智能测量系统|德国并没有落后：为什么我们的智能电表是国际榜样

Konrad Wolfenstein

6 个月前

智能计量系统 | 德国并未落后：为什么我们的智能电表是国际典范 – 图片：Xpert.Digital

智能电表革命：为什么德国如今正成为智能能源转型领域的先驱

智能计量系统：德国在数字化电力供应方面的战略优势

德国正处于能源供应全面转型的风口浪尖。这场数字化革命的核心是智能计量系统（俗称智能电表）在全国范围内的推广。这些系统预示着一个新时代的到来：电力不再是被动消耗，而是被智能控制和优化。长期以来，德国因其在智能电表推广方面态度迟缓而饱受诟病，而瑞典、丹麦和意大利等其他欧洲国家早已广泛应用这项技术多年。然而，乍看之下似乎是劣势的因素，仔细分析后却会发现，这恰恰是一项战略优势，能够助力德国在新一代智能电网领域脱颖而出。.

专家强调，德国的智能电表系统虽然推出较晚，但却具备许多早期系统所缺乏的关键功能和灵活性。智能电表系统远不止是一个数字电表，它更是连接消费者、生产商和电网运营商的高度安全、双向通信基础设施的核心。由德国联邦信息安全办公室 (BSI) 认证的最高安全标准在确保数据完整性和隐私方面发挥着至关重要的作用。这项技术为动态电价机制铺平了道路，优化了家庭和企业的能源管理，并支持面向未来的应用，例如电动汽车的双向充电——届时，您的电动汽车将成为移动储能设备。.

德国制定了清晰的推广路线图，并将从2025年起强制许多家庭和设施使用，同时还建立了智能化的成本分摊系统，为能源市场的深刻变革做好准备。这涵盖了从技术基础和沟通渠道到构建具有韧性和气候中和性的能源供应体系的方方面面。.

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延迟起步反而带来战略优势

虽然其他欧洲国家使用智能电表已有多年，但德国却远远落后。在瑞典、丹麦和意大利，几乎每家每户都安装了智能电表，而德国目前只有不到百分之五的家庭拥有这项技术。然而，这种滞后并非疏忽，而是经过深思熟虑的计划的一部分。.

德国电气电子信息技术协会 (VDE) 网络技术/网络运营论坛 (FNN) 副主席英戈·舍恩贝格 (Ingo Schönberg) 一针见血地指出：德国或许起步较晚，但它带来的是正确的解决方案。虽然其他国家也已开展了一段时间的能耗监测，但它们缺乏德国系统所提供的灵活性和可控性。.

技术基础：不仅仅是电表

智能计量系统远不止传统的数字电表那么简单。其核心是智能电表网关，这是一种高度安全的通信单元，可将电表连接到各种系统。这种现代计量设备和网关的组合实现了消费者、生产商和电网运营商之间的双向通信。.

联邦信息安全办公室 (BSI) 在此过程中发挥着核心作用。它不仅根据最高安全标准对智能电表网关进行认证，而且还不断完善技术要求。目前，已有五家独立制造商拥有智能电表推广所需的所有认证。.

其中，控制箱或CLS模块（可控本地系统）尤为重要，它们能够对发电厂和用电设备进行精确控制。这些组件近期已获得多家制造商的认证，并支持通过继电器进行逐步控制以及通过EEBus标准进行无级控制。.

通过各种渠道进行沟通

数据传输通过多种通信信道进行。骨干网是由专用光纤网络连接所有网络连接点。家用智能电表有两种主要传输方式：移动网络和专门为能源行业预留的 450 MHz 频段。.

450 MHz 频段网络凭借其远距离传输和良好的建筑物穿透能力，具有显著优势。这使得即使在地下室或难以到达的位置，也能可靠地连接到智能电表。联邦网络管理局已将这些频段分配给 450connect GmbH 公司，使用期限至 2040 年。该公司自 2021 年以来一直致力于推动全国性网络的建设。预计 450 MHz 无线网络将于 2025 年在全国范围内投入使用。.

