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2019年中國智能電表行業(yè)發(fā)展概況、未來發(fā)展趨勢及影響行業(yè)發(fā)展的主要因素分析[圖]

    (一)行業(yè)基本情況

    1、智能電表發(fā)展歷程和概況

    (1)發(fā)展歷程

    從 19 世紀至今,電表已有超過 100 年的歷史。從感應(yīng)式電表到電子式電表,進入 21 世紀后,進入了智能電表時代。智能電表除了具有電力客戶和電力公司電能計量計費的傳統(tǒng)功能之外,也是用電信息溝通和供電服務(wù)交互的有效工具。未來 3-5 年,隨著人工智能、 5G、物聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)的逐漸推廣和應(yīng)用,智能電表也將提供用電診斷、科學(xué)用電方案、差異化電價信息等增值服務(wù),是智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。

    智能電表發(fā)展歷程

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

    智能電表是智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)高級量測體系的基礎(chǔ)元件之一, 承擔(dān)電能數(shù)據(jù)采集、計量、傳輸和處理,支持智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對用電負荷管理、分布式能源計量、電網(wǎng)運行調(diào)度、電力市場交易和電能質(zhì)量監(jiān)測等方面要求。智能電表具備綜合數(shù)據(jù)采集能力,包括電壓、電流、有功電量、無功電量、功率等;支持預(yù)付費和遠程管理,支持遠程負荷控制;支持雙向通信,為未來家庭自動化網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。

    (2)智能電表概況

    與傳統(tǒng)電子式電表相比,智能電表除了基本計量功能外,還具有寬量程的電流、電壓等電氣參數(shù)測量功能,滿足不同現(xiàn)場環(huán)境的運行監(jiān)測需要;具有需量和分時、分段計量功能,滿足分時電價和階梯電價執(zhí)行需要;具備電能雙向計量功能,支持分布式能源用戶的接入;具有約定數(shù)據(jù)存儲和凍結(jié)、事件記錄、負荷記錄、停電抄表、事件報警等功能,滿足停斷電結(jié)算、計量差錯鑒定和糾紛處理;具有異常用電狀況在線監(jiān)測、診斷、報警及智能化處理功能,滿足計量裝置故障處理和在線監(jiān)測的需求; 可實現(xiàn)遠程或本地費控功能, 并通過信息安全認證措施,滿足欠費控制、防竊電、負荷管理等需要;具有多種通信接口,可實現(xiàn)用電信息采集、遠程參數(shù)設(shè)置、負荷控制、事件上報等數(shù)據(jù)交互功能。

    2、電力行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

    (1)全球電力發(fā)展現(xiàn)狀

    國際貨幣基金組織(IMF)發(fā)布的《世界經(jīng)濟展望報告》指出,發(fā)達國家的經(jīng)濟增速在 2019 年為 1.8%, 2020 年發(fā)達國家經(jīng)濟增速將繼續(xù)放緩至 1.7%。具體來看,包括美國、歐元區(qū)、日本以及英國在內(nèi)的大部分發(fā)達經(jīng)濟體今年經(jīng)濟增長前景均遭遇了不同程度的下調(diào)。相比發(fā)達經(jīng)濟體整體疲弱的表現(xiàn),新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體擁有更加向好的經(jīng)濟前景。 報告預(yù)計, 新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體 2019年經(jīng)濟增速為 4.4%,而在 2020 年將回升至 4.8%。其中,中國和印度的經(jīng)濟增長擁有較強的動力,IMF 將中國 2019 年經(jīng)濟增速預(yù)期上調(diào) 0.1 個百分點至 6.3%,將印度 2019 年經(jīng)濟增速預(yù)期下調(diào) 0.2 個百分點至 7.3%。

    經(jīng)濟增長對于電力需求的拉動十分顯著, 從歷年經(jīng)濟增長與用電需求增長的量來看,經(jīng)濟增長量與用電需求量成正相關(guān)。近年來,新興經(jīng)濟體對基建和工業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)力度的增加對全球電力需求的拉動十分顯著,中國、印度、巴西、南非經(jīng)濟體的快速發(fā)展帶來電力投資的巨大增長。

