2022年赛迪顾问-智能电网产业:经济创新增长的新引擎 .pdf
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1、能源产业研究本期主题智能电网产业:经济创新增长的新引擎赛 迪 顾 问 股 份 有 限 公 司CCID CONSULTING.CO.,LTD.主办名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 18 页 - - - - - - - - - 专业就是实力精准就是品牌能源产业研究2010年第2期2 本期主题智能电网产业:经济创新增长的新引擎第一章 智能电网及智能电网产业分析1.1 相关概念界定1.1.1 智能电网相关概念在美国和欧洲,目前已有大量的电力企业在如火如荼地开展智能电
2、网建设实践,内容覆盖发电、输电、配电和售电等环节。这些电力企业通过促成技术与具体业务的有效结合, 使智能电网建设在企业生产经营过程中切实发挥作用,从而最终达到提高运营绩效的目的。2009年,国家电网公司提出了“中国特色”坚强智能电网的内涵和发展目标,即以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展的坚强智能电网为基础,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网。从智能电网发展历程以及各国开展的智能电网建设内容来看,目前智能电网尚未形成一个明确、统一的概念。赛迪顾问通过对智能电网建设内容分析认为,无论是欧美式还是中国式的智能电
3、网,均是以先进的通信技术、 传感器技术、 信息技术为基础、 以电网设备间的信息交互为手段、以实现电网安全、 可靠、经济、节能为目的的先进的现代化电力系统。智能电网可以认为是对未来电网美好愿景的一个统称。1.1.2 智能电网产业界定对于“智能电网产业”,目前国内外也尚未给出明确的定义和概念,但是从智能电网的发展目标和特征分析来看,智能电网产业主要有以下几个特征:一是参与者的范围比较广,除原有的传统电网、电力设备制造商及技术服务商以外,还有大量的集成电路、 通信、软件、电器制造以及分布式电源开发企业将置身其中。二是企业的研发和开发强度高, 在各类企业的产品及服务中技术研发所占比重较高,研发人员(包
4、括科学家、工程师、技术工人)占总员工数的比重较大;三是相关产品具有很高的技术含量,是现代通信技术、 半导体技术、 信息技术与电力技术高度融合的高科技产品。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 18 页 - - - - - - - - - 智能电网产业:经济创新增长的新引擎3 因此,从这个角度出发对智能电网产业进行理解可以认为,智能电网产业通常是指围绕智能电网建设开展相关设备制造、产品研发、技术服务、工程建设、电力运营及增值业务,拥有大量的知识产权,资金密集、知识
5、密集、技术密集的企业组织及其在市场上的相互关系的集合。智能电网产业是工业与信息化融合的大背景下电力产业与信息产业融合的体现。智能电网产业包括智能化电力设施设备研发制造、 电力系统自动化与控制技术研发制造、电力信息技术研发、 电力通信技术研发、智能电网运营与增值业务开发以及智能化电器终端研发制造等细分产业。图 1 智能电网产业结构图发电输电变电配电用电调度智能化电力设施研发与制造电力系统自动化与控制技术研发制造电力信息技术研发电力通信技术研发智能电网运营与增值业务开发智能化电器及终端研发制造各类电源并网接入装置、电池、超级电容器特高压、复合导线、柔性输电系统、统一潮流控制器发电系统仿真、运行控制
6、、能耗监测智能变电站设备(光电互感器、智能化开关、断路器、数字化变压器)微型电网、储能、超导变电站状态监测和检测输电线路安全预警、状态监测高级配电自动化控制电网友好型电器、高级量测设备分布式电源储能、电动汽车充电设施基于双向互动的营销管理系统、需求侧管理系统等配网地理信息系统、配网管理系统设备资产全生命周期管理系统、生产管理综合分析决策、实时数据库、数据中心输电生产管理系统变电站网络结构及设备优化竞价上网节能发电调度技术、智能调度技术支持需求侧负荷控制电网信息安全防护产品及设备、应急指挥配电环节有线/ 无线通信技术用电环节有线/ 无线通信技术智能社区、智能楼宇等1.2 智能电网产业发展环境1.
