【文章內容簡介】 采集、實時信息共享以及電網實時控制和智能調節(jié)，支撐各級電網的安全穩(wěn)定運行和各級高級應用 1 智能變電站自動化關鍵技術與裝備 2 設備在線監(jiān)測一體化和自診斷 3 變電一次設備智能化的關鍵技術與設備研制與應用 4 智能變電站監(jiān)測裝置和自動化裝置的檢測檢定 5 技術標準體系 6 運行環(huán)境監(jiān)測 7 運維管理集約化 — 19— 配電環(huán)節(jié) ? 預計到 2021 年，電動汽車充電站建設達到 4000 個，到 2020 年達到 10000 個。 ? 配電環(huán)節(jié)主要解決我國配電網架薄弱、配電自動化普及 率實用化低、分布式能源接入、儲能和電動汽車普 及問題。 配電環(huán)節(jié)主要目 標 、靈活的配電網絡 ， 配電網具備靈活重構、潮流優(yōu)化能力和 可再生能源接納能力 ， 配電網自愈將取得突破 /分散儲能裝置及分布式電源的兼容接入與統(tǒng)一控制 用電環(huán)節(jié) ——智能電表 用戶環(huán)節(jié)主要解決用戶用電效率低、用戶管理與服務標 準規(guī)范體系不健全等問題。 用電環(huán)節(jié)主要目標 — 20— 1．構建智能化雙向互動體系 ， 實現電網與用戶的雙向互動 ， 滿足用戶多樣 化需求 、智能家電 、智能交通等領域技術創(chuàng)新 ， 改變終端用戶用電模式 ， 提高用電效率 調度環(huán) 節(jié) 該環(huán)節(jié)需要解決的問題有 ： 大電網安全穩(wěn)定運行、節(jié)能 減排和資源的優(yōu)化配置、新能源和可再生能源的接入控 制等。 調度環(huán)節(jié)主要目標 、 5 個網調及 26 個省調建成智能調度支持系統(tǒng)并在地縣調進行推廣應用 ， 建設實時監(jiān)控與預警、安全 校核、調度計劃和調度管理四大類應用 ， 實現同質化調度管理 、資源優(yōu)化配置能力、科學決策管理 能力和靈活高效調控能力 ， 保障電網安全、 穩(wěn)定、經濟、 優(yōu)質運行。 智能電網 案例 2021 年 2 月 4 日，地中海島國馬耳他在周三公布了和 IBM 達成的協(xié)議，雙方同意建立一個 “智能公用系統(tǒng) ”，實現 該國電網和供水系統(tǒng)數字化。 IBM 及其合作伙伴將會把 馬耳他 2 萬個普通電表替換成互動式電表，這樣馬耳他的電廠就能實時監(jiān)控用電，并制定不同的電價來獎勵節(jié) 約用電的用戶。這個工程價值高達 9100 萬美元（合 7000 萬歐元）， — 21— 其中包括在電網中建立一個傳感器網絡。這 種傳感器網絡和輸電線、各發(fā)電站以及其他的基礎設施一起提供相關數據，讓電廠能更有效地進行電力分配 并 檢測到潛在問題。 IBM 將會提供搜集分析數據的軟 件，幫助電廠發(fā)現機會，降低成本以及該國碳密集型發(fā) 電廠的排放量。 第三節(jié) 中國 智能電網設備市場需求分析 政策導向決定投資力度，投資重點在電網智能化。隨著國網2021 年智能電網規(guī)劃完成，堅強智能電網將進 10 年的建設高潮。堅強智 能電網的建設， 而在科技創(chuàng)新、電力市場化改革的推動下，政策導向將決定投資力度與節(jié)奏，從結構圖中可以看出， “信息流 ”代表的電網智能化是投資重點。 圖表 :中國堅強智能電網體系架構示意圖 — 22— 20212020 年，堅強智能電網建設將拉動數萬億的投資，預計將帶來近 8400 億元的智能電網設備需求。其中堅強電網部分，即指 特高壓輸電網，預計將在 20212021 年迎來建設高峰， 2020 年完全建成，將帶來總計近 2200 億元的 電力設備 需求 。電網智能化包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度等六大部分，預計將在 2021 年前后迎來建設投資高峰、 2020 年前后初步建成，將帶來超過 6200 億元的電力設 備需求。 