    2018 年全球電力需求增長了 4%,是自 2010 年全球經(jīng)濟從金融危機中復(fù)蘇以來增長最快的一次。中國和美國是世界上最大的兩個電力市場,占全球需求增長的70%。在中國,電力需求增長了 8.5%,與近幾年相比明顯上升。在美國,經(jīng)過近幾年的穩(wěn)定發(fā)展,電力需求增長了近 4%。印度的電力需求增長了約 5.4%,增速低于往年。在歐洲和日本,電力需求增長不到 1%,而在澳大利亞,需求呈現(xiàn)下降趨勢。由于夏季氣溫高于平均值,韓國的電力需求增長約為 3%。

    (2)我國電力行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

    隨著我國經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展,全社會用電量持續(xù)增長,由 2010 年的 41,923 億千瓦時增長至 2018 年的 68,449 億千瓦時,年均復(fù)合增長率為 6.32%; 2018 年,全社會用電量同比增長 8.5%;城鄉(xiāng)居民生活用電量9,685 億千瓦時,同比增長 10.4%。隨著我國城鎮(zhèn)化以及家庭電氣化水平的逐步提高,居民生活用電量呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢。全社會用電量的增長對用電設(shè)備的投資有較強的帶動作用。

    2010-2018 年全社會用電量的情況

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

    2018 年我國電力投資增長趨于穩(wěn)定,全國電力工程建設(shè)完成投資 8,094 億元,其中電網(wǎng)工程建設(shè)完成投資 5,373 億元。 2010 年至 2018 年電網(wǎng)工程建設(shè)完成投資增長較為穩(wěn)定。

    電力工程建設(shè)投資

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    (3)我國智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

    鑒于電力工程建設(shè)投資規(guī)模穩(wěn)步上升,用電需求的不斷擴大,為提升資源利用效率, 2009 年國家電網(wǎng)編制了《自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先堅強智能電網(wǎng)綜合研究報告》,首次提出智能電網(wǎng)概念。提出到 2020 年,全面建成堅強智能電網(wǎng),技術(shù)和裝備全面達到國際領(lǐng)先水平。 2019 年 1 月,國家電網(wǎng)“兩會”工作報告提出“三型兩網(wǎng)、世界一流”的戰(zhàn)略目標,系統(tǒng)闡明了“一個引領(lǐng)、三個變革”的戰(zhàn)略路徑,堅定不移做強做優(yōu)做大,力爭通過三年的不懈努力,初步建成具有全球競爭力的世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。

    智能電網(wǎng),是以通信信息平臺為支撐,包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)、覆蓋所有電壓等級、實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng),具備堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動、信息化、自動化、互動化的特征。

    根據(jù)國家電網(wǎng)于 2010 年發(fā)布的《國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報告(修訂稿)》,2009~2020 年國家電網(wǎng)總投資 3.45 萬億元,其中第三階段(2016 年至 2020 年)電網(wǎng)總投資為 1.4 萬億元,智能化投資為 1,750 億元,占總投資的比例為 12.5%。

    國網(wǎng)智能化投資 (單位:億元)

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    在智能化投資中, 用電環(huán)節(jié)智能化投資金額分別為 101 億元、579 億元和 505億元,第三階段用電智能化投資金額較第二階段略有減少,但仍然超過 500 億,投資規(guī)模保持穩(wěn)定。

    智能電表作為智能電網(wǎng)建設(shè)、泛在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)備,是高級量測體系的重要組成部分。智能電表的安裝、使用有效推動了電量全自動采集和“多表合一”等,對改善公用事業(yè)行業(yè)的便利性、友好性發(fā)揮了積極的促進作用。在 2019 年 3 月召開的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)工作部署電話會議上,國家電網(wǎng)計劃到 2021 年初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同和數(shù)據(jù)貫通,初步實現(xiàn)統(tǒng)一物聯(lián)管理,實現(xiàn)涉電業(yè)務(wù)線上率達 70%,初步建成公司級智慧能源綜合服務(wù)平臺,基本實現(xiàn)對電網(wǎng)業(yè)務(wù)與新興業(yè)務(wù)的平臺化支撐。到 2024 年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng),全面實現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)貫通和統(tǒng)一物聯(lián)管理, 全面形成共建共治共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈,實現(xiàn)涉電業(yè)務(wù)上線率 90%,實現(xiàn)對電網(wǎng)業(yè)務(wù)與新興業(yè)務(wù)的全面支撐。泛在電力物聯(lián)網(wǎng), 就是圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié), 充分應(yīng)用 “大云物移智”(大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能)等現(xiàn)代信息技術(shù)和先進通信技術(shù),實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互,具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。