7、2.1 政策环境:国家层面政策正在制定中, 国家电网率先启动智能电网建设计划,总体政策趋势利好目前,智能电网的建设主要由电网企业在推动,国家层面尚未出台明确的政策和规划。然而,从“十一五”开始,国家能源规划就明确提出将重点发展的前名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 18 页 - - - - - - - - - 专业就是实力精准就是品牌能源产业研究2010年第2期4 沿技术之一是超大规模输配电和电网二次系统,包括柔性输电、高等级电压输电、间歇式电源并网、 电能质
8、量监测与控制、 大规模互联电网安全保障和电网调度自动化技术等。国家相关机构和地方政府都在抓紧开展相关的工作,支持智能电网建设。 如,国家发改委能源研究所参与的中美智能电网研究已经进入到试点阶段,天津、重庆、扬州等大中型城市都在争取挤入第一批试点城市的名单。一些地方政府, 如江苏扬州、 南京、厦门等城市都在积极加快智能电网产业布局,从政府层面开展产业规划工作,抢占产业发展先机。由国家电网负责制订的智能电网发展两大重要文件- 智能电网规划和智能电网框架结构预计在2010 年初发布。智能电网的相关标准的制定也在加紧进行。这意味着智能电网相关产业将迎来一轮大发展。国家电网公司 2009 年 5 月在北
9、京首次向社会公布了智能电网的发展计划,并初步披露了其建设时间表。 根据这项计划, 智能电网在中国的发展将分三个阶段逐步推进。 2009 年至 2010 年为规划试点阶段,将重点开展坚强智能电网规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制及各环节试点工作。在这个阶段中,各地将作一些智能电网建设的准备工作。2011 年至 2015 年为全面建设阶段, 将加快特高压电网和城乡配套电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系, 关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。在这个阶段, 由于在对智能电网建设过程中, 需要大量的电力设备。 智能电网建设的第三个阶段是 2016 年至 2020 年
10、的“引领提升阶段”,将全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备全面达到国际先进水平。 届时, 国家电网优化配置资源能力将大幅提升,清洁能源装机比例达到35% ,分布式电源实现 “即插即用” ,智能电表普及应用。在这个阶段将使发电、输、配电及电力仪表企业更多受益。1.2.2 市场环境:智能电网建设将为电网设备、网络通信、 电力电子等产业带来巨大市场机会2010年两大电网公司计划电网建设投资3154亿元。电网的大规模投资建设对输变电主设备的变压器产品产生较大的市场需求。在用户侧,投资规模也在逐步扩大,从 2009年起,国网公司计划3-5 年内投资近 800 亿元用于在系统下27个省网公司建立用电信息
11、采集系统, 其中用于用电自动化管理系统和数据采集终名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 18 页 - - - - - - - - - 智能电网产业:经济创新增长的新引擎5 端的采购资金约 230 亿元,用于载波表的采购资金约270亿元。随着智能电网建设的推进,对智能电表的需求将会大幅度增加。为支撑智能电网建设, 电网公司将对网络通信基础设施进行大范围改造,包括计算机、传感器和网络系统,这对通信企业、IT 和网络设备公司来说是个巨大的新市场。就目前而言,已经有数家
12、电气、IT、电信和互联网巨头以各种渠道涉足该领域。应用层作为智能电网的顶层, 决定了智能电网的价值。 赛迪顾问认为近期有智能调度、 电网自愈、 交易撮合和家庭智能用电等几个发展方向,这些应用将会催生出一系列新的电网行业应用软件。目前各国在应用层主要关注智能和虚拟控制中心(不同平台如EMS 、DMS 、OMS 海量信息的整合)、广域监测保护与控制、自适应保护、 大规模储能, 用于可再生能源的调度和控制、高级的和整合的电力系统变电站自动化系统 (智能变电站, IEC61850等)、电力电子技术应用 (如FACTS 技术和安全恢复技术)、智能家庭和智能办公室的相关技术与应用(包括智能电器) 等。随着
