智能配電網設備作為智能配電網建設關鍵環節,具有廣闊的發展前景

2023-10-07     普華有策

原標題:智能配電網設備作為智能配電網建設關鍵環節,具有廣闊的發展前景

智能配電網設備作為智能配電網建設關鍵環節,具有廣闊的發展前景

智能配電網設備為輸配電及控制設備製造行業細分領域。在智能配電終端領域,國內企業經過了多年的發展,在配電自動化終端的保護測量原理、製造工藝、通訊手段等多方面取得了長足的進步,但在產品抗干擾能力、使用的便捷性、即插即用等多方面還存在不足。智能配電網是智能電網的重要環節之一。近幾年,國家通過電網智能化建設,提高電網優化配置資源的能力,統籌協調發展新能源,推動能源清潔低碳、電氣化轉型,向以電力流、信息流和業務流高度融合為顯著特點的精細化智能配電網方向發展。傳統的配電網及其支持性設備已與各行各業通過電力供求關係建立了物理上的連結,但這種連結沒有融合信息和通信技術,相互之間的溝通是簡單的、單向的。智能配電網具有三大特徵,分別是信息化、智能化、互動化。

1、我國輸配電及控制設備製造行業概況

輸配電及控制設備製造產業與電力工業密切,對國民經濟影響較大,擔負著為國民經濟、國防事業以及人民生活提供所需的各種電氣設備的重任。輸配電及控制設備銜接著電力生產和電力消費,是多種電氣設備的集合。根據《產業結構調整指導目錄(2019 年本)》,輸配電及控制設備行業屬於國家重點鼓勵發展的領域之一。

電力系統基礎設施建設是國民經濟和國家基礎設施建設的重要組成部分,輸配電及控制設備行業在提高電網安全、保障電力設備正常高效運作、保證國民經濟可持續發展及經濟安全方面發揮著重要的作用。近年來,隨著國內經濟的快速發展,國內居民用電和工業用電量持續增長,國家持續推進電網投資建設和新型城鎮化建設。同時,國家倡導的「一帶一路」和構建現代化高質量國家綜合立體交通網提供了大量基礎設施投資建設機會,均給輸配電及控制設備行業提供了良好的發展機遇。

2、智能配電網設備基本情況

近年來,配電網建設日益成為我國電力系統建設的重點領域。國家發改委、國家能源局於 2022 年發布《「十四五」現代能源體系規劃》,明確提出加快配電網改造升級,推動智能配電網、主動配電網建設。作為電力系統的重要環節,我國智能配電網網架結構複雜,設備種類與數量眾多,且分布範圍廣。智能配電網設備主要包括一次設備、二次設備及一二次融合成套設備。

其中,一次設備是指直接分配電能的設備,經這些設備,電能從發電廠送到各用戶,主要包括斷路器、開關櫃、重合器、分段器等開關設備,以及箱式變電站、變壓器等變壓設備。

二次設備是指對一次設備進行監視、測量、控制、調節、保護以及為運行維護人員提供運行工況或產生指揮信號所需的電氣設備,主要包括 FTU、DTU、台區智能融合終端以及故障指示器等智能配電終端設備。一二次融合成套設備是指運用融合技術,將二次設備相關功能融合進一次設備的成套設備。主要包括一二次融合成套柱上斷路器和一二次融合成套環網箱等。

隨著我國配電自動化技術的發展,配電網逐步由自動化邁向數字智能化,配電設備的智能化水平得到大幅提高。配電智能化是運用計算機技術、自動控制技術、電子技術、通信技術及新的高性能配電設備等技術手段,對配電網進行離線與在線的智能化監控管理,使配電網始終處於安全、可靠、優質、經濟、高效的最優運行狀態。其最終目的為提高供電可靠性和供電質量,自動隔離故障區段,減少停電範圍和停電時間,降低維護工作量,提高整個配電系統的效率,提升服務電力用戶的水平。

隨著智能配電網建設的不斷推進,以及新能源、網際網路與電力信息通信技術的融合,高可靠性、智能化、免(少)維護的配電網設備產品市場需求穩中有升。運用新技術、新工藝,對現有產品進行優化與改進,提高產品質量,是配電網設備技術疊代升級的特點,主要表現在以下兩個方面:

一是電氣成套設備採用標準化結構設計技術、一二次融合設計技術、電磁場優化分析技術、溫升控制技術等,提高產品標準化水平,實現產品通用性和互換性。二是終端設備將傳感測量、自動化、通信、測控保護等技術有機融合、協調應用,具備線損管理功能、集中型與就地型饋線自動化保護功能、分布式智能控制功能,實現配電系統高級自動化。

國家電網公司 2017 年提出了配電網設備一二次融合方案,如一二次融合成套環網箱、一二次融合成套柱上斷路器等設備的應用,可以同時完成控制和監測功能,使得配用電系統的供電可靠率顯著提高。目前,配電網線路改造仍在大規模進行中,用戶對標準化、智能化、免維護產品的需求正逐步增加。智能配電網設備作為智能配電網建設的關鍵環節,未來具有廣闊的發展前景。

3、行業產業鏈情況

智能配電網設備產業鏈上游主要包括元器件、組裝件、罩殼鈑金件等生產所需的原材料。國內主要原材料廠商包括北京智芯、威勝電氣、科大正信、上海信基等。智能配電網設備下游則主要是智能電網建設中的高、中、低壓配電領域等。智能配電網設備採購商則主要為國家電網和南方電網。