    從架構(gòu)上來看,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包含感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層共四層結(jié)構(gòu)。感知層設(shè)備既包括電力采集類的智能電表、用電信息采集終端等,也包括電力二次設(shè)備涉及的各類終端,在未來泛在電力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域還將包括溫度、濕度、煙霧等非電類感知設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)層主要包括網(wǎng)關(guān)、專網(wǎng)、廣域網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等傳輸層設(shè)備。平臺層主要包括生產(chǎn)控制云、企業(yè)管理云、公共服務(wù)云等。

    泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)

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    從技術(shù)角度看,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵核心技術(shù)與產(chǎn)品,主要包括以下6 個領(lǐng)域:

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    智能電表和用電信息采集產(chǎn)品作為智能電網(wǎng)建設(shè)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵終端產(chǎn)品之一,對于電網(wǎng)實現(xiàn)信息化、自動化、互動化具有重要支撐作用,隨著智能電網(wǎng)投資的快速增長,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的興起,其市場和盈利空間將快速拓展。

    3、智能電表行業(yè)概況

    (1)國內(nèi)智能電表市場滲透率已達到較高水平

    國內(nèi)智能電表市場需求主要來自國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)的招標, 其中國家電網(wǎng)統(tǒng)一招標金額占據(jù)市場主導(dǎo)地位。

    國家電網(wǎng)智能電表歷年招投標金額情況

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    第一階段: 2009 年至 2014 年,智能電網(wǎng)規(guī)劃開始實施,國家電網(wǎng)智能電表招標金額逐年上升,智能電表行業(yè)進入快速發(fā)展期。第二階段: 2015 年至 2017 年,由于國家電網(wǎng)用戶覆蓋率的全面提升,智能電表招標金額逐年下降,至 2017 年跌入谷底,行業(yè)進入調(diào)整期。國家電網(wǎng) 2016 年累計實現(xiàn)用戶采集 4.1 億戶,采集覆蓋率達到 95%, 2017 年累計實現(xiàn)用戶采集 4.47 億戶,采集覆蓋率達到 99.03%。國家電網(wǎng)在 2017 年已完成智能電表的全覆蓋, 致使 2017 年智能電表招標金額減少,智能電表安裝量下降。第三階段: 2018 年起,行業(yè)電表輪換需求增加。智能電表市場經(jīng)過 2017 年行業(yè)調(diào)整后已經(jīng)平穩(wěn)回升, 2019 年第一批次智能電表招標招標數(shù)量超過 3,800萬只,同比增長 74.13%,招標金額為 67.55 億元,同比增長 69.24%。根據(jù)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布的《中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程》,智能電表屬于強制檢定設(shè)備,到期需要撤回校驗或更換, 1 級和 2 級智能電表的更換周期為 8 年。從 2016 年開始,運營中的智能電表已經(jīng)逐步進入更換周期, 2017 年至2018 年輪換比例較少, 2019 年開始,智能電表開始逐漸進入輪換周期的高峰。

    國網(wǎng)歷年智能電表安裝量(萬只)

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    未來國內(nèi)智能電表需求主要來源于:①國家電網(wǎng)從 2009 年開始安裝的智能電表均已到輪換期,需逐年進行大面積輪換;②新增用戶的需求逐年增加,包括新增城鎮(zhèn)住宅的安裝需求、新增農(nóng)村住宅安裝需求、新增工業(yè)用戶需求;③智能電表新能源領(lǐng)域的應(yīng)用需求,包括充電樁和分布式光伏發(fā)電等。未來,隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的加速推進、智能電表“IR46 標準”的推出、國家電網(wǎng)智能電表與用電信息采集系統(tǒng) 2.0 版本的建設(shè)以及智能電表計量自動化,智能電表的市場份額預(yù)計將保持穩(wěn)定;同時,隨著 4G、 5G 通信技術(shù)的發(fā)展也會拉動智能電表市場的增長。