13、智能电网建设的深入, 未来一定会产生很多新的应用模式和盈利模式。智能电网建设总计创造近万亿元市场需求,将拉动包括电力设备、 通信、电子信息等多个产业的快速发展, 同时促进新能源等衍射产业的发展。根据智能电网建设路径, 2012年前将是特高压建设高峰期, 相关设备需求将成倍增长; 2015年前数字化变电站将替代传统变电站,预计较传统变电站自动化市场规模提高近60% ;2009到 2013年用电信息采集系统需求也将保持年复合增长率40% 的增长。1.2.3 技术环境:我国智能电网技术主要领域和重点内容逐步清晰国内从 2007 年开始涉足智能电网领域,并做了一些先期的研究工作,而随着智能电网技术和概
14、念的发展,国内智能电网的发展也逐步清晰起来。2007年 10月,华东电网等正式启动了智能互动电网可行性研究项目,其智能电网建设愿景是以提升大电网安全稳定运行能力为中心,打造一个平台, 确立三个阶段,提升五种能力,争取在2030 年将华东电网全面建设成为智能电网。前期智能电网研究成果的基础上, 华东电网有限公司于 2008年 4月正式成立“高级调度中心项目群推进”的领导小组和工作小组,这标志着华东电网公司以智能名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 18 页 - -
15、 - - - - - - - 专业就是实力精准就是品牌能源产业研究2010年第2期6 电网建设为方向的高级调度中心项目群建设全面启动。华北电网公司从 2007 年就开始进行智能电网相关的研究和建设,并已经开始着手相关工作, 包括致力于打造智能调度体系,为智能输电网奠定基础; 建立企业级服务总线, 搭建智能电网信息架构; 超前研发清洁能源关键技术,做好可再生能源并网准备;结合客户信息采集系统,试点建设智能供电网。2009年初,国家电网公司启动了“坚强智能电网体系研究报告”、“坚强智能电网综合研究报告”和“智能电网关键技术研究框架”等重要课题的研究。通过积极探索国内外智能电网技术发展动态,分析中国
16、坚强智能电网技术需求,调研中国智能电网建设已有技术基础,揭示了坚强智能电网的内涵与特征,制定了坚强智能电网总目标、技术框架体系与实施计划等。1.2.4 基础环境:我国具备建设智能电网的良好基础和优势我国具备建设智能电网的良好基础。特高压交流试验示范工程2009 年初成功投运,目前已安全稳定运行300 多天,经受了各种运行方式和模拟故障条件的严格考核,设备状况良好,运行平稳。特高压直流示范工程正在建设中,明年上半年可以投运。 我国在特高压输电技术领域走在了世界前列。在智能化方面, 我国在大电网安全运行控制、调度技术装备水平、数字化变电站、电力光纤通信、信息化工程、 用电信息采集等多个领域具有一定
17、的优势;特别是在重大工程建设方面,我国还具有显著的制度优势。我们完全有能力立足于自主创新,建设好我国的坚强智能电网。1.3 智能电网产业发展现状智能电网产业目前主要可以分为智能电网设施设备研发制造产业、电力自动化控制产品研发制造产业、 电力信息化技术研发与服务产业、电力通信技术研发与产品制造产业、智能电网运营与增值业务开发产业、 智能电器及终端制造产业。其中智能电网设施设备研发制造产业、电力自动化控制产品研发制造、 电力信息化技术研发与服务、 电力通信技术研发与产品制造四个细分产业是将伴随智能电网的整个研究和建设过程, 在现有相关产业基础上进一步发展起来。而智能电网运营与增值业务开发产业、 智
18、能电器及终端制造产业则是预计将随着智能电网的建成和应用而产生的一些新兴产业。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 18 页 - - - - - - - - - 智能电网产业:经济创新增长的新引擎7 1.3.1 智能电网设施设备研发制造产业在传统电网建设中, 电力设备投资占据总体投资份额比重最大。其中,一次设备大约占整个电网投资总额的35% 左右。智能电网的建设将带了大规模的电力设备更新换代, 同样电网设施设备的投资仍将占据投资结构中最重要的位置。智能电网设施设备
19、主要包括数字变压器、电抗器、光电感器、超大电容器、智能开关设备、复合电线电缆、 大规模的储能装置等, 是未来智能电网运行的基础部分。目前,从事智能电网设施设备研发的企业主要是以电网一次设备为主的企业。中国电力一次设备行业发展比较快速,竞争也较为激烈, 尤其是国外厂商在技术上占有较大优势。 220KV等级以上的电力设备由于政策、安全等因素影响,行业壁垒比较高,形成寡头竞争态势,行业盈利能力比较强。超高压、特高压产品因为还处于示范阶段,同时行业技术、资金门槛较高,因此竞争不是很激烈。智能电网的建设将会加快行业发展,具备核心产品, 创新能力强的企业将会在激烈的竞争中赢得机会。从该行业目前的发展情况来
