1.市场情况
到2020年,我国将基本建成坚强智能电网,形成以华北、华东、华中特高压同步电网为接收端,东北、西北电网为输送端,连接全国各大煤电、水电、核电和可再生能源发电基地的坚强电网结构。智能电网建设将是我国电网未来十年发展的主要方向,国家电网公司将分三个阶段推进坚强智能电网的建设,在三个阶段里总投资预计将超过4万亿元。第一阶段(2009—2010年)投资5500亿元;第二阶段(2011—2015年)预计投资2万亿元,其中特高压电网投资3000亿元;第三阶段(2016—2020年)预计投资1.7万亿元,其中特高压投资2500亿元。根据国家电网公司的发展规划,智能电网在我国将分三个阶段逐步推进:2009—2010年为规划试点阶段,重点开展“坚强智能电网”发展规划工作,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;2011—2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,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。
2011年6月中国电器工业协会智能电网设备工作委员会(简称“智网委”)成立,智网委作为电工行业相关企业、研究院所在智能电网设备方面的全国性行业组织,将在我国智能电网建设中发挥行业协会职能,代表行业协调与用户之间的关系,搭建企业同政府、企业同用户之间的交流对话平台,推动智能电网设备行业有序、健康、快速发展。
经过2009、2010两年的积极推进,国家电网公司目前已开展了两批共计21类、228项试点工程建设,覆盖全国26个省市,贯穿发、输、变、配、用、调六个环节以及通信信息平台。
《智能电网关键设备(系统)研制规划》是《国家电网智能化规划》的子规划之一。针对“已有设备”、“在研设备”和“待研设备”,提出了明确的工作策略,制定了每一类设备的研制内容、研制目标和研制计划。按照该研制规划,国家电网公司将分三个阶段开展智能电网关键设备研制。为确保关键设备研制规划的顺利实施,国家电网公司提出了具体保障措施。智能电网关键设备研制的总体目标为:
第一阶段(2009—2010年)“保障试点工程”,完成试点工程所需关键设备研制,保障试点工程建设如期完成,智能电网关键设备研制全面展开。
第二阶段(2011—2015年)“支撑全面建设”,已有关键设备进一步完善和提升,全面完成规划中关键设备的研制,支撑智能电网全面建设。
第三阶段(2016—2020年)“力争国际领先”,全面提升设备性能指标,主要领域装备位居世界前列水平,保障坚强智能电网国际领先。
我国智能电网于2011年进入全面建设期,二次设备是重中之重,投资约3400亿元。二次设备需求年均复合增长率将达到20%,占电网设备投资的比重将由目前的5%提升至未来十年合计的11%。具体包括智能电能表(年均71~90亿元)、储能电池(年均45~60亿元)、数字化变电站(年均40~45亿元)、柔性输电(年均29~41亿元)、配电自动化(年均18~20亿元)、智能调度(年均18~20亿元)和变压器在线监测装置(年均10~12亿元)等。
2.企业界
(1)业内企业
1)荣信电力电子股份有限公司。柔性输电在电网的渗透率目前很低,智能电网给荣信电力电子股份有限公司的柔性输电产品带来的新市场将远大于目前工业节能市场,来自电网的订单已占2009年新订单的20%。高压变频产品市场份额强劲提升,合同能源管理模式下余热余压发电业务增长迅速,亦是该公司未来的亮丽看点。
2)思源电气股份有限公司。该公司由一次设备向智能电网全面转型,已介入在线监测、数字化变电站、柔性输电、电动汽车充电柜等业务,均获得电网订单。
3)国电南瑞科技股份有限公司。该公司二次设备占比重较大。
4)科陆电子科技股份有限公司。智能电能表集中招标带来市场集中度的明显提升,2009年招标中该公司市场份额大幅提升。