    (2)海外市場增長迅速

    與此同時,國外市場也呈現(xiàn)出較快增長的態(tài)勢。國外智能電表的安裝速度慢于國內(nèi),大規(guī)模的全球性智能電網(wǎng)建設(shè)為智能電表帶來更廣闊的市場需求,也為我國智能電表生產(chǎn)企業(yè)出口創(chuàng)造了良好的市場條件。

    在歐洲市場, 歐盟將智能電表項目作為節(jié)能政策的核心組成部分。預(yù)計,受歐盟及各國的發(fā)展規(guī)劃及節(jié)能減排計劃的驅(qū)動, 2011-2020年歐洲市場智能電表的安裝量將達到 2.12 億只。從市場規(guī)模來看,2011 年至 2020年累計市場規(guī)模將達到 160 億美元, 2018 年高峰時市場規(guī)模達到 23.5 億美元。保守預(yù)計 2020 年、 2022 年歐盟智能電表滲透率將達到 68.6%、83.0%,并在 2025 年達到 100%。

    目前非洲各國已經(jīng)開始投資建設(shè)部分電網(wǎng)項目,至 2030 年,非洲各國在電力基礎(chǔ)設(shè)施方面投資將達5,630 億美元,其中 60%會直接投資于電力基礎(chǔ)設(shè)施,而非洲電力基建部分將大部分投向智能電表。此外,東南亞國家作為新興經(jīng)濟體,電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施不發(fā)達,但隨著城市化進程的加快, 智能電網(wǎng)的建設(shè)工作也已提上日程。 泰國、 馬來西亞、印度尼西亞和菲律賓等國家已開始制定智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展路線圖。伴隨東南亞各國智能電網(wǎng)整體規(guī)劃的布局和開展,整個東南亞地區(qū)智能電表的需求將穩(wěn)定增長,預(yù)計 2018 年將達到 1,120 萬臺左右,近三年年均復(fù)合增長率約為 30%。 2018年至 2027 年,南美智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施投資總額將累計達到 201 億美元。這包括對先進計量基礎(chǔ)設(shè)施(AMI)、配電自動化(DA)、廣域測量(WAM)、家庭能源管理(HEM)、信息技術(shù)(IT)和電池存儲的投資。 2017 年底,智利、哥倫比亞和烏拉圭都宣布推出智能電網(wǎng)投資計劃,未來南美市場將迎來大規(guī)模的增長。

    (3)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)推動智能電表的發(fā)展

    智能電表作為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵終端設(shè)備之一, 對于電網(wǎng)打造狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活具有重要支撐作用。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)擁有巨大的應(yīng)用潛力,未來還將繼續(xù)升級。目前國網(wǎng)系統(tǒng)接入的終端設(shè)備超過 5 億只,國家電網(wǎng)規(guī)劃預(yù)計到 2025 年接入終端設(shè)備將超過10 億只。到 2030 年,接入的終端設(shè)備數(shù)量將達到 20 億只,整個泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將是接入設(shè)備最大的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。

    國網(wǎng)終端接入數(shù)量(億只)

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    當(dāng)前智能電表主要通過低壓集抄方式進行計量采集, 集中器通過運營商無線公網(wǎng)回傳至電力計量主站系統(tǒng),以天、小時為頻次采集上報用戶基本用電數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)以上行為主。未來在現(xiàn)有遠程抄表、負荷監(jiān)測、線損分析、電能質(zhì)量監(jiān)測、停電時間統(tǒng)計、需求側(cè)管理的基礎(chǔ)上,將擴展更多新的應(yīng)用需求,例如支持階梯電價等多種電價政策、用戶雙向互動營銷模式、多元互動的增值服務(wù)、分布式電源監(jiān)測及計量等。

    對于家庭用戶,未來用電采集將以智能電表為基礎(chǔ),連接充電樁、分布式電源和各種家用智能電器,與用戶產(chǎn)生更加深層次的互動,實現(xiàn)與用戶的用電信息等共享,比如非侵入式用電負荷檢測。通過雙向互動實現(xiàn)用戶需求側(cè)管理,實現(xiàn)客戶對電器的控制。對于工商業(yè)用戶,智能電表可以分析企業(yè)詳細用電數(shù)據(jù)、用電習(xí)慣,從而進行能效管理,節(jié)能增效。

