电力信息化行业专题报告:配电侧智能化起航,场景与节点加速渗透

核心提示01 “十四五”期间,配电侧、智能化投资加速电网建设总投资持续增长,电网信息化进程加速1.1电网建设投资总规模呈增长态势,“十四五”预期乐观。国家电网:计划投入3500亿美元,推进电网转型升级, 2022年1月召开年度工作会议,计划2022

01“十四五”期间,配电侧和智能化投资加速。

电网建设总投资持续增长,电网信息化进程加快。

1.1电网建设总投资规模不断增加,“十四五”预期乐观。

国家电网:计划投资3500亿美元推进电网转型升级。2022年1月将召开年度工作会议。计划2022年电网投资达到5012亿元,年度投资计划首次突破5000亿元,创历史新高。

南方电网:计划总投资约6700亿元,加快数字电网和现代电网建设,推进以新能源为主体的新型电力体系建设。

总体规模:两者总投资高达2.9万亿元。如果算上地区电网公司,“十四五”期间全国电网总投资预计近3万亿元。

“十四五”可能类似于“十二五”的走势,前高后低。每个五年计划的投资重点是不同的。“十二五”期间,UHV和智能电网建设将全面铺开。我们判断“十四五”期间智能电网建设的投资趋势将与“十二五”期间类似。经过前期研究等一系列准备工作,将大规模开工建设。

1.2双碳目标刺激电能消费,推动以电为核心的能源体系升级。

“双碳”背景下,全社会用电量持续增长。《中国碳中和到2060年》研究报告指出,2030年前全社会用电量年均增速为3.6%,2030年将达到10.7万亿千瓦时;2030-2050年和2050-2060年,全社会用电量年均增速分别为2.0%和0.6%,2060年用电量将达到17万亿千瓦时。

“能源开发的清洁替代和能源使用的电能替代”指明了以新能源为主体的新型电力系统的发展方向。新能源将主导电源结构。预计到2030年和2060年,中国新能源发电量占比将分别超过25%和60%。电能将成为最重要的能源利用形式。中国的工业、交通、建筑等领域将以更快的速度转向电能。到2060年,全社会能源消耗的2/3将是电能。

1.3发电侧:新能源发电的特点带来预测和储能需求的增长。

新能源发电的随机性和波动性导致新能源发电与电网负荷的功率输出不同步。四季新能源小时出力呈现明显的峰谷变化,风电出力在负荷高峰期处于低谷。随着新能源发电对全国电力供应贡献的不断提高和供应能力的增强,出力与负荷的不匹配越来越突出,提高预测和储能水平迫在眉睫。

通过发电量预测,电网调度部门可以合理安排发电计划,提高运行效率和经济性。通过储能技术,发电输出可以削峰填谷,提高电能的可控性和可调性。国家发改委、国家能源局2018年发布的《关于提高电力系统调控能力的指导意见》提出“开展风电、太阳能超短期高精度功率预测专项研究”和“实施风电、太阳能功率预测评估”;2022年,《新能源储能“十四五”发展实施方案》指出,到2025年,新能源储能将从商业化初期进入规模化发展阶段,具备大规模商业化应用的条件。到2030年,新能源储存将完全市场化。

产业链和竞争格局:国家电网和南方电网是电力信息化的主要需求方。

2.1电网信息化丰富了输配电环节的布局

电网主要包括发电、输电、变电、配电、用电五个环节。发电环节包括可再生能源发电和不可再生能源发电。产生的电能由变压器升压,然后通过断路器和其他控制设备连接到输电线路。通过电力传输,电站可以与负荷中心连接;在转换过程中,电能被升压或降压,以方便电能的输送和使用;配电是电力系统中直接与用户相连,将电能分配给用户的环节;用电按负荷可分为居民用电和工业用电。