圖表 :堅強智能電網 20212020 年建設節(jié)奏預測 — 23— 資料來源：國家電網公司 圖表 :智能電網建設電力設備需求構成 資料來源：平安證券研究所 需要指出的是，堅強智能電網建設對于電力設備市場的影響，認為有以下幾個重點需要特別關注：對于電力設備整體市場規(guī)模，智能電網建設短期來看 (58 年內 )將帶來增量，長期來看(810 年以上 )將提高電力設備的資產利用效率，同時傳統(tǒng)電力設 — 24— 備市場將逐步萎縮，這兩個效應疊加，智能電網對整體電力設備市場規(guī)模的長期影響為負面 。 堅強智能電網帶來的電力設備需求，以電網智能化為主，估算占比將達到 70%以上 。 交流特高壓建設部分，由于該部分建設在國家政策層面的 不明朗性 ,未來對此部分市場容量應當持保守態(tài)度，完成全部規(guī)劃中投資的概率并不大。 ：世界第一特高壓輸電網建設 特高壓骨干輸電網將構成我國新一代堅強電網。我國主要能源基地分布、負荷中心分布于國土的西部、東部，之間距離長達8003000 公里，長距離低損耗送電是我國電網必須解決的問題，特高壓作為骨干電網正解決了這個問題。 “特高壓電網 ”，指交流 1000 千伏、直流正負 800 千伏及以上電壓等級的輸電網絡。相比目前普遍采用的遠距離輸電 500 千伏超高壓交流電網，特高壓電網具備更遠距離、更大容量、更低損 耗、更節(jié)約土地資源等優(yōu)點，能夠更好的適應 800 至 3000 公里遠距離大容量電力輸送需求，有利于大煤電基地、大水電基地、大型核電基地、大型可再生能源基地的開發(fā)和電力外送。 圖 表 — 25— 資料來源：國家電網公司 20212020 年特高壓輸電網總投資將超過 6000 億元。按照國網的規(guī)劃，到 2020 年，中國 將形成以 “三華 ”(華北、華中、華東 )特高壓同步電網為受端，東北特高壓電網、西北 750 千伏電網為送端，聯(lián)接各大煤電基地、大水電基地、大核電基地、大型可再生能源基地的 “一特四大 ”堅強電網結構，跨區(qū)、跨國輸電能力達到 億千瓦，其中特高壓承載部分達到 億千瓦。年均投資大幅度增長，短期內對傳統(tǒng)輸電網投資替代作用有限。由于特高壓投資受單個工程項目進度影響很大，因此這里僅給出階段年均投資的估計。預計 20212021 年，特高壓 建設年均投資將達到 467 億元，相比 20212021 年年均投資 274億元增長 70%。長期來看，特高壓投資將對高壓、超高壓即 — 26— 220500kv 電壓等級的輸電網投資將構成替代作用。但中短期來看，由于我國電網投資與電源投資比例正處于不斷優(yōu)化中 (從原先的 4：6 向世界普遍的 6： 4 過渡 )，預計 “特高壓替代 ”和 “電網投資比例優(yōu)化 ”對 220500kv 電壓等級的輸電網投資影響將對沖。 圖表 :特高壓建設階段年均投資增速 資料來源：平安證券研究所 圖表 :我國電網投資與電源投資比例優(yōu)化 — 27— 資料來源：中電聯(lián) 20212020年特高壓輸電網帶來的設備市場容量將超過 2100億元，其中直流特高壓設備為主。根據估 算， 20212020 年，特高壓建設將為交流特高壓設備帶來 740 億元市場需求，其中一次設備670 億、二次設備 70 億 。將為直流特高壓設備帶來超過 1400 億元市場需求，其中一次設備 1376 億、二次設備 41 億。 圖表 資料來源：平安證券研究所 交流特高壓 20212020 年交流特高壓總投 資將超過 3500 億元。國網公司計劃到 2020 年，建成特高壓交流變電站 53 座，變電容量 億千伏安，線路長度 萬公里。根據已建成的晉東南 南陽 荊門的造價，預計國網 20212020 年特高壓交流將總投入約 3100 億元，預計南網特高壓交流投入為國網規(guī)模的 10%15%，到 2020 年，我國特高壓交流的投入將超過 3500 億元。 — 28— 圖表 :部分交流特高壓項目總投資 從以上已完成的項目、已評估預算的規(guī)劃項目中，得出估算交流特高壓項目總投資的大致公式約為：靜態(tài)投資 =變電容量 /10，且隨變電容量增高而帶來的規(guī)模效應下浮 5%10%。