数字化建设和能源革命为电力监测行业提供广阔的发展空间

2023-09-12   普华有策

原标题:数字化建设和能源革命为电力监测行业提供广阔的发展空间

数字化建设和能源革命为电力监测行业提供广阔的发展空间

电力监测行业与国民经济发展、电网投资建设息息相关,电网投资的增长速度直接影响本行业的发展。近年来,国家提出构建新型电力系统,持续推动电网向柔性化、智能化、数字化方向转型,推动加快大电网、分布式智能电网等多种新型电网技术形态融合发展,为电力监测行业的快速发展提供了良好的机遇,本行业迎来一个周期长、发展快、需求大的机遇期。

电力监测行业系电力系统产业链中不可或缺的重要组成部分。行业内企业通过故障录波监测装置、输电线路监测装置、时间同步装置等电网智能监测设备对电力一次设备进行监测,并对信息进行采集、感知、处理、应用,既保证了电力系统的安全稳定运行,又提升了能源的利用效率。

1、行业竞争格局

电力监测行业主要竞争因素为研发、质量、品牌、售后服务等。首先,电力监测行业为知识与技术密集型行业,涉及电力监测、网络通信、数据采集与处理、人工智能、计算机视觉、模式识别、软件开发、系统工程等多种技术,是数学、结构学、计算机、电学、自动化等多个学科的综合应用,存在较高的技术壁垒;其次,由于电力监测行业直接关系到电力系统的运行安全和运行效率,相关产品主要应用于电力系统,因此电网公司对电力监测设备的安全性、可靠性要求较高,而良好的品牌声誉、较高的知名度和大量的运行业绩积累是对产品质量、履约能力最好的证明,也是客户选取供应商的重要参考依据;最后,电网的供电可靠性要求提高电力设备故障处置反应能力,进而要求设备厂商配备熟知产品并具有丰富运维经验的服务团队,及时响应客户需求。

由于以上竞争因素的存在,行业壁垒较高,新进入者相对较少,主要为行业内具有先进技术水平、长期经验积累以及一定经营规模的企业,行业内企业根据自身的优势充分竞争,行业内竞争格局体现出专业化、市场化的特点。未来随着新型电力系统的大规模建设以及智能电网、电力物联网的持续推进,电力监测市场需求将快速增长,可能吸引部分其他企业进入电力监测行业,但是,行业对人工智能、大数据等先进技术的要求日益提高,具备较强技术实力和行业经验积累的企业将更具竞争优势。相关电力二次设备企业如下:

2、电力监测行业概况及发展趋势

(1)电力监测市场容量巨大,行业未来发展空间可期

2012-2022 年,我国每年新增 220 千伏及以上变电设备容量平均在20,000 万千伏安以上,220 千伏及以上输电线路长度均在 30,000 千米以上,发电装机容量、变电设备容量和输电线路长度不断增长,尤其是 2020 年以来增速提升明显。随着发电装机容量、变电设备容量和输电线路长度的不断增加,以及线路复杂度的迅速提升,一旦发生电网故障将导致大面积的停电,将对社会生活和工业生产带来巨大损失,因此为提高电网安全运行能力、维护电力系统安全稳定,电力监测行业有望迎来新一轮的快速发展,电网智能监测将发挥愈加重要的作用。