5)许继集团有限公司。是电力设备产业链最为完整的公司,在智能电网全面开始建设的情况下,公司将全面受益于智能变电站、配电自动化、智能电能表、风电接纳、电动汽车充换电等的快速建设,其中在电动汽车充电领域,许继集团有限公司下属的许继电源有限公司在上海世博会的公交车充电站项目中完成了196台9kW充电机和56台30kW充电机的设计与生产,使公司在该领域内处于领先位置。
6)其他积极参与智能电网设备制造和供应的招标企业还有中国西电集团公司、河南平高电气股份有限公司、特变电工股份有限公司、保定天威保变电气股份有限公司、国电南自、东方电子股份有限公司、金风科技股份有限公司、深圳奥特迅电力设备股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、烽火通信科技股份有限公司、北汽福田汽车股份有限公司、南京新联电子股份有限公司(用电信息采集系统)、厦门科华恒盛股份有限公司(新能源接入)、深圳市英威腾电气股份有限公司(用电侧自动化)、科大智能科技股份有限公司(配网自动化中压载波)等。
(2)企业存在的问题(www.xing528.com)
1)“服务意识”不足。这里的“服务意识”不是指售后服务。可追踪、互动是智能电网对电力设备的基本要求,电工企业中,每个电力设备应有一个独特的IP地址,使运行管理人员能辨识每一台设备。聪明的电力设备意味着,电网内的每一台变压器、电抗器、高压开关等都能被运行管理人员在网上分辨出来,即这些设备的位置、运行状态、运行年限等信息能明确传递给运行管理人员。现实与此差距颇大,电工企业没有足够的服务意识。所谓的“服务意识”,就是电工企业要考虑用户所想,自觉满足用户不断提高的要求。以变压器为例,建设智能电网,需要对变压器进行在线监测,以便实时了解其运行状态。当前,在线监测的方法一般是在变压器内特定位置安装传感器,但是至今大多数企业也没有考虑在制造设备时预埋传感器,或者为用户安装传感器预留空间。
2)不能提供小批量产品。研究部门希望企业提供小而精的设备,小,不是指设备体积小,而是生产批量小。但很多企业提供不了,比如需要100个部件,企业做不了,只能1万个起订。
对于服务意识的欠缺,有客观原因。很多企业从20世纪80年代做起,保留着原来计划经济体制时的“计划”概念,再加上这些年来电网建设一直火热,多数电力设备产品供不应求,延迟了企业从“计划”向“市场”的观念转变。
3)“产学研”作用不足。“产学研”是我国企业科研的重要方法,很多科技成果由此产生,但没有放上“用”,显然是不足的。事实已经证明,“产学研用”更加有效。从“产学研”到“产学研用”,变化的不仅是多了一个字,而是一种理念的根本转变:从做什么就让客户买什么,到客户需要什么企业就做什么。
虽然电工企业与可追踪、互动的要求尚有差距,但已经认识到这一问题重要,已在正确的研发路线上摸索。例如衡阳湘变电工制造有限公司了解到客户关于预留传感器空间的诉求,正在尝试研究解决可预设传感器放置问题;ABB公司在特高压直流工程中,为换相变压器提供技术支持的同时,还提供了一台监测设备;南通晓星公司也研制了变电站综合自动化系统,尝试解决变压器的监测问题。
3.市场信息与企业的联系
(1)出版《智能电网设备采购指南》为配合我国智能电网的建设工作,“智能电网设备网”拟编辑出版《智能电网设备采购指南》,拟推荐、选择一批业界实力强大、技术含量高、信誉良好的相关单位以及正在研发中有智能电网产品设备、解决方案的项目入编,为政府主管部门、项目建设、采购单位提供决策依据和标准。
(2)网上信息发布 继2010年初第一批智能电网项目试点完成之后,国家电网的第二批试点项目已正式启动。此次试点完成后,总投资约4万亿元(2020年之前)的我国智能电网,将步入规划建设阶段。第二批项目高达16类,包含新建和跨环节试点项目内容,较第一批试点多7类。
1)浙江电网承担8类14个项目的建设内容,预计总投资约40亿元。
2)2011年2月底3月初,浙江、陕西、重庆、江苏、天津、湖北等地的电网公司,已先后召开第二批智能电网试点布置工作会议,为全年智能电网铺设做最后动员。