    應(yīng)用場景

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    (二)行業(yè)競爭情況

    1、全球智能電表行業(yè)競爭情況

    到2024 年全球智能電表市場規(guī)模將超 110 億美元。 全球智能電表的增長主要基于終端客戶對準確計費的需求不斷增加,以及不斷上漲的能源價格和越來越多的竊電現(xiàn)象。但由于全球沒有統(tǒng)一的技術(shù)標準,國家和地區(qū)之間智能電表需求不同,因此智能電表及用電信息系統(tǒng)海外市場呈現(xiàn)較為分散的競爭態(tài)勢。

    發(fā)達國家技術(shù)要求較高,主要參與者包括西門子、埃創(chuàng)、施耐德電氣、大崎電機、霍尼韋爾、埃爾斯特集團等。發(fā)展中國家市場競爭格局則較為分散,各個國家和地區(qū)沒有統(tǒng)一的技術(shù)標準,大部分國家的技術(shù)標準參照主流國際標準,小部分國家除上述基本要求外,還有本國產(chǎn)品認證的門檻。由于國際知名企業(yè)在該地區(qū)沒有價格競爭優(yōu)勢, 國內(nèi)企業(yè)憑借規(guī)模成本和技術(shù)優(yōu)勢在發(fā)展中國家的市場占有率逐步提升,但海外市場競爭日趨激烈。

    2、國內(nèi)智能電表行業(yè)競爭情況

    國內(nèi)智能電表行業(yè),市場充分競爭,集中度低,單個企業(yè)市場份額均小于10%,呈現(xiàn)規(guī)模小、分散的特點。2016-2018 年國家電網(wǎng)共計招標 7 次。在單相智能電表領(lǐng)域, 2016 年共計 68 家智能電表企業(yè)中標, 2017 年共計 56 家智能電表企業(yè)中標, 2018 年共計 58 家智能電表企業(yè)中標。 在三相智能電表領(lǐng)域,2016 年共計 39 家智能電表企業(yè)中標, 2017 年共計 29 家智能電表企業(yè)中標, 2018年共計 31 家智能電表企業(yè)中標。在用電信息采集終端領(lǐng)域, 2016 年共計 62 家智能電表企業(yè)中標, 2017 年共計 37 家智能電表企業(yè)中標, 2018 年共計 39 家智能電表企業(yè)中標。隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的興起,以及 IR46 標準的啟用及電網(wǎng)公司對產(chǎn)品質(zhì)量要求的進一步提升,部分研發(fā)能力弱、資金規(guī)模小的企業(yè)將會逐步退出智能電表市場。

    (三)行業(yè)技術(shù)水平及發(fā)展趨勢

    1、電力通信網(wǎng)將實現(xiàn)多種技術(shù)的融合

    隨著各地區(qū)電網(wǎng)的進一步完善,智能化系統(tǒng)的引入,高清視頻監(jiān)控、電力智能辦公等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展迅速,電力通信網(wǎng)迎來了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與帶寬流量的快速增長。電力公司的運營環(huán)境復(fù)雜多樣,覆蓋沙漠、雨林、高山、沼澤等復(fù)雜環(huán)境,同時電力生產(chǎn)擁有特有的業(yè)務(wù)系統(tǒng),例如繼保業(yè)務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)以及變電站自動化系統(tǒng), 這些系統(tǒng)對于通信承載有著極其嚴格的質(zhì)量與時延要求。長期來看,電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨多重問題與挑戰(zhàn)。

    在德國漢諾威消費電子展上,華為技術(shù)有限公司發(fā)布《智能電網(wǎng)融合傳送解決方案白皮書》,通過深入分析電力綜合承載網(wǎng)的關(guān)鍵特性、特殊應(yīng)用、信息化典型場景,并結(jié)合多年電力客戶實踐案例,提出融合傳送解決方案是電力通信承載網(wǎng)既兼容現(xiàn)有業(yè)務(wù)又面向未來技術(shù)演進發(fā)展的最佳建網(wǎng)方式。融合傳送解決方案通過統(tǒng)一交換技術(shù)實現(xiàn)了多種技術(shù)的融合, 使電力傳送承載網(wǎng)從骨干到接入設(shè)備實現(xiàn)了多業(yè)務(wù)統(tǒng)一接入,簡化網(wǎng)絡(luò),設(shè)備歸一。解決方案滿足傳統(tǒng)電力生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)高質(zhì)量、高可靠的要求,同時實現(xiàn)視頻、辦公業(yè)務(wù)以太高效傳送的要求,助力電力公司轉(zhuǎn)型。通過融合光傳送網(wǎng)技術(shù),可滿足電力公司對傳送承載網(wǎng)在不同場景下多種業(yè)務(wù)長期并存,長期發(fā)展的訴求。