推广路线图：到 2030 年实现结构化引入

《重启能源转型数字化法案》确立了智能电表推广的法律框架。自2025年1月起，年用电量至少达到6000千瓦时的消费者必须安装智能电表系统。装机容量为7千瓦及以上的发电厂运营商以及可控能耗设备也同样适用此规定。.

该推广计划遵循雄心勃勃的时间表：到2025年底，20%的强制安装用户应已配备智能电表系统，相当于超过250万台设备。到2030年，推广覆盖率应至少达到95%。联邦网络管理局的最新数据显示，截至2024年底，已有13.91%的强制安装用户配备了智能电表系统。.

此外，自2025年起，所有消费者均有权自愿申请安装智能电表系统，无论其用电量多少。计量点运营商必须在四个月内满足消费者的申请。.

成本透明度和公平分配

自2024年起，智能电表系统的费用由消费者和电网运营商共同承担。对于大多数家庭而言，每年的费用为20欧元（总额）；而对于可控电器，例如壁挂式电表或热泵，每年的费用为50欧元。超出此金额的任何费用均由电网运营商承担。电网运营商可通过智能电表系统获得更完善的电网状态信息，从而优化电网运行。.

然而，德国联邦经济事务和气候行动部计划提高自愿安装节能设备的费用。一次性安装费用将从30欧元上涨至100欧元，年度运行费用也将增加30欧元。此次涨价引发了消费者权益保护组织的批评，因为这可能会降低参与能源转型的吸引力。.

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通过智能控制实现灵活性

这项新技术的关键优势在于其灵活性。该系统并非直接干预单个系统，而是通过在电网连接点设定通道来实现。在这些上下限范围内，终端用户可以根据自身需求使用或输送电力。只有当超出这些限值时，才会进行控制干预。.

这种方法避免了直接启动私人太阳能系统或壁挂式储能罐。相反，通过捆绑更大的电网，可以在中高压电压级进行干预之前，确保局部电压平衡。一旦达到 80% 的用电点，剩余的波动即可得到平衡。.

现代控制技术还允许对生产设备的输出进行调节，而不是完全关闭它们。发电厂的控制限值从最初的2千瓦提高到7千瓦，以减轻小型居民用电系统的负担。.

双向充电和车辆到电网

一项突破性的进展是电动汽车的双向充电。这项技术也称为车网互动（V2G），它不仅能让电动汽车充电，还能在需要时将电力回馈到电网。这使得车辆电池变成了移动储能单元，可以稳定电网。.

双向充电技术能够吸收可再生能源产生的多余能量，并在需要时再次释放。这有助于电网稳定，并能降低电动汽车的成本。虽然这项技术已经成熟，但目前只有配备 CHAdeMO 连接器的亚洲车辆才具备此功能。.

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动态电价：价格随供应量变化

随着智能电表系统的引入，动态电价也逐渐成为现实。自2025年起，所有能源供应商都必须提供此类浮动电价。这些电价会根据电力交易所的价格每小时进行调整，使消费者能够在电价较低的时段享受优惠。.

动态电价机制与智能电表系统结合使用效果尤佳，因为智能电表系统能够及时记录和计费用电量。消费者可以根据电价低谷期灵活调整用电时间，例如在给电动汽车充电或使用高耗能电器时。.

价格会根据供需情况而大幅波动。在阳光充足、风力强劲且可再生能源发电量高的日子里，价格可能非常低甚至为负；而当需求旺盛时，价格则会显著上涨。这些价格信号有助于更好地协调消费和发电。.

安全和数据保护是重中之重。

德国尤其重视智能电表系统的安全性。联邦信息安全办公室 (BSI) 制定了全面的技术指南，并根据最高的网络安全标准对所有组件进行认证。智能电表网关配备了标准化的集成安全模块，确保通信的可靠性。.

一个重要的方面是，该系统与本地IT系统没有连接。通信通过独立的、安全的渠道进行，以保护用户隐私。该系统的设计使得多个组织参与到其开发和安全维护中。.

