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多功能电量表行业上、下游产业链分析

第一节 上游行业发展状况分析

一、多功能电能表专用芯片现状

目前,我国电度表生产企业有几百家之多,生产能力约为1.9亿台,年产电表近8000万台。但随着城乡电网改造高潮的过去,全国一户一表工程的基本实现,电度表市场形势发生了根本变化,市场销量比前两年已有下降,销售高峰期已转入销售平稳期,市场竞争更为激烈。近年来全国用电缺口的急剧扩大,国家发展和改革委员会决定全面推行峰谷分时电价和避峰电价,鼓励用户合理移峰用电,这一政策的出台,带动了各地供电部门对复费率、多功能电表的需求快速上升,经过前几年城乡电网改造高潮供电的锻炼,国内电表设计、制造、元器件生产的水平和质量已婚大幅度提高,参与复费率、多功能电表供货的企业增多,这一切都给各电表生产企业带来了机遇和挑战。

多功能电表的电路比普通电能表的电路更为复杂,元器件也比较多,调试生产程序较多,质量保证更为困难。因此,多功能电表的技术方案选型至关重要,其中主ic的选型是关键所在。目前,各种多功能电表的主ic主要有两类,一类为通用单片机(MCU),一类为多功能电能表专用ic,前者为绝大多数厂商目前的选择方案,后者已开始使用并高速扩大中。

将多功能电表专用ic定义为:仅用于或可用于多功能电表的,不只完成计量功能也能完成多功能电表全部或部份功能(至少带有复费率功能)的ic。

依据上述定义,下列ic可认为是多功能电表专用ic(不完全记录);福星晓程公司的pl2xxx、pl3xxx系列芯片;炬力公司的att7023芯片;银河龙芯公司的gc02xx系列芯片;复旦微电子公司的fm230x系列芯片;贝岭公司的bl0936、bl0938芯片;华龙公司的hl801db芯片;国微公司的ss9923芯片;ti公司的msp430系列单处机。

国内最早开发多功能电表专用ic的厂家应为复旦微电子公司,近几年来,已有多家国内厂商开始涉及此领域,以福星晓程公司步伐为最快。最近it公司的mps430系列单片机的多功能电表应用推出,motorola公司开始进入,使得多功能电表专用ic的产品领域热闹非凡,究其原因,是国内多个省市大力推广和安装单相复费率电表和更换变通三相表为多功能电表,多功能电表市场大大放大,使用单片机制作多功能电表越来越难满早足用户需要和成本难以下降。

上述厂家为用户提供的多功能表专用ic中,除银河龙芯公司外,其它厂家产品均为以一种cpu为中心,外围挂上rtc、脉冲输入口、flashrom、ram、标准i/o口、lcd或led显示驱动电路、载波驱动电路、标准串口、温度测量电路等组成,实质上是一个单片机再加上部份多功能电表用外围电路而形成。最近推出的福星晓程公司的pl3xxx系列芯片和ti公司msp430fe42x系列芯片均挂上了二路16位a/d,可以实现“单芯片”单相多功能电表,但仍是以单片机为中心的方案。

以单片机为中心来实现的多功能电表专用ic,是现行流行的单元片机外围电路构成多功能电表方案的自然延伸,容易被电表厂家接受和符合当前的生产习惯。

二、多功能电能表专用ic的发展趋势

多功能电表专用ic的发展有如下趋势:

1、更专来化和分类更精细

任何一种专用ic复盖一个广阔的应用领域是不现实的,下一步面市的多功能电表专用ic将系列化和专用化以适应不同的电表产品,例如:单相复费率用途和三相复费率用途使用不同的专用ic。

2、编程语言高级化

多功能电表在我国广泛开发和应用近二十年来,其软件的设计工具仍是使用汇编语言,近年才开始部份使用c语言,而普遍软件使用高级语言,早超过了二十年,不知更换了多少版本,现在一条语句,是二十年前的半个月工作量,而现电表编程仍在使用二十年前的手段,这与技术的高速发展大不相适应子。其实,多功能电表功能基本上是固定的,有限的,显示仍仅有led、lcd、字轮几种,通讯规约也仅有dl/t-645、modbus、ies、62056等几种类型,这些功能、显示、通讯的实现,全国数百个表厂,上千名工程师长期重复劳动,若有一种高级语言,能对这些功能、显示、通讯进行可视化描述,进行相关编译处理,得到最终源码(目前rom的大小对成本影响极小),将会使各电表企业得益良多。