    2、電力無線專網(wǎng)將成為探索方向

    隨著智能電網(wǎng)、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的展開,電力業(yè)務(wù)對可靠性、安全性的需求不斷提高,電力無線專網(wǎng)建設(shè)受到越來越多的關(guān)注。智能電網(wǎng)配用電業(yè)務(wù)終端點多、面廣且分散,光纖通信方式雖然具備業(yè)務(wù)傳輸能力強的優(yōu)勢,但部署施工難度大、成本高,無法滿足對海量配用電終端的全覆蓋。目前的無線寬帶通信系統(tǒng)大多工作在 1,800MHz 等高頻段,雖然數(shù)據(jù)傳輸能力較強,但單站的覆蓋能力較弱,建網(wǎng)和運維成本很高,且都基于通用標準設(shè)計,與電力業(yè)務(wù)的結(jié)合能力一般。電力無線專網(wǎng)正是從上述方面考慮,結(jié)合電力行業(yè)應(yīng)用需求,既具備廣覆蓋優(yōu)勢,又為電力行業(yè)定制開發(fā),同時具備寬帶傳輸能力,是電力配用電應(yīng)用中通信體制的較好選擇。

    電力無線專網(wǎng)自 2009 年開始研發(fā),經(jīng)過多年的不斷改進和全網(wǎng)多個試點網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實踐,目前 11 個省市公司已經(jīng)建設(shè)一定規(guī)模的 4G/LTE 電力無線專網(wǎng)。2018 年,國家電網(wǎng)計劃在 11 個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)的電力公司 29 個城市 C類級以上供電區(qū)域計劃覆蓋 1.12 萬平方公里,建設(shè)基站 800 余座,接入業(yè)務(wù)終端 15.9 萬個。 2019-2020 年,國家電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)基站 2,500 余座,至“十三五”末初步建成有效覆蓋全網(wǎng)范圍 C 類及以上供電區(qū)域的無線電力專網(wǎng)。未來,電力無線專網(wǎng)將承載多種業(yè)務(wù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等業(yè)務(wù)的接入和可靠承載,滿足電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配、用環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)通信需求。

    3、具備客戶負荷辨識與能效分析功能,實現(xiàn)智慧用電

    2018 年 4 月,國家電網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院聯(lián)合國內(nèi)表計生產(chǎn)廠商、高校專家學(xué)者,成功研發(fā)了國內(nèi)首套具有客戶負荷辨識功能的新型智能電表。該款智能電表在完成常規(guī)電能計量的同時,將分析客戶家庭進線處的電壓、電流等負荷信息。經(jīng)過多維度負荷特征提取、負荷類型辨識匹配等環(huán)節(jié),智能識別客戶家庭內(nèi)電器類型、啟停時間及分時用電量。同時,系統(tǒng)中顯示的不再只有用戶的每日凍結(jié)電量, 而是按家庭電器類別劃分的各類家電的話單式分時用電詳情, 并通過手機 APP、 微信公眾號等方式推送客戶。 客戶可查詢自家的空調(diào)、熱水器、電飯煲等家電的開啟時段、功率大小、用電量等詳情,從而了解家庭能耗重點,促進科學(xué)合理用電。

    目前,居民用戶用電負荷辨識智能電表已在江蘇區(qū)域試運行,未來將擴大試點應(yīng)用規(guī)模,并依托居民用戶的海量用電負荷辨識數(shù)據(jù),實現(xiàn)智能電表非計量功能的深化應(yīng)用,使用電負荷數(shù)據(jù)更好地服務(wù)智慧家庭新生活。

    4、“多表合一”趨勢明顯

    用電信息采集系統(tǒng)對客戶的用電信息進行采集、處理和實時監(jiān)控,系統(tǒng)具備用電信息的自動采集、電量費控、計量異常監(jiān)測、用電分析和管理、智能用電設(shè)備的信息交互等功能。 2015 年,國家電網(wǎng)依托智能電表應(yīng)用和用電信息采集系統(tǒng)覆蓋廣泛的采集終端和通信資源,成功驗證了電、水、氣、熱多表數(shù)據(jù)集中采集應(yīng)用的技術(shù)可行性和應(yīng)用有效性,帶動水、氣、電、熱集采集抄,建設(shè)跨行業(yè)能源運行動態(tài)數(shù)據(jù)集成平臺。