(2)智能电网、电力物联网及新型电力系统的建设推动电力监测行业向数字化、智能化发展

2009 年 5 月,国家电网提出“将立足自主创新,加快建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网”;2019 年 10 月,国家电网发布《泛在电力物联网白皮书》,提出“泛在电力物联网,就是运用新一代信息通信技术,将电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、电工装备企业及其设备连接起来,通过信息广泛交互和充分共享,以数字化管理大幅提高能源生产、能源消费和相关领域安全、质量和效益效率水平。”2020 年 9 月,为全面建立绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系,我国提出了碳达峰、碳中和目标,而构建清洁、低碳、安全、高效的新型电力系统则是新型能源体系的重要组成和实现碳达峰、碳中和目标的关键载体。经过十余年的建设,我国智能电网和电力物联网有了长足的进步,同时随着新型电力系统的大力推进,智能电网、电力物联网和新型电力系统重点发展的电网智能化数字化、能源与信息通信基础设施深度融合等全面提升了电力监测行业的智能化、数字化水平,推动了行业的技术进步和创新发展。2023 年 2 月,我国印发《数字中国建设整体布局规划》,提出推动数字技术和实体经济深度融合,在农业、工业、金融、教育、医疗、交通、能源等重点领域,加快数字技术创新应用,电力监测行业将随着能源行业加快推进数字化转型,高水平支撑数字中国的建设。

3、行业技术水平及特点

(1)行业技术水平

我国的电力监测行业起步较晚,基础较为薄弱,技术积累时间较短,行业整体技术较国际先进水平存在差距。经过长时间充足资金的投入、技术研发实力的增强、行业经验的不断积累以及云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链、边缘计算等先进数字信息技术的广泛应用,电力监测相关技术取得了重大突破和巨大进步,推动了电力监测行业的快速发展。

一方面,战略性新型产业和新型基础设施的快速发展将对我国全社会用电量的增长形成强有力的支撑,发电装机容量、变电设备容量和输电线路长度不断增加,输电网络日趋复杂,为避免电网故障导致的大规模停电对社会生活和工业生产的巨大损失,需加强对电力监测行业技术的研究开发,提高电网的安全运行能力、维护电力系统的安全稳定;另一方面,新型电力系统存在高比例可再生能源和高比例电力电子设备的特性,给电力系统调度反应能力提出了更高要求。为构建源网荷储多向协同和灵活互动的新型电力系统,支撑电力系统的安全稳定运行,应不断提升电力监测技术的创新速度,推动先进数字信息技术在电力监测的广泛应用,助力电力监测的数字化、智慧化、网络化革新升级,推动以电力为核心的能源体系可靠稳定的实现多种能源的转化和利用。

(2)行业技术特点

电力物联网通过应用现代技术、先进通信技术实现电力系统各个环境万物互联、人机交互,有利于提升变电站电力设备的在线监测水平与电网的智能化水平。

在电力物联网的技术架构下,分为感知层、网络层、平台层、应用层四层结构,感知层主要解决数据的采集问题,网络层主要解决数据的传输问题,平台层主要解决数据的管理问题,应用层主要解决数据的价值创造问题。

4、行业面临的主要发展机遇

(1)产业政策支持

在能源电力系统的安全高效、绿色低碳转型及数字化智能化创新已经成为全球能源行业发展趋势的背景下,我国适时提出要积极稳妥推进碳达峰、碳中和,深入推进能源革命,加快规划建设新型能源体系,并要求构建以高比例新能源供给消纳体系建设为主线任务,以源网荷储多向协同、灵活互动为坚强支撑,以坚强、智能、柔性电网为枢纽平台,以技术创新和体制机制创新为基础保障的新型电力系统。

受益于安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型电力系统的构建,国家在资金、技术、行业规范等多个方面给予了电力监测行业政策支持,在国家层面先后出台了多项政策促进电力监测产业的发展,有利于形成电力监测行业持续健康发展的市场环境,推动电力监测设备等产品需求的扩大,从而使得电力监测行业快速发展

(2)数字化建设和能源革命为行业提供广阔的发展空间

数字化建设将新增大量的用电需求,从而为电力监测行业提供广阔的市场空间。一方面,作为数字化建设的基础之一,数据中心等数字基础设施将迎来高速发展期。而由于数字基础设施存在不间断运行、高能耗 5G 技术的广泛应用、辅助降温设施和备用电源的大量使用等特性,数字基础设施的快速增加将带来强劲的用电需求;另一方面,在云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链、边缘计算等先进数字信息技术的加持下,农业、工业、金融等重点领域数字技术创新应用的提速和信息系统网络的互联互通,将使得各类数据和数字经济呈现高速增长,从而带动用电量的大幅增加。