20、看,未来龙头企业特变电工、天威保变、平高电气、许继电气、国电南瑞、国电南自、思源电气仍将是这个行业的竞争主体。1.3.2 电力自动化控制产品研发制造产业随着控制技术、计算技术和信息处理技术的发展, 电力系统自动化发展很快。电力自动化控制产品主要包括电源接入自动化控制、变电站自动化、调度自动化、配电自动化、 线路保护、 主设备保护和电能计费自动化产品,即有硬件设备也有软件系统。电力系统自动化产品大约占整个电网投资的6% 左右,“十一五”期间,电力自动化产品每年大约有150 亿元的投资规模, 其中保护及变电站自动化产品占比约 1/3 ,是目前电力系统自动化的主要领域。电力自动化控制领域的行业壁垒较
21、高,壁垒主要体现在技术、 品牌、销售渠道上。目前除了几个国际知名企业外, 国内只有国电南瑞, 北京四方,国电南自,国电南瑞等企业参与高端产品市场的竞争,产品毛利率较高。 从市场竞争格局来看,高端产品由于技术门槛较高, 因此市场竞争相对缓和, 南瑞集团、国电南自、北京四方、许继电气等国内企业以及西门子、ABB都是二次设备领域的主要竞争厂商。低端市场竞争较为激烈,相应盈利能力也较低。从细分产品来看,不同领域的竞争格局也有差异。 变电站自动化 220KV以上电压等级的市场基本上被国电名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师
22、精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 18 页 - - - - - - - - - 专业就是实力精准就是品牌能源产业研究2010年第2期8 南瑞,国电南自,北京四方,许继电气等占有。而110KV-35KV电压等级中低端市场技术难度相对较低, 参与厂家众多, 竞争相对激烈。对于多功能电子表领域,竞争比较激烈,目前主要的厂商有威胜、科陆电子、红相、三星等。1.3.3 电力信息化技术研发与服务产业电力信息化是在电力自动化基础上逐步发展起来的,信息化应用主要包括信息化基础软硬件、应用系统、信息安全与IT 服务。“十一五”以来,随着 SG186电网信息化重大工程的开展,电网信息化投资也迅
23、速增长,并带动整个行业IT应用市场的快速发展。 目前,两大电网公司在信息化建设模式上有较大区别,国家电网公司在全公司范围内推行SG186工程,上下严格统一规划、统一建设。SG186的主要产品采用的是德国SAP套装软件, 其他少量应用系统采用的是国内软件提供商产品或者由国网公司旗下的信息技术企业来主导开发实施。而南方电网下辖的各网省公司信息化建设各具特色,有更多的软件产品提供商和系统集成商参与其中。目前,在电力行业主要的信息化产品提供者中,大部分的基础软硬件设备,如存储、服务器、网络设备、数据库、中间件等;以及一些高端应用,如集成套装软件、 BI 产品等主要采用的是国外产品。而国内的厂商主要提供
24、一些局部业务应用解决方案以及系统集成服务。在IT 应用产品中,应用软件是最具有行业特性的产品, 也是附加值最高的产品。 目前,国内从事电力信息化技术研发的企业主要电力三产企业以及部分独立软件企业为主,分散在全国各地, 尚未形成非常明显的聚集,其中专门从事电力行业软件产品研发的独立软件企业也并不多,产业生态圈偏小。1.3.4 电力通信技术研发与产品制造产业电力通信是电网生产调度运行的基础,电力通信设备可以分为数字微波、电力线载波、卫星通信、光纤通信、数字程控交换机、移动通信、多路模拟载波和通信机房等。电力行业的通信产品及应用需求很大,年均接近90 亿元左右的规模,并仍以较快的速度增长。 随着智能
25、电网的建设, 除电力调度运行以外的配电管理、用电侧管理以及大量设备之间的通信均需要基于安全的通信网络之上,因此电力通信是未来实现智能电网的核心内容之一。由于电力行业通信需求的特殊性, 电网企业有专门的通信系统和相关维护部名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 18 页 - - - - - - - - - 智能电网产业:经济创新增长的新引擎9 门。电力行业每年在调度、通信等系统上投入大量的资金,该市场容量可观,吸引了大量的国内外厂商进入该领域。国外的厂商主要是思科、
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