À l'intersection des objectifs mondiaux de l'urbanisation et de la neutralité du carbone, la construction de villes intelligentes accélère des plans conceptuels à la réalité. Selon les prévisions des Nations Unies, d'ici 2050, 68% de la population mondiale vivra dans les villes, qui consomment jusqu'à 78% de l'énergie et représenteront 70% des émissions mondiales de carbone. Dans ce contexte, le rôle des sociétés du compteur d'énergie a dépassé les «compens sur l'énergie» traditionnels et a évolué vers les «terminaisons nerveuses» des villes intelligentes de carbone zéro - devenant l'infrastructure principale de la transformation à faible teneur en carbone des systèmes d'énergie urbaine grâce à des capacités de perception et de contrôle des données énergétiques à haute précision, multidimensionnelle et en temps réel.

1 、 Reconstruction de la demande sous-jacente de compteurs d'énergie électrique dans les villes intelligentes
Le système énergétique des villes intelligentes zéro carbone présente trois caractéristiques principales: la décentralisation (photovoltaïque distribuée, le stockage d'énergie, l'accès généralisé V2G), la collaboration multi-énergie (couplage de flux multiples de l'électricité, la chaleur, l'hydrogène, etc.) et la réponse en temps réel (équilibre dynamique entre l'offre et la demande). Cela pose de nouvelles exigences pour l'infrastructure de mesure:
Précision de la perception mondiale
Il est nécessaire de prendre en charge la mesure hybride DC / AC (précision latérale photovoltaïque ± 0,2%), la conversion thermique électrique équivalente (étalonnage en temps réel de la valeur COP de la pompe à chaleur) et le débit de masse d'énergie de l'hydrogène (précision de niveau kg / h) pour atteindre la quantification unifiée de multiples sources d'énergie.
Capacité de réponse au niveau de la milliseconde
Afin de traiter l'impact de la charge transitoire tel que la pile de charge rapide des véhicules électriques et la station de base 5G, le terminal de mesure doit avoir un taux de rafraîchissement des données de 10 ms et un module de calcul de bord intégré pour effectuer un contrôle local (tel que le classement de la priorité de charge).
Interface collaborative du système croisé
Grâce à des protocoles tels que la CEI 61850 et l'IEEE 2030.5, il est interconnecté avec les systèmes de signaux de circulation, les systèmes de gestion des bâtiments (BMS) et les réseaux de surveillance environnementale pour former des capacités de répartition d'énergie au niveau de la ville.
Ces demandes entraînent la mise à niveau des compteurs d'énergie électrique des appareils indépendants aux nœuds de données de base des jumeaux numériques urbains. Par exemple, dans le projet "Smart Nation" à Singapour, l'intégration en temps réel des données des compteurs d'électricité avec le flux de trafic et les informations météorologiques a amélioré la précision de prédiction de production d'électricité des microréseaux régionaux à 95%.

2 、 Percée perturbatrice en architecture technique
Pour répondre aux besoins de zéro villes carbone, l'architecture technologique de la nouvelle génération de compteurs d'énergie électrique est réformée autour de trois dimensions:

1. Fusion de métrologie multimodale
Surveillance de l'amélioration de la qualité de l'énergie: collectez de manière synchrone des paramètres tels que 2-150 harmoniques, SAG de tension, déséquilibre triphasé, etc., avec une précision de la norme de classe S de la classe 61000-4-30;
Mouplage de couplage multi-énergie: Interface intégrée du compteur de chaleur et de l'écoulement de gaz, supportant une conversion équivalente de l'hydrogène thermique électrique (comme l'hydrogène 1 kg = 39,4 kWh d'électricité);
Incorporation du facteur environnemental: Température et humidité intégrées, capteurs PM2.5, associés aux données de consommation d'énergie et à la construction de l'état environnemental.
2. Edge Cloud Collaborative Computing
Prise de décision intelligente locale: utiliser une puce d'accélération NPU pour effectuer la prévision de charge (algorithme LSTM) et l'évaluation de la santé de l'équipement (modèle forestier aléatoire) à l'extrémité du compteur;
Twin numérique basé sur le cloud: Construire un modèle de miroir d'énergie de la ville basé sur des plates-formes telles que AWS IoT Twinmaker, simulant des chemins d'émission de carbone sous différentes politiques.
3. Réseau sécurisé et digne de confiance
Mesure et certification de la blockchain: En utilisant des algorithmes de consensus légers tels que l'enchevêtrement IOTA, les données ne peuvent pas être falsifiées, en répondant aux besoins de traçabilité du trading du carbone;
Communication sécurisée quantique: module de cryptage de calcul anti-quantum préallé (algorithme cryptographique post-quantum NIST standard) pour empêcher les futures attaques de puissance de calcul.
Ces percées technologiques ont augmenté la valeur des données d'un seul compteur d'électricité de plus de 20 fois. Après le déploiement dans une ville européenne, le taux de consommation d'énergie renouvelable du réseau électrique régional est passé de 61% à 89%.