能源革命推动着安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型电力系统的构建,进而催生更多的电力监测设备的市场需求。一方面,高比例可再生能源和高比例电力电子设备的“双高”特性日益凸显,电力系统稳定运行压力持续增加;另一方面,传统电力调度方式难以完全适应新形势新业态,调控技术手段、调度机制、信息安全防护等呕待升级。针对以上情况,新型电力系统以柔性灵活为重要支撑,以智慧融合为基础保障,加强电力系统智慧化运行体系建设,强化电力系统安全稳定运行。因此,能源革命将促进电力监测行业迎来持续的高景气度。

(3)新技术推动电力监测行业发展

在新一轮科技革命和产业革命推动下,电力系统的数字化、智能化技术创新已经成为全球发展趋势。以新能源为主体的新型电力系统的构建,推动大规模新能源的并网和电力市场的开放,电力系统形态将随之发生重大变化,电力网络、信息网络和社会网络之间的耦合关联性将显著增强,电力系统将呈现出非线性、强随机、快时变的复杂特点。在这种情况下,单纯离线建模和仿真技术难以满足复杂电网实时运行分析与精准前瞻调控的要求,同时直接运用传统的调控模型与算法体系也将面临海量电力系统中资源分散分离和构成功能耦合及最优快速决策等挑战。相比之下,充分应用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链、边缘计算等先进数字信息技术的新型电力系统有望将可观、可测、可控成为现实。数字化、智能化的电网能够提取物理电网的特征规律,精准描述物理电网设备的形态、系统运行的趋势、人-机-物三元空间的关联关系,实现对物理电网最优的决策控制。

(4)电力相关行业国产化替代的需求

虽然我国继电保护领域设备已实现全面国产化,但设备使用的芯片以进口芯片为主。

2018 年以来,受中美贸易战、华为事件、中兴事件等影响,包括芯片在内的我国上游核心技术持续受制于人,对我国经济持续高质量发展提出了严峻考验。为增强产业链和供应链的竞争力和安全性,以高质量的供给适应满足现有需求,2023 年,中共中央政治局第三次集体学习时强调,要切实加强基础研究,夯实科技自立自强根基,提升国产化替代水平和应用规模。而能源作为人类文明进步的基础和动力,攸关国计民生和国家安全,电力行业作为能源领域最关键环节,是巫待国产化的行业之一。尤其是随着智能电网和电力物联网建设的持续推进,电力行业的芯片应用量将快速增加,由于其对信息技术底层起重要支撑作用,一旦出现问题将严重影响电网的安全运行,因此应打造安全可靠、竞争力强的电力产业体系,电力行业国产化替代空间巨大电力行业的国产化将带来电力监测设备新一轮的更新换代,为电力监测行业带来增量的市场空间。

5、阻碍行业面临的不利因素

(1)高端复合型人才储备不足

人才是发展的保障也是发展的基础,一方面技术更新和成熟度提高需要不断引进各类专业人才:另一方面,随着行业转型升级加速,各类适合行业发展的产品需求不断涌现,需要各类行业人才的加盟。

电网智能监测和新能源相关产品属于多技术多学科混合、技术密集型产对于研发人员技术水平的广度和深度都有较高的要求; 同时,为确保电力品,产品售后服务安全运维,营销服务人员亦需要掌握相关知识。目前,精通相关领域的高素质技术人才和营销人才的欠缺都在一定程度上限制行业的发展

(2)竞争激烈的阻碍因素

电网智能监测领域相关产品和服务主要通过参与招标的方式面向电网公司进行销售,主要客户为国家电网、南方电网及其相关企业行业的市场化程度较高,参与者数量较多,市场竞争较为激烈。在我国对电力系统安全性日益重视,行业技术水平不断提升的背景下,具有产品技术、质量、品牌优势的企业将愈发受到电网公司及用户的青睐,行业市场份额将有望趋于集中。