由此， 預計 國網 20212020 年1000kv 交流特高壓總投資額估算。 圖表 交流特高壓主設備總需求將超過 740 億元。 20212020 年，按照十二五、十三五期間交流特高壓建設總投資 1500、 2021 億元估算，預計將為特高壓一次主設備帶來總計超過 670 億的市場需求，其中變壓器、電抗器、特高壓開關、接地開關的市場需求分別超過 208 億、 108 億、237 億、 117 億的市場需求。二次設備方面，按照總投資額 2%計算，20212020 年的市場需求將達到 70 億元。 圖表 :晉東南 南陽 荊門、淮南皖南上海交流特高壓一次主設備投資 — 29— 圖表 十二五、十三五交流特高壓工程一次主設備市場容量估算市場容量估算 (億元 ) 直流特高壓 20212020 年 177。800kv 直流特高壓輸電網建設總投資將超過2700 億元。特高壓直流輸電系統(tǒng)中間不落點，用于點對點、大功率、遠距離的直接將電力從能源基地送往負荷中心，或者用于區(qū)域電網背靠背互聯(lián)。參照國家電網規(guī)劃，預計到 20212020年國家電網 177。800KV 直流特高壓投資將超過 2400 億元，南網預計投資規(guī)模為國網的 10%15%，國網、南網合計總投資額將超過 2700 億元。 直流特高壓一二次主設備總需求將超過 1300 億元。換流變壓器、換流閥、直流場設備、交流設備、二次設備是特高壓直流項目主要采購的設備。參照向家壩 上海 177。800kv 直流特高壓工程的設備投資比例，按照十二五、十三五期間直流特高壓1500、 1200 億元的總投資，估算出 20212020 期間直流特高壓各主設備的市場需求。 圖表 十二五、十三五直流特高壓工程主設備市場容量估算 — 30— ：可持續(xù)發(fā)展的廣闊市場 智能電網的建設重點是電網智能化，而非 特高壓，重點是二次設備，而非一次設備。智能電網的核心特征：信息化、自動化、互動化，層層遞進，最終實現電網智能化。預計在科技創(chuàng)新、電力市場化改革兩大因素的推動下， 2021 年前后，我國的智能電網建設將全面轉向電網智能化的六大方面：發(fā)電、智能輸電、智能化變電站、智能配電網、智能用電、智能調度。 圖表 電網智能化各方向對應的主要設備 20212020年，預計電網智能化帶來設備市場容量將超過 6200億元。電網智能化的一個重要目標，是利用高度集成的二次設備，提高對整體電網一次設備的管控能力，并提高資產利用效率，因此，從這個角度看，未來電力設備領域，真正的可持續(xù)的市場需求將是二次設備。另一方面，應當更加關注智能配電網、智能用電建設，此部分合計帶來的市場需求預計將超過總體需求的 50%。 — 31— 圖表 20212020 年電網智能化建設各類電力設備市場容量結構 新能源發(fā)電電網接入設備：綠色能源的智能入口 能源革命是世界第四次工業(yè)革命的核心，能源革命決定電源接入設備的廣闊市場。當前世界經濟和社會發(fā)展遇到的核心問題是能源緊張、環(huán)境污染嚴重，這兩方面都與能源直接相關，21 世紀初開始的第四次工業(yè)革命中能源革命是核心。堅強智能電網的一個重要使命，就是最大限度的消納新能源、分布式能源，保證能源的可持續(xù) 供應，推動低碳經濟發(fā)展。 到 2020 年，需要安裝電網接入設備的新能源發(fā)電總裝機，將超過 億千瓦，年均增速將達到 20%以上。我國承諾到 2020年非化石能源的消費量占到整個能源消費量的 15%，為了實現這個目標，除了大力發(fā)展水電、核電之外，新能源也占據重要地位。按照目前的規(guī)劃，到 2020 年，風電裝機容量將達到 — 32— 億千瓦，太陽能發(fā)電裝機容量將達到 2021 萬千瓦，生物質能發(fā)電裝機容量將達到 3000 萬千瓦，而海洋能、地熱能等其他新能源預計占比較少。三大新能源發(fā)電方式中，除生物質能發(fā)電類似火電，基本不需要電網接入設 備外，風能、太陽能發(fā)電由于其不穩(wěn)定性、電能質量低等特點，必須要安裝電網接入設備。 圖表 20212020 年風電、太陽能發(fā)電裝機規(guī)劃