3、电量参数处理硬件化

目前技术的许多电参数(例如总、尖、峰、平、谷电量;需量、月电量参数、冻结参数等等)均是由单片机对计量芯片的电量脉冲处理而得,一旦单片机死机,这些参数将出错或不再工作。现在多功能电表时钟因采用硬件时钟而不出错和出错大大减小,而上述这些电参数更不应该出错,因此这些电参数的处理应该硬件化才能进一步提高电表的可靠性,而在专用ic中用硬件单独实现这些功能是不困难的。

4、总线化

多功能电表专用ic应放弃传统的以cpu为中心的方案,转为使用片内仪表总线(例如采用类似西门子仪表总线)的思路,以便于仪表功能模块化,仪表功圾模块挂上总线上,方便增加和减少及多片(多仪表)联接。同是可避免cpu死机时时钟和计量不能正常工作。

5、通讯规约编程高级化

薪的通讯规约出台,只要符合标准格式,编程者只需用高级语言描述,再描述几个关键要素即可生成相关执行程序烧至多功能电表专用ic。如此进行,一台电表,改换应用地点或通讯升,只需更换相关通讯指令描述部份即可。

6、显示可编程

只需用高级语言描述显示的com&sem关系(led显示也一样),定义完点亮点、显示数、小数点,再描述若干个显示模式即可生成相关执行程序烧至多功能电表专用ic,这些显示模式可相加、减、与、或。同样,一台电表的显示只需更换相关显示描述部份即可。

7、更多的功能和更好的性能

多功能电表专用ic应提供单片机方案不能或提供起来较困难的电表功能,例如,停电抄表功能,时钟温度自劝补偿功能、“加速”(加快电量输入和加快时钟短期暴露远期故障)功能等。应提高更好的性能,例如:整表更低功耗、故障冗余、更高可靠性、更长的电表寿命等。

8、更低整表成本,更长寿命

如果多功能电表“单片化”,则一只标准单相复费率电表器材采购成本应降至70元以下,多功能电表专用ic应实现可“立即掉电”,无需掉电数据保存,使得电表不使用大容量电解电容,为制造长寿命全电子电表打下基础。

第二节 下游产业发展情况分析

一、2008年电力运行基本情况

(一)电力生产与供应

全年全国发电量34334亿千瓦时,同比增长5.2%,增幅回落9.4个百分点,其中火电27793亿千瓦时,仅增长2.2%,水电5633亿千瓦时,增长19.5%。全国发电设备累计平均利用小时数为4677,同比下降337小时;其中火电4911小时,下降427小时。全国日最高发电量发生在7月,达到112.9亿千瓦时。

(二)电力消费

全社会用电量34268亿千瓦时,同比增长5.2%,增幅回落9.6个百分点。其中,一、二、三产用电和城乡居民生活用电分别增长1.9%、3.8%、9.7%、11.8%,增幅分别回落1.9、12.2、1和增长0.4个百分点。分地区看,回落幅度超过全国平均水平的依次是内蒙、山西、宁夏、湖南、河北、贵州、云南、天津、江苏、山东、河南。分行业看,回落幅度超过全国平均水平的主要是有色金属、冶金、电力、纺织、交通运输、电气和电子设备制造业。

尽管电力供应能力快速增长,但受低温雨雪冰冻灾害和电煤供应等因素影响,2008年拉限电有所增加,全国大多数地区均曾出现不同程度的供需紧张,主要集中发生在年初冰灾期间和夏季高峰负荷时期。

(三)经营状况

1-11月,火电行业资产合计20234亿,负债合计15056亿,资产负债率74.4%。火电主营业务成本7766亿,同比上升29.1%(同期火电量增长4.7%);利息支出544亿,同比上升41.7%;行业利润为负的392亿,同比减盈增亏996亿。电力供应行业资产合计24044亿,负债合计13353亿,资产负债率55.5%。主营业务成本15031亿,同比上升15.3%(同期供电量增长8.5%);利息支出287亿,同比上升34.6%;利润总额285亿,同比减少380亿。

(四)节能减排情况

全国供电煤耗率349克标煤/千瓦时,同比下降7克,线损率6.64%,同比下降0.33个百分点,关停小火电1669万千瓦。

二、2009年电力运行趋势预测

由于美日欧三大经济体同步进入衰退,国际经济环境尚未见底,对国内经济的影响程度和持续时间较难判断。全年电力供需总体呈阶段性供大于求。受水库来水、电网建设滞后等不确定因素影响,局部地区枯水期或夏季高峰时段仍可能出现紧张局面。

 

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