6、电力监测行业的主要壁垒构成

(1)准入壁垒

电力行业对电力系统运行的安全性、可靠性要求较高,因此我国对电力监测设备实行强制性的试验检测和产品认证,国家电网、南方电网及其相关企业明确要求有关产品必须由经国家市场监督管理总局授权的国家级试验机构严格认证或鉴定,出具合格型式试验报告,并有相应产品的运行业绩,才能参与国家电网、南方电网及其相关企业的招投标及产品销售。

同时,终端客户对于产品质量要求较高,尤其是国家电网、南方电网及其相关企业通常都需要对客户较长时间的考察和较为严格的审查。近年来,随着国家电网将电力产品和服务集中采购的招标权上收到国家电网及各省级电力公司,电力系统招标对产品、服务供应商的规模、技术水平和运行业绩提出更高的要求,行业准入壁垒进一步提高。

(2)人才壁垒

电力监测行业是涉及电力监测、网络通信、数据采集与处理、人工智能、计算机视觉、模式识别、软件开发、系统工程等多种技术,综合应用数学、结构学、计算机、电学、自动化等多个学科的行业。知识与技术密集型的行业特性决定了企业既需要专业能力扎实、行业经验丰富、技术能力深厚、创新能力较强的研发人才,又需要拥有懂产品、熟业务、善经营的高素质管理人才,以满足客户对类型多样、配置灵活、性能可靠、质量稳定、操作简便的定制化产品的需求。同时,碳达峰、碳中和目标的提出,新型电力系统的构建,以及电力监测行业数字化、智能化的行业发展趋势,要求具备高素质人才的企业不断研发创新,持续加强新技术、新产品的研发投入。对于行业新进入者而言,在短时间内难以组建一支符合行业需求的人才队伍,并且不同岗位人才难以在短期内形成工作默契。因此,行业对高端人才的需求成为进入行业的较高壁垒。

(3)技术壁垒

电力监测行业为知识与技术密集型行业,涉及电力监测、网络通信、数据采集与处理、人工智能、计算机视觉、模式识别、软件开发、系统工程等多种技术,是数学、结构学、计算机、电学、自动化等多个学科的综合应用,对产品的可靠性、一致性、安全性、稳定性和长效性要求较高,整体研发周期较长,企业需要较长时间的技术积累和经验沉淀实现技术突破,具备较高的技术壁垒。

随着新型电力系统的逐步构建和能源电力转型的不断深入,源网荷储各环节的功能定位和特性将发生重大调整,电力系统发展将面临安全性、可靠性、灵活性等诸多挑战。依托电力系统设备设施、运行控制等各类技术以及云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链、边缘计算等先进数字信息技术的创新升级,重点从源网荷储各环节挖掘技术发展潜力,大力推广应用一批关键技术与重大装备,支撑新能源快速发展,这对电力监测行业提出了更高的要求。技术的提升不仅要求企业不断的投入大量的资金,还取决于人才的积累、研发的积淀和企业创新文化的培育,这些均需要较长的积累过程,从而对新进入企业形成了较高的技术壁垒。

(4)品牌壁垒

由于电力监测设备对维护电力系统的安全稳定运行至关重要,因此下游客户对产品的稳定性和可靠性有着较高的要求。电力监测行业的客户大多为国家电网、南方电网及其相关企业,该类企业一般会采取招标的方式选取电力监测设备供应商。在招投标中,电网公司会对投标人业绩、资格和资质、历史产品质量、服务品质、行业经验、财务状况和信誉等进行严格审查,确定合格的中标企业。其中,良好的品牌声誉和较高的企业知名度是对产品质量、履约能力最好的证明,也是客户选取电力监测设备供应商的重要参考。此外,客户采用定向招标方式进行的采购,只有具有一定口碑和实力的企业才能参加。因此,企业的品牌与声誉构成了新进入企业的主要壁垒之一。

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