    5、實現(xiàn)模塊化設(shè)計

    當(dāng)前智能電表方案普遍采用功能一體化設(shè)計。電表計量模塊的性能容易受到其他部分如軟硬件設(shè)計的影響,從而影響智能電表的計量準確性。因此,智能電表一旦出現(xiàn)故障,只能進行整表更換。這勢必增加智能電表的維護成本,造成嚴重的資源浪費。未來隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展, 智能電能表將實現(xiàn)模塊化設(shè)計,可以根據(jù)智能電表中的故障點,相應(yīng)的更換故障模塊。軟件方面,將基于統(tǒng)一的操作系統(tǒng),保證智能終端軟件的一致性。

    (四)影響行業(yè)發(fā)展的有利和不利因素

    1、影響行業(yè)發(fā)展的有利因素

    (1)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)帶來廣闊市場空間

    電力行業(yè)是關(guān)系國計民生的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè),電力的安全、穩(wěn)定和充分供應(yīng)是國民經(jīng)濟全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的重要保障,因此大力建設(shè)智能電網(wǎng)、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是我國電力行業(yè)發(fā)展的必然趨勢??紤]到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在國民經(jīng)濟中的重要地位,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將推動電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合,著力構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng),充分應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)和先進通信技術(shù),實現(xiàn)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、 人機交互, 打造狀態(tài)全面感知、 信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的泛在電力物聯(lián)網(wǎng),為電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行、提高經(jīng)營績效、改善服務(wù)質(zhì)量,以及培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),提供強有力的數(shù)據(jù)資源支撐。目前,國家電網(wǎng)已經(jīng)建成的用電信息采集系統(tǒng)仍具有一定的局限性,樞紐型、平臺型、共享型是發(fā)展趨勢,在未來相當(dāng)長時間內(nèi),智能電表具有廣闊的發(fā)展空間。

    (2)產(chǎn)業(yè)政策將推動智能電表行業(yè)持續(xù)發(fā)展

    為推動我國智能電表產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展, 近年來國家相關(guān)部門不斷加大對智能電表產(chǎn)業(yè)的扶持力度。國家能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃(2014-2020)、可再生能源“十三五”規(guī)劃、能源發(fā)展“十三五規(guī)劃”、新一輪電改方案等,從不同領(lǐng)域明確配用電環(huán)節(jié)的重要性。國家電網(wǎng)在 2019 年“兩會”工作報告中提出“三型兩網(wǎng)、世界一流”的戰(zhàn)略目標,系統(tǒng)闡明了“一個引領(lǐng)、三個變革”的戰(zhàn)略路徑,堅定不移做強做優(yōu)做大,力爭通過三年的不懈努力,初步建成具有全球競爭力的世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。” 國家電網(wǎng)在 2019 年 1 號文件指出推動電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合,著力構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng),充分應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)和先進通信技術(shù), 實現(xiàn)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、 人機交互, 打造狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的泛在電力物聯(lián)網(wǎng),為電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行、提高經(jīng)營績效、改善服務(wù)質(zhì)量,以及培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),提供強有力的數(shù)據(jù)資源支撐。在上述產(chǎn)業(yè)政策的推動下,智能電表行業(yè)將保持持續(xù)健康發(fā)展。

    (3)技術(shù)創(chuàng)新與進步推動行業(yè)發(fā)展

    電力行業(yè)涉及的核心部件、設(shè)備開發(fā)、制造技術(shù)、材料工藝、平臺軟件開發(fā)不斷迭代。同時,在國家鼓勵創(chuàng)新驅(qū)動經(jīng)濟發(fā)展的大背景下,技術(shù)創(chuàng)新與環(huán)境創(chuàng)新推動了各行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級。以公司所處的智能電表行業(yè)來說,隨著智能控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能及其他相關(guān)學(xué)科知識和技術(shù)的積累和應(yīng)用,智能電表的計量、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理與各種新技術(shù)的結(jié)合愈加緊密,產(chǎn)生出多種新的功能與應(yīng)用,已逐步在新能源并網(wǎng)、電動汽車充電樁等分布式能源應(yīng)用中體現(xiàn)。與此同時,科技進步加快了智能電表的市場普及率及升級換代節(jié)奏。受益于不斷延伸和擴展的新技術(shù)應(yīng)用,智能電表行業(yè)將長期處于穩(wěn)定發(fā)展階段,科技進步將促進智能電表的應(yīng)用進一步深化。

