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
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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%,则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个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。预测未来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。到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,从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