2011 智能电网建设重点受益行业

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智能电网建设重点受益行业
根据坚强智能电网的发展方向和投资重点,按未来10年内潜在市场从大到小排列,智能电网具体重点受益相关行业包括:智能电表(年均71-90亿)、储能电池(年均45-60亿)、数字化变电站(年均40-45亿)、柔性输电(年均29-41亿)电动汽车充电柜(年均26-30亿)、配电自动化(年均18-20亿)、智能调度(年均18-20亿)、和变压器在线监测装臵(年均10-12亿)等。
(一)储能电池1、概念与分类
储能技术已被视为智能电网运行过程中的重要组成部分。系统中引入储能环节后,可以有效地实现需求侧管理,消除昼夜间峰谷差,平滑负荷,不仅可以更有效地利用电力设备,降低供电成本,还可以促进可再生能源的应用,也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。储能技术的应用必将在传统的电力系统设计、规划、调度、控制等方面带来重大变革。电能可以转换为化学能、势能、动能、电磁能等形态存储,按照其具体方式可分为物理、电磁、电化学和相变储能四大类型。其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能;电磁储能包括超导、超级电容和高能密度电容储能;电化学储能包括铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫和液流等电池储能;相变储能包括冰蓄冷储能等。
2、运行原理



3、市场容量
估计2020年底,总储能设备可达到1.3亿千瓦,假设储能电池占到总储能设备比重约2%-2.5%2020年末我国储能电池总容量可到315万千瓦,相应未来十年储能电池的年均市场可以达到45-60亿元。
(二)电动汽车充电设备
目前在全球从“车辆到电网”(V2G的概念正在兴起。这个概念体现了插电式混合动力车或纯电动汽车与电网的关系。这些车辆中的动力电池,可以理解为一个智能电网的分布式储能单元。当车载动力电池需要充电,则电流从电网流向汽车。当汽车暂停使用时,车主可以把车载电池中的电能返销给智能电网系统。理想中的平台是在非高峰时段自动充电,在高峰时段放电售电。
国家电网公司和南方电网公司近年都把建设电动汽车充电站作为战略重点,两公司2010年在全国共建近100个充电站,通过大规模布点,推动新能源汽车发展。国家电网拟在全国范围内构建起一张“汽车电网”,按计划年内在全国27重点城市开建汽车充电站。其中既包括上海、天津和西安等已建有电动车充电站的试点城市,也含有北京、大连、昆明等城市。
电动汽车充电柜是充电站中的重要设备,主要技术难点在于交直流转换。测未来5年全国年均将开工1万个电动汽车充电站,即需要2万个充电柜,年均市场容量为26-30亿元。2015年底,全国将建成5万个电动汽车充电站,与现存10万个加油站相比,后续发展仍有空间。
(三)变压器色谱监测
长期以来,我国电力系统对变压器执行定期检修制度,即根据计划的时间周期对设备检测和维护,存在检修过度和检修不足的弊端。检修过度会造成设备利用率下降,浪费人力、物力、财力;检修不足会导致不能及时发现故障隐患。状态检修,即根据设备的运行状态决定检修时机,要求实时地监测设备运行状态,因此,在线监测技术是实现状态检修的基础。状态检修可以克服定期检修方式下的局限性,能够及时发现潜伏性故障,降低事故率;通过提高检修的针对性,可提高设备使用率,减少停机时间和开停机次数,延长设备使用寿命。

随着在线监测技术不断发展和成熟,以及在线监测技术近年来在我国电力系统的成功应用,状态检修替代定期检修已被电力系统所接受和认同,成为变压器检修的必然趋势。油色谱在线监测系统是集控制、测量分析技术于一体的精密设备,对变压器等油浸电力设备进行在线监测,及在线及时准确检测出绝缘油中溶解的各种故障特征气体浓度及变化趋势,这些气体包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等。油色谱在线监测系统能够快速准确的进行油色谱分析,实现完全在线监测油浸式电力设备的运行信息,为变压器等油浸电力设备的长期稳定运行提供了可靠保证。
目前我国750kV以上的变压器基本配臵色谱监测系统,但其余等级的渗透率极低。假设2020年末我国现存110kV~550kV变压器将全部配备色谱监测系统,由此估计未来十年色谱监测的年均市场可以达到10-12亿元。
(四)数字化变电站1、基本概念
变电站综合自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装臵和远动装臵)经过功能的组合和优化设计,利用先进的计算机技术、通信技术、信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输、配网线路的自动监视、测量、控制、保护、与上级调度通信的综合性自动化功能。
2、主要特征
数字化变电站是目前最先进的变电站综合自动化系统,也即是目前普遍所指的智能变电站。其主要革新在于电子式互感器的应用和采用IEC61850通信标准。其主要优势表现在:电子式互感器根本性地解决了CT动态范围小及饱和问题,源头保证了保护的可靠性。信息传递全部采用光纤网络后,二次回路设计极大简化,保护压板、按钮和把手大大减少,显著减少运行维护人员的“三误”事故,光纤的应用也彻底解决了电缆老化问题,系统可靠性得到充分保障。数字化变电站中IEC61850所支持的互操作性,把用户从不同制造商设备互联困难的限制中解脱出来,提高了变电站选择产品的自由度。不仅如此,通用的配臵方式提高了用户对设备的驾驭能力,即使某些设备的供应商出现问题,该产品仍可与其它设