2022 年 1 月 13 日,國家電網年度工作會議中指出,2022 年電網計劃投資將達 5,012 億元,為國家電網年度電網投資計劃首次突破 5,000 億元,創歷史新高,同比增長 8.84%。同時,南方電網發布《「十四五」電網發展規劃》,「十四五」期間,規劃投資約 6,700 億元,較「十三五」增加 51%,年均投資額為 1,340 億元,較投資額最高年度的 2019 年同比增加 27.00%。

過去很長一段時間我國電網投資存在「重輸電、輕配網」的情況,導致配電網相對薄弱,用電水平相對國際先進水平存在一定差距。為了加快推進配電網的建設改造,解決城鄉配電網發展薄弱問題,國家有關部門相繼出台了《配電網建設改造行動計劃(2015-2020 年)》《發展改革委關於加快配電網建設改造的指導意見》和《有序放開配電網業務管理辦法》等政策,鼓勵加大配電網的投資建設力度。

作為配電網建設和功能實現的基石,智能配電網設備將對電網智能化、信息化、數字化水平的提升起到決定性作用,相關設備的需求量也將隨之大大增加。配電網的升級改造將是一個長期發展過程,隨著智能電網、電力物聯網建設的持續推進,智能配電網設備行業也將因此持續受益。

4、行業競爭格局

近年來,受益於我國電網投資規模的擴大和電力需求的日益增加,配電網設備市場規模逐漸擴大,產品和技術亦不斷升級,並表現出向智能化產品發展的趨勢。配電網一次設備主要包括斷路器、變壓器和線纜等,因一次設備技術壁壘相對較低,競爭較為激烈,市場集中度低。二次設備主要包括 FTU、DTU、台區智能融合終端、故障指示器和智能監測裝置等。二次設備及一二次融合成套設備具有測量、控制、保護、調節功能,也是人機互動,自動化控制的核心,因此對企業的技術能力、產品數據獲取能力要求更高,技術壁壘更高。

5、行業未來發展趨勢

(1)我國智能配電網的發展為電力物聯網感知層設備創造了持續成長空間

近幾年,國家通過電網智能化建設,提高電網優化配置資源的能力,統籌協調發展新能源,推動能源清潔低碳、電氣化轉型,向以電力流、信息流和業務流高度融合為顯著特點的精細化智能配電網方向發展。

未來,國家仍將圍繞新型工業化、城鎮化、農業現代化和美麗鄉村建設國家戰略,實施新一輪農村電網改造升級,建設世界一流城市配電網。通過集成應用先進傳感技術、信息通信技術和自動控制技術,繼續推進建設具有高度信息化、自動化、互動化特徵的電力物聯網。其中感知層作為電力物聯網的基礎,是聯繫電力設備與信息平台的重要紐帶,通過感知層設備獲取的數據質量將極大地影響智能電網運行的穩定性,積極推動感知層裝備升級與科技創新勢在必行。我國電力物聯網感知層設備領域已經形成了蓬勃發展的良好環境。

(2)一二次融合成套設備市場規模將持續增加

配電網一次設備主要為斷路器、變壓器和線纜等,一次設備技術壁壘較低,競爭較為激烈,市場集中度低。二次設備具備檢查、測量、控制、保護、調節等功能,也是人機互動,自動化控制的核心,對企業的技術要求更高,競爭壁壘更高。隨著國家電網公司 2017 年提出了配電網設備一二次融合方案,如一二次融合成套環網箱、一二次融合成套柱上斷路器等,可以同時完成控制和監測功能,使得配用電系統的供電可靠率顯著提高。隨著我國智能電網建設的不斷推進,一二次融合成套設備在智能配電網設備的規模占比將逐步提升。

(3)三化是未來智能配電網設備的技術發展趨勢

1)標準化

隨著智能配電網的深入建設,我國發布的配電網規劃設計標準逐步增加,其中較多涉及配電網設備標準。未來,標準化的智能配電設備應用比例將不斷提高。以智能配電終端設備為例,隨著智能配電網的井噴式發展,智能配電終端的結構形式多樣、互換性較低、維護難度較大等問題突出。隨著標準化智能配電終端概念的提出,未來智能配電終端在結構、接口和規約類型等方面將逐步實現統一標準化。

2)智能化

配電網設備高度智能化的要求加快了一、二次設備的融合速度。一方面,智能化設備的應用使配電網可以適應分布式電源的大量接入,把分布式電源納入運行監控範圍,解決線路上功率雙向流動帶來的問題,優化需求側管理,逐步實現電力系統與用戶雙向互動。另一方面,高度智能化的配電設備通過分布式智能控制與通信技術,使終端通過區域網進行信息交互,可實現故障快速隔離、電網無功調節等控制功能。

3)耐用化

國家電網公司對配電網建設改造提出了「統一規劃、統一標準、安全可靠、堅固耐用」的要求,全面提高配網設備的質量,解決現有配電開關設備連續運行性低、漏氣率高、機構變形或卡滯、機械聯鎖不可靠、進出線套管老化等問題,滿足嚴酷環境使用的需求。

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-mo/eb54ddbe74850f3d29480d1cf5fb43d4.html