智能电网和中压等级

智能电网的控制主要在中高压层进行。现代传感器技术使得对这些电网层进行智能监测和控制成为可能。诸如用于中压的集成电流和电压传感器等创新解决方案，可以轻松改造到现有的本地电网变电站中。.

这些传感器持续记录网络参数，实现网络自动化监控。它们是未来智能电网的重要组成部分，未来智能电网的特点是拥有用于记录、分析、控制、存储和安全传输电力的智能系统。.

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抗断电能力和危机应对能力

该系统尤其关注其应对停电的能力。《计量点运行法》规定，计量点运营商有义务使用不间断、不受停电影响的电信连接。这对于系统稳定性至关重要，因为智能计量系统越来越多地承担着控制分散式系统的责任。.

该概念区分了抗断电能力和抗断电能力。抗断电系统即使在断电期间也能继续运行，而抗断电系统则在市电恢复几分钟后即可恢复控制。对于大多数客户安装而言，抗断电设计就足够了，因为它的成本效益更高。.

国际榜样

尽管德国起步较晚，但其智能电表系统正逐渐成为国际典范。荷兰将于2027年实施一套几乎完全相同的系统。在逐步淘汰现有净计量系统的同时，荷兰的智能电表系统方案也以德国的方案为基础。.

欧洲各国的情况各不相同，因此采取了不同的方法。意大利是先行者，早在2001年就引入了智能电表。瑞典也实现了近乎全面的覆盖。然而，这些早期系统主要侧重于用电量监测，并未提供像德国系统那样全面的控制选项。.

家庭和企业的能源管理

智能电表系统为家庭和企业提供了一种全新的能源管理方式。通过详细记录用电量，用户可以优化用电模式并节省成本。这些系统不仅显示当前用电量，还能提供不同时间段的详细用电量分析。.

当与光伏系统等分布式发电系统结合使用时，这种方案就显得尤为有趣。家庭用户成为所谓的“产消者”，既是电力消费者又是电力生产者。智能计量系统能够自动协调发电和用电，并优化并网发电量。.

光纤基础设施的作用

光纤基础设施在智能计量中发挥着至关重要的作用。高性能光纤网络为智能计量系统的实时通信提供了必要的带宽和传输速度。光纤具有最高的传输容量、最低的延迟以及几乎完全不受电磁干扰的特性，是理想的传输技术。.

一些能源供应商已经开始利用自有光纤网络连接智能电表。这无需对通信基础设施进行额外投资，即可实现最先进的双向数据传输。例如，德国千兆网络公司（Deutsche GigaNetz）正在投资150万欧元，对其配电点进行改造，加装智能电表和太阳能电池板。.

未来前景和潜力

智能电网被认为是德国能源转型的一项关键技术。它能够实现可再生能源的最佳整合，而可再生能源目前已满足德国56%的电力需求。智能电网可以应对太阳能和风能受天气影响的波动，并更高效地利用这些能源。.

该系统的灵活性催生了新的商业模式。能源公司可以提供创新服务，拥有自发电设施的家庭可以直接参与能源市场。企业能源管理也在发生革命性变化，智能控制系统有助于节约能源和控制成本。.

德国政府正大力推进智能电网的建设和推广。其目标是到2030年将可再生能源在电力消费中的占比提高到至少80%，并在2045年实现完全的气候中和。智能电网是实现这些宏伟目标的关键组成部分。.

一条深思熟虑的通往能源未来的道路

德国智能电表系统的推广可能晚于其他国家，但这一看似劣势的举措正逐渐转化为战略优势。德国的系统不仅提供用电量监测，还提供全面的控制选项，从而打造灵活高效的能源体系。凭借最高的安全标准、先进的技术和清晰的推广计划，德国已做好准备迈向数字化能源的未来，这一举措不仅吸引了国际社会的关注，也已启发了其他国家效仿。.

智能计量系统不仅仅是现代电表——它们构成了一个全新的能源系统的基础，能够灵活应对能源转型带来的挑战。从动态电价和双向充电到分布式发电厂的并网——智能电网正使德国为可持续能源的未来做好准备。.

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