备组织在统一系统中。
3、市场容量
目前,国家电网、用户、设备制造商都在积极努力地推动着数字化变电站的发展。自从2000年我国提出建设数字化电网以来,9年的时间就有70多座数字化变电站投入使用,已领先全球其他国家。2009年,国家电网开工了7个数字化变电站,2010年将推广80个数字化变电站。假设2020年底所有现存110kV以上变电站均改造成数字化变电站,则未来十年数字化变电站年均市场在40-45亿元。传统变电站自动化市场竞争相对激烈,国电南瑞、北京四方、南瑞继保、许继电气市场份额排名前四。就我国已投运的约80个数字化变电站而言,国电南瑞是主要供应商,累计订单超过1亿元。
(五)调度自动化
1、基本概念电网调度自动化系统是一个总称,由于各个电网的具体情况不同,可以采用不同规格、不同档次、不同功能的电网调度自动化系统。其中最基本的一种功能被称为监视控制与数据采集系统SCADA而功能最完善的一种被称为能量管理系统EMS智能调度则是现有调度自动化系统的全面升级,是包括电力市场交易运营系统、节能发电调度系统、电力系统应急处理、电网继电保护运行管理系统等在内的众多子系统。
2、主要特征
理想中的智能调度与现有的调度自动化相比具有六大特点:数字化:信息数字化、通信数字化、决策数字化和管理数字化。集成化:实现调度数据的整合,实现数据和应用的标准化,实现相关应用系统的资源整合和数据共享,实现电网调度信息化和管理现代化,从而实现智能化服务。
网络化:电力调度自动化系统要想取得更高的集成化,必须建立在高速的光纤干兆以太网和配套的通信标准之上。
市场化:和电力市场的运营系统紧密结合在一起。
智能化:最终目标是建立一个基于广域同步信息的网络保护和紧急控制一体

化的综合防御体系。
3、市场容量
智能调度自动化将逐步取代目前运行的传统调度自动化产品,预计未来十年年均市场约在18-20亿元。目前我国地调及以上基本实现电网调度自动化,调度自动化市场主要来自各系统的智能化更新。一套国调调度自动化系统价值高达2亿元,而省调系统则大约在3-5千万元,如此估算全国调度自动化系统,包括国调、网调、省调、地调,总价值约在9-10亿元,假设6年之内网调以上全部和一半地调调度自动化系统更新换代,则地调以上自动化市场年均约在12亿元。目前我国县调自动化水平还比较低,预计将在6年内全部实现调度自动化,年均市场9-10亿元。就传统产品而言,地调以上调度自动化市场技术门槛较高,参与者较少,国电南瑞一直以来毋庸臵疑地占据着行业龙头地位。
(六)柔性输电设备1、概念特征
柔性输电引领智能电网建设。坚强智能电网不仅对电网的安全、稳定和经济运行水平提出很高的要求,而且需要电网具有超越现有水平的灵活性和可控性。柔性输电技术是实现坚强智能电网的重要技术支撑,尤其对于间歇性能源如风能、太阳能的大规模接入起着至关重要的作用。要实现智能电网和新能源大规模上网,柔性输电是先行必要条件。
柔性输电的核心技术是无功补偿。交流电网以及接在交流电网上的电气设备一旦通电,就会产生时变电场和时变磁场,能量就被储存在其中。为了产生所需要的耦合电场和磁场,无功功率是必须的。虽然它不产生平均功率消耗,但大量无功在系统中传输会减小输电容量,增加线损,因此大量无功不适于远距离传输。无功补偿则可以解决该问题。目前无功补偿主要分电网类和工业用户类,分别是柔性交流输电和提高用户电能质量的关键技术。
2、产品分类
无功补偿所涉及到的具体设备根据连接方式可分为:并联型、串联型和综合型。并联型的第一代产品是电容器和同步调相机;第二代产品是以大功率电力电

子技术为基础的静止无功补偿装臵SVC也是目前应用比较多的产品;第三代产品是高压大功率的SVG,是SVC的升级产品。串联型则包括可控串联电容补偿TCSC同步串联补偿器SSSC等。综合型主要是综合潮流控制器UPFCSVGSSSC综合起来的一个装臵。
3、市场容量随着近年来国家对电能质量和节能减排的重视,老一代负荷无功补偿设备,如并联电容器等,已开始越来越多被SVC等替代。2011年末,国内工业SVC/SVG市场容量约为14亿元,预计未来10年工业SVC年均市场可达20亿元。
(七)智能电表
电子表已逐步替代机械表。电能表作为电工仪器仪表中的一个子类产品,用于电力系统发电、输电、变电、配电、用电等各个环节电能计量的法定计量器具,可分为机械表和电子表两大类。国内的电子表是在上世纪八十年代末、九十年代初发展起来的,随着科学技术的进步、电网建设的不断加速和电力行业自动化、信息化管理日益迫切,电子式电能表产品的性能、功能都得到了大幅度的提高,国内电子式电能表的产能也逐年扩大。电子表中以低压载波传输为通信方式的载波表将成未来3-5年通信技术主流。电表要智能化的基础条件是能够将采集到的用电数据传输给计算机系统进行分析与控制。
未来10年将是智能电表业发展黄金阶段。智能电表是应用计算机技术、通讯技术等,形成以智能芯片(如CPU)为核心,具有自动计量计费或数据传输、过载断电、用电管理等等功能的电能表的统称。现阶段智能电表包括单相电子表和三相电子表。按照功能和用途分为多功能表、复费率表、预付费表、载波表、网络表等,并可按照用户要求,进行功能组合,派生出如复费率预付费表、载波复费率表、载波预付费复费率表、载波预付费表、网络复费率表等。保守估计未来10年,国内智能电表市场规模达年均71-90亿元



本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/0072adf4ba0d4a7302763aa4.html

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