(3)坚强智能电网项目2010年1月,国家电网公司以“1号文件”的形式,公布了今后10年坚强智能电网的建设规划,称“将分三个阶段推进坚强智能电网的建设”。其中,2009—2010年为规划试点阶段,重点开展坚强智能电网发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发、设备研制及各环节的试点工作。2011年国家电网公司建设坚强智能电网的工作主要分成以下几个内容:实现特高压电网和省级骨干电网有机衔接;解决高危用户、电气化铁路等重要用户供电问题;初步探索风能、光伏等各种新能源的接入,并解决其对电网的波动影响;建设电动汽车充电站;梳理各级电网投资规模,为第二阶段摸底等。2011年将推广建设11类智能电网试点工程。
(4)上市公司中标多2009年智能电网产品招标共涉及6个变电站,电压等级从750kV到220kV都有涉及,相关智能的产品主要是以有源和无源的电子式互感器为主。尽管招标数量都不是很大,但具有示范意义,未来伴随智能电网大规模建设开启,新建及改建变电站需求将得以释放。和传统220kV以上产品招标情况有所区别,中标公司几乎全部以上市电力设备公司为主,作为替代产品,智能电网类的设备要求精密度更高,产品的安全可靠性更好,具有资质的供货商原本就不多,很多上市公司都是储备了两三年才拥有自主生产能力的,从结果来看,有源电子式互感器为国电南自一家独得,无源互感器则为南瑞集团公司和许继集团有限公司两家瓜分,而中国西电集团公司作为国内最大的输配电成套商,中标范围覆盖变压器、电抗器、组合电器和避雷器,各分项产品几乎都有斩获,这些公司是智能电网建设初期(主要以一次设备招标为主)最大的受益商。尽管此次招标数量较小,且智能化产品只有互感器一个子产品,但是智能电网建设大幕拉开,未来数字化开关和断路器都将向数字化领域招标,行业前景更为广阔。从电网投资来看,2012年特高压建设和智能电网两项并举,将带动3000亿元以上的投资。
国家电网公司招投标管理中心集中规模招标采购智能电网第三批项目(二次设备)已结束,其内容有:第1分标保护类设备(共14个包),第2分标变电站计算机监控系统(共9个包),第3分标故障录波器(共8个包),第4分标相量测量装置(共3个包),第5分标时间同步装置(共7个包)。
(5)搭建用电侧智能化的基础架构 用电侧主要解决的是需求管理的问题,而要实现分时电价,乃至实时电价、双向电价,最关键的是电能表的真正智能化,而不是停留在目前仅能实现远程抄表的程度。未来智能电能表不仅将成为智能家电的重要“网关”,也将成为分布式电源接入的重要计价方式。从目前的低压载波技术来看是无法满足未来传输容量和稳定性需求的,电能表还将面临功能和信道上的技术升级。
变电智能化有望成为近期启动的环节,智能化变电站与目前的变电站相比,增强了智能化的功能,其中包括自适应、自协调、互动、控制等。
(6)配电网改造 智能配电网将是未来智能电网的核心,从国外经验来看,配电网是智能电网技术和投资的主要吸收地,主要原因是配网侧集中了分布式电源(包括光伏、风电、充电桩)以及配网自动化等智能电网的核心部分,也是支撑整个智能电网承上启下的关键环节。同时配电网覆盖面广,包含了大量的线路损耗,智能化改造具有显著的经济意义。从技术可行性上来看,配电网电压等级适中,是最适合进行智能化改造的环节。但是我国电力体制尚未完善,配电网主要的资金来源于地方和区域电力公司自筹,国家电网公司短期直接投资动力有限。
(7)启动顺序 各环节启动的先后顺序为用电、变电、配电。用电侧智能化的关键点——智能电能表已经开始大规模安装,未来用电侧将向技术纵深和运用领域升级发展;变电智能化试点已经铺开;配电目前仅限于试点起步阶段,后续铺开依赖于投资力度。我国配电和用电侧的投资落后于输电侧投资,国外的电网投资大概是电源投资的1.2倍左右,其中配电投资是输电的1倍多,相比之下我国配电网的投资不足输电网的一半,其主要原因是配电网稳定性并不在国家电网公司的考核范围内。但是在提升用电质量的驱动下,下一阶段国家电网公司投资将向配电网侧和用电侧延伸。
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