    (4)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展帶來廣闊潛在市場

    ①智能電表參與高耗能企業(yè)排污處理設(shè)備監(jiān)控

    為了解決傳統(tǒng)的定期巡檢和群眾舉報難以有效對排污單位污染物治理設(shè)施進行監(jiān)管的難題, 株洲市從 2017 年末開始建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)監(jiān)控污染物治理設(shè)施項目,該項目通過在企業(yè)污染物處理設(shè)備上安裝單獨的智能電表,實時記錄污染物處理設(shè)備的用電情況,這些電量數(shù)據(jù),通過另一套智能設(shè)備的采集,傳輸?shù)江h(huán)保局的后臺終端,通過終端的電腦以及手機 APP,環(huán)保執(zhí)法人員可實時掌握該污水處理站的運行情況。根據(jù)電量異常情況全面掌握污染企業(yè)環(huán)保治理設(shè)施的運行狀況,確保重點污染企業(yè)的污染物達標排放,為污染治理設(shè)施監(jiān)控管理提供了新的路徑和管理模式。

    ②智能電表在新能源汽車中的應(yīng)用

    近年來新能源汽車成為未來發(fā)展趨勢, 智能電表作為充電樁中電池儲存與管理的關(guān)鍵部件,隨著充電樁的普及,應(yīng)用也更為廣泛。根據(jù)國家四部委聯(lián)合印發(fā)的《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020 年)》,到 2020 年我國要建成充換電站超過 1.2 萬座,分散式充電樁 480 萬個,以此滿足 500 萬輛電動汽車的充電需求。充電樁的發(fā)展為智能電表的應(yīng)用帶來新的機遇。

    2、影響行業(yè)發(fā)展的不利因素

    (1)行業(yè)競爭較為激烈

    我國智能電表生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較多、規(guī)模偏小,地域特征較為明顯,這在一定程度上制約了我國智能電表行業(yè)的發(fā)展。隨著智能電網(wǎng)逐步建成,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的加速推進,國內(nèi)智能電表行業(yè)技術(shù)將進一步升級,規(guī)模偏小的企業(yè)由于研發(fā)和技術(shù)、管理水平、人才儲備、成本控制和產(chǎn)業(yè)鏈完整等因素的制約,逐漸難以跟上行業(yè)發(fā)展的步伐,在行業(yè)集中度不斷提高的發(fā)展趨勢下,部分規(guī)?;a(chǎn)業(yè)鏈完整的優(yōu)質(zhì)企業(yè)將逐漸擺脫低端同質(zhì)化競爭的束縛,引導(dǎo)行業(yè)競爭向品牌、技術(shù)、產(chǎn)品附加值等高水平、良性競爭態(tài)勢發(fā)展。

    (2)高端技術(shù)人才相對匱乏

    人才是發(fā)展的保障也是長期發(fā)展的基礎(chǔ), 一方面技術(shù)更新和成熟度提高需要不斷引進各類專業(yè)人才;同時,隨著行業(yè)轉(zhuǎn)型升級加速,各類適合行業(yè)發(fā)展的產(chǎn)品需求不斷涌現(xiàn),需要各類行業(yè)人才的加盟。智能電表屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,對于研發(fā)人才、技術(shù)水平的深度和廣度均有很高要求;同時,為確保電力產(chǎn)品售后服務(wù)與安全運維,營銷服務(wù)人員亦須掌握相關(guān)售后服務(wù)技術(shù)。目前,精通相關(guān)領(lǐng)域的高素質(zhì)復(fù)合型人才較為匱乏,掌握相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)的營銷服務(wù)人員也不多,因此技術(shù)人才和營銷人才的缺乏從一定程度上可能制約該行業(yè)的發(fā)展。

    相關(guān)報告:智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國智能電表產(chǎn)業(yè)運營現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析報告》 

本文采編:CY331
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