3 、 Scénarios d'application de base et version de valeur
1. Optimisation collaborative de l'architecture, du transport et du réseau électrique
Le compteur d'énergie électrique recueille les données de charge en temps réel de la construction de la climatisation, des ascenseurs, etc., et est lié à l'état des piles de chargement des véhicules électriques et des instructions de répartition d'un réseau pour exécuter automatiquement les stratégies:
Prix ​​d'énergie dynamique: prédire la demande de charge en fonction des données de congestion des routes et générant des signaux de prix d'électricité de zonage d'électricité;
Interaction du véhicule à réseau (V2G): Pendant les périodes de consommation de pic d'électricité, l'appel inversé du stockage d'énergie de batterie intégré peut entraîner un chiffre d'affaires quotidien moyen allant jusqu'à 3,2 $ par véhicule;
Suivi du débit de carbone: mesurez avec précision la production d'énergie photovoltaïque des bâtiments, la proportion d'électricité verte pour la charge des véhicules électriques et générer des bons de décalage de carbone.
2. City au niveau de la centrale virtuelle (VPP)
Les ressources agrégées telles que les bâtiments commerciaux, le stockage d'énergie distribué et les charges industrielles interruptibles via les données des compteurs d'électricité à réaliser:
Réponse de la demande du deuxième niveau: Compléter la régulation de la charge de 100 MW en 2 secondes lorsque la fréquence de la grille fluctue;
Arbitrage croisé du marché: devis et règlement automatique sur le marché au point d'électricité et le marché des services auxiliaires de la réglementation de la fréquence;
Amélioration de la résilience: construisez rapidement les îles microrémières dans des conditions météorologiques pour assurer des charges critiques dans les hôpitaux et les centres de données.
3. Gestion et échange des actifs en carbone
Surveillance des émissions de carbone en temps réel: en fonction des données des compteurs d'électricité et des facteurs d'intensité du carbone du réseau, calculez l'empreinte carbone du niveau des minutes des bâtiments / entreprises;
Traçabilité de la puissance verte: enregistrer la génération d'électricité photovoltaïque et les chemins de distribution des certificats verts à travers la blockchain, prennent en charge les transactions d'alimentation verte entre pairs;
Conformité au tarif du carbone: Générez automatiquement des rapports d'audit qui sont conformes aux directives de vérification en carbone de l'UE et de la Chine pour éviter les barrières commerciales.

4 、 Challenge et chemin de percée
Les exigences des villes carbone zéro pour les infrastructures de mesure ont exposé les lacunes de capacité des entreprises de compteur d'énergie traditionnelles
Intégration des technologies disciplinaires croisées
Nous devons intégrer les connaissances de plusieurs disciplines telles que la métrologie, la science des données et la planification urbaine pour constituer une équipe de R&D composite. Une entreprise a raccourci son cycle de développement de 40% en acquérant une entreprise d'algorithme d'IA et en construisant un laboratoire de ville intelligente avec des universités.
Standardisation et interopérabilité
Le système au niveau de la ville implique plus de 30 types de protocoles d'appareils, et le compteur d'énergie doit être compatible avec des interfaces hétérogènes telles que Modbus, DNP3, MQTT, ce qui augmente les coûts de développement de 25%. L'adoption de la conception modulaire (comme les modules de communication enfichables) est une solution réalisable.
Équilibrer la confidentialité et la sécurité
Les données d'électricité résidentielle impliquent la confidentialité et nécessitent le développement d'un cadre d'apprentissage fédéré - l'extraction des fonctionnalités est terminée localement, et seules les valeurs de fonctionnalité désensibilisées sont téléchargées sur le cloud pour la formation du modèle.

5 、 Vision future: définir les systèmes d'exploitation de l'énergie urbaine
L'objectif ultime des sociétés de compteurs électriques est de devenir le "contrôleur de base" des systèmes d'énergie urbaine. Grâce à une stratégie en trois étapes:
D'ici 2025, complétez la transformation intelligente des bornes de mesure et réalisez une surveillance des émissions de carbone en T 1 heure;
D'ici 2030, construisez un jumeau numérique énergétique au niveau de la ville qui prend en charge la réponse dynamique des prix de l'électricité de 15 minutes;
D'ici 2040, un cerveau d'énergie urbaine en évolution auto-évolue sera formé pour atteindre l'optimisation du chemin des émissions de carbone à l'échelle transversale grâce à l'apprentissage du renforcement.
Lorsque chaque compteur d'énergie électrique peut percevoir, analyser et prendre des décisions de manière autonome, les villes ne seront plus des «trous noirs» dans la consommation d'énergie, mais la vie organique se forme en cycles de carbone zéro. Le rôle des entreprises de compteurs électriques dans cette transformation est également passé des fournisseurs d'équipements à des partenaires stratégiques pour le développement durable urbain - leur valeur n'est plus mesurée par les ventes des compteurs, mais par "l'équivalent de neutralité du carbone gérée". Dans cette future bataille, seules les entreprises qui intégrent profondément la technologie de mesure dans la lignée urbaine peuvent gagner le pouvoir de discours pour définir les règles de l'ère du carbone zéro.