额下降约4.95个百分点；海思占有10.10%的市场份额，也比2020年的份额下降2.11个百分点。共13家市场份额增长，鼎信份额增长最多，约1.71个百分点。
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HPLC+微功率无线双模试点和规范
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甘肃省双模通信提升高频数据采集成功率
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5月18日，智芯公司自主研发的HPLC+HRF双模通信单元，在甘南藏族自治州夏河县安装投运，并接入国网甘肃省电力公司用电信息采集系统。此次投运标志着，甘肃成为该产品在国内继北京之后的首个试点省份，为双模通信单元大规模接入电网奠定落地经验。此次落地应用的试点甘南藏族自治州地处山区，现场台区环境复杂，升级双模通信单元后，将会有效改善通信质量，大幅降低通信时延，提升高频数据采集成功率。
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双模组网应用示意图
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经过多年深耕探索，截止目前，“国网芯”HPLC芯片累计应用超过2亿颗，覆盖国家电网27个网省公司。智芯公司又进一步自主研发了HPLC+HRF双模通信单元，作为支撑国网公司新一代用电信息采集系统的本地通信技术。目前，智芯公司正加快载波双模产品深化应用研究，进一步提高产品可靠性，扩大全国应用试点覆盖范围。
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国网计量中心接受双模送检
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2022年3月23日，国网计量中心发布公告，该中心具备按照Q/GDW 12087《双模通信互联互通技术规范》开展用电信息采集系统双模通信单元(芯片级)互联互通试验检测的能力，可接受各生产厂家自愿送检。
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北京双模+拓扑识别的研究应用
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北京在国内较早开始了HPLC双模的试点和应用研究。国网北京计量中心在HPLC的深化应用中研究了一拓扑识别技术，下一步北京公司还将在研究时与国网计量中心推广的双模技术相结合，全面提升低压台区的智能化监测和可视化运维管理。虽然在年初和计量中心专家老师请教时，老师说目前该技术的应用遇到了一些问题，但是从中也不难看出北京对HPLC及双模通信深化应用和研究的多样化尝试。
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尽管根据国网计量中心规划，2020年就已经在部分省公司开展了HPLC+微功率无线双模推广使用，但是目前仍旧没有在全网范围内推广，目前进度不确定因素还比较多。双模技术目前还处在试点和标准制定的阶段。但是随着业务需求的提升及技术进步，国家电网已开始规划下一代高速双模技术并着手制定相关标准规范。行业认为，随着双碳政策推进、双限实施以及电价市场化，高速电力载波双模通信将有望成为未来电网采购中高速增长的需求。据悉，2月份珠海许继山东地区项目高速电力载波双模通信模块开始集中招标。
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双模通信的市场未来
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用数据预测说话：
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随着新一代智能电表继续推广，叠加旧表更新及新型电力系统建设背景下新表替换，未来国网智能电表采购量有望保持稳健增长势头，进而带动HPLC芯片及通信模块需求增长。参考国网招标数据，2021年国网HPLC模块采购量达到1.23亿片，同比增长32.6%，我们预计2022、2023年将分别达到1.3亿片、1.4亿片；国网对单相电表HPLC通信模块限制单价为50元，对三相电表HPLC模式限制单价为90元，基于此预计2022、2023年国网HPLC通信模块市场规模将分别达到85亿元、92亿元。
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而根据国泰安证预测：国网南网数据显示，2021年我国供电客户数约达6.7亿户，加上各类终端、传感器设备等双模的需求，预计芯片需求总量为35亿片。如果以2019-2021年HPLC的复合增长率为参考，且假设HPLC+HRF芯片从2022年开始更换，2023年上量，2035年更换完毕，复合增长率达47%。如果初期双模芯片均价为139.6元，8年后芯片上量至9.05亿片，价格逐渐降到104.7元，在不计芯片损耗的情况下，预计2035年市场规模可达732.6亿元。此外海外的高速双模市场也将持续增长。
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各企业的相关动态
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威胜信息2021年基于国网HPLC+HRF双模互联互通标准的SoC通信芯片取得了阶段性进展。根据发布的2021年报显示威胜预计在多模双通道SOC通信芯片研究总投资规模7395万，截止报告期末已累计投入金额约4369.9万。
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北京溢美四方软件技术有限公司是北京博纳电气股份有限公司控股的全资子公司。2022年3月7日，北京溢美四方软件技术有限公司的双模(HPLC+HRF)通信芯片项目取得了阶段性成果，成功申请国家知识产权局《双模(HPLC+HRF)通信芯片集成电路布图登记证书》(登记证书号第54101号)，并于2022年3月15日通过了教育部科技查新报告的项目鉴定。
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2022年3月万高发布，近日，杭州万高多款双模通信产品经过无线、安全和电磁兼容等方面的严苛测试，成功获得欧盟CE认证，这标志着杭州万高双模通信产品拿到了欧洲、中东和美洲等电力通信市场的入场券，海外业务版图将进一步扩大。
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可以看到，虽然HPLC+HRF的不确定因素还有很多，但是目前产业链各企业已经嗅到了市场信号，纷纷开启了布局和相关研究。