2.2竞争格局特点:国家电网/南方电网是电力信息化的主要需求方。

国家电网和南方电网占电力市场需求的80%,竞价市场化程度不同。中国国家电网每年有6000-7000万套招标工具,2021年招标金额约170亿元。目前PLC到HPLC的升级过程已经过半,双模升级即将开始。南方电网每年收取的电表金额为20-30亿元。南方电网招标采购市场化程度高,厂家相对更集中。国家电网的招聘和使用存在很多非市场因素,全资子公司智芯微的份额较高,目前占60%-70%;其他厂商的份额相对分散和平均。

03五种场景加速渗透,拓宽市场边界。

3.1场景一:“可测、可控、可控”成为刚需,HPLC+RF高速双模技术稳定可靠。

新能源、分布式发电布局不断扩大,电网自动化、智能化是刚需。新能源和分布式发电具有随机性、波动性和间歇性的特点,迫切需要提高电网自动化程度,自动检测开关状态,报告停电,在高负荷下准确稳定运行。结合HPLC+RF,高速双模通信模块可自动将两个通道集成组网,传输速度更快,组网灵活,可实现四表集中抄表、停电上报、站区识别等。

3.2场景二:智能断路器和融合终端实现更多节点可测可控。

提高站区透明度,消除信息孤岛。“泛在物联网电网”的建设不仅要实现用电信息的联网,还要实现各类设备的物联网接入和数据共享。新型智能断路器融合了传统开关、智能传感终端、电表、HPLC采集器等仪器的功能,通过APP远程控制,可以对更多节点进行测控。

智能终端是配电网智能化的核心,实现“硬件平台和软件应用”。智能终端通过模块化处理和APP软件架构的设计思路,实现模块的“即插即用”,从而实现配电站区电气设备监控、故障检测、集中抄表、负荷控制、环境检测等多种功能的独立运行,实现站区“硬件平台、软件APP”和透明化。

3.3场景三:IWOS成功解决小电流接地故障问题。

IWOS三部分精准检测线路故障,解决小电流单相接地故障的行业难题。智能配电网是智能电网建设的重要环节。国内配电网广泛采用小电流接地方式,存在复杂故障频发、故障定位困难等问题。现有的配电自动化、馈线自动化和传统的故障定位技术存在投资大、需要停电、精度低等一系列问题。智能配电网线路状态监测系统IWOS由采集单元、采集单元和智能配电网状态监测系统产品主站三部分组成。通过对线路电流的精确测量和高速录波,可以准确检测线路故障类型,快速定位故障区段,从而缩短线路故障的响应和处理时间,提高供电可靠性,解决了困扰电力系统多年的“小电流接地系统单相接地故障检测和定位”的行业难题。

3.4场景四:光伏和充电桩面对监控模块的需求。

光伏组件内置PLC芯片,可以延长发电寿命,提高发电效率。光伏发电建设前期,设备运行和监控建设滞后。为了延长发电设备的使用寿命,提高发电效率,光伏发电需要数字化监控。内置PLC芯片的光伏监控模块可以监控每一块光伏板,实现各类数据的及时传输和统计分析,无需布线,实现方便,满足了市场对智能光伏的需求。

新能源数字化充电面临诸多挑战,带动了充电桩检测模块的需求。充电桩面临运维成本高等挑战,需要对电动汽车充电进行智能化管理。用户可以通过新能源电动汽车充电桩对车辆上的电池进行充电、支付和控制。电力线传输应用PLC通信技术,无布线成本,通信稳定可靠。电动汽车充电桩信息采集模块基于PLC通信技术,可实现充电电量监控和电量结算。

3.5场景五:高铁能效管理的市场范围拓宽至旧线改造。

新线建设+旧线改造,高铁能效管理潜在市场可观空。推动高速铁路运营能源消费结构的调整和优化,是数字铁路建设和绿色铁路建设的大方向和大趋势。2021年高铁行业新线建设将全面开放综合能源管理系统招标,旧线改造潜在市场超过2000个。何立伟率先推出基于国标电力线通信的高铁能效管理系统,中标十余条新建高铁线路能效管理项目和首个能源管理旧线改造项目,在该细分领域处于垄断领先地位。新线建设方面,结合未来高铁规划、高铁里程和线路历史信息,预计未来15年平均每年新增10 -12条线路。按照每条线400-500万的单价计算,未来15年新线建设年均市场规模为4000-6000万。旧线改造方面,存量高铁线路超过2000条。按同样单价计算,旧线改造潜在市场规模超过80亿元。

04重点公司分析

4.1威盛信息:专注于能源物联网和智慧城市物联网的解决方案提供商。

微生信息是中国领先的能源互联网解决方案提供商。其产品贯穿物联网的感知层、网络层和应用层,核心产品是通信网关和通信模块。公司成立于2004年,2020年在科技创新板上市。公司形成了覆盖物联网三个层面的全线解决方案。根据数字电网和数字智慧城市的不同应用场景,在感知层开发了高精度电力监控终端、智能水气热感终端等产品。在网络层,有通信芯片、通信模块和通信网关。在应用层,有针对数字电网、智慧城市等不同应用场景的能源互联网系统解决方案。

4.2力合威:打造物联网通信“中国芯”

何立伟是中国领先的物联网通信芯片公司,专注于电力线通信技术和芯片开发。公司自2002年成立以来,一直致力于自主可控、国际领先的通信核心技术及相关核心算法的研发。公司在正交频分复用多载波数字通信技术、相关信号处理算法技术、接收机架构、低功耗芯片设计、Mesh网络等物联网通信和芯片设计关键技术领域具有优势,形成了较为完整的自主核心专利体系。2009年,公司PLC技术和芯片进入电网市场;2014年,公司销量突破1000万片,成为国家电网运营商芯片的主要供应商。2016年,公司立足智能电网市场,进入物联网应用领域,在智慧城市、高铁能效管理、综合能效管理、智能照明、智能家居、智能家电等物联网领域持续发展壮大,提升业务规模和市场地位。2020年7月,公司在科技创新板成功上市。

4.3 inhand networks:工业物联网起步,并延伸到智能电网和监控领域。

英豪网络科技有限公司成立于2001年,注册资本5000万元人民币。其主营业务为工业物联网技术的研发和应用,为客户提供工业物联网通信产品以及物联网领域的“云+端”整体解决方案。公司始终坚持打造自己的高端品牌,产品广泛应用于电力、工控、交通、零售、医疗、环保等行业。市场覆盖中国、美国、德国、英国、意大利等世界主要发达工业国家,客户和合作伙伴包括国家电网、南方电网、通用电气、施耐德电气、飞利浦、罗克韦尔等世界知名企业。

4.4丁鑫通信:以载波通信技术为核心,布局电力、消防领域。

自成立以来,丁鑫通信一直致力于载波通信技术在国家智能电网配电等领域的应用、推广和拓展。公司的核心产品是低压电力线载波通信模块。公司依托自主研发的载波通信技术,进一步发展采集终端设备、电能表等产品线。此外,公司还布局了消防系列产品市场,目前已实现火灾自动报警、智能疏散等14大系统45个系列,1200多种产品。

4.5国电南瑞:以能源电力智能化为核心,布局电力新体系。

国南瑞是以能源电力智能为核心的能源互联网整体解决方案提供商。经过几十年的自主创新和产业发展,国电南瑞形成了电网自动化与工业控制、继电保护与柔性输电、电力自动化信息通信、发电与水利环保四大业务板块。同时,国家提出“双碳”目标,建设以新能源为主体的新电力体系。公司加大新型电力系统重大科技研究投入,重点发展基于新能源的电力系统安全稳定控制、终端消费电气化、数字化转换、新能源储能等领域。公司收入的主要来源是电网自动化和工业控制,占总收入的56%以上。

报告摘录:

精选报告来源:【未来智库】。

 
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