關(guān)于我國(guó)智能電網(wǎng)及其發(fā)展的思考

□王熙喜

( 上海大智慧股份有限公司，上海 200127)

在新一輪能源競(jìng)爭(zhēng)中，中美都將“智能電網(wǎng)”視作能源戰(zhàn)略重點(diǎn)加以規(guī)劃。目前我國(guó)電網(wǎng)智能化投資的比例較低，為改變現(xiàn)狀，我國(guó)電網(wǎng)智能化投資分三個(gè)階段進(jìn)行改造升級(jí)。

一、智能電網(wǎng)的基本情況

2010年6月30日，智能電網(wǎng)兩項(xiàng)子規(guī)劃——《智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》和《智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備(系統(tǒng))研制規(guī)劃》正式由國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布，標(biāo)志著我國(guó)智能電網(wǎng)邁出了“具有實(shí)質(zhì)性的一步”，媒體稱將引爆萬(wàn)億商機(jī)，但將從明年才能開始逐步實(shí)現(xiàn)。《智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》提出了綜合與規(guī)劃，以及包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度在內(nèi)的一系列“智能”分支、26個(gè)技術(shù)領(lǐng)域、92個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。從各環(huán)節(jié)來(lái)看，變電、配電和用電三個(gè)環(huán)節(jié)的智能化投入金額最多，預(yù)計(jì)占整個(gè)智能化投資的比例分別為21%、22%和33%，合計(jì)達(dá)76%，約3000億元。

6月30日，國(guó)家電網(wǎng)公司與中國(guó)科學(xué)院在京簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，決定在智能電網(wǎng)領(lǐng)域進(jìn)行戰(zhàn)略合作，聯(lián)合開展關(guān)鍵技術(shù)與相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化研究，積極推進(jìn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)。雙方將重點(diǎn)在電動(dòng)汽車、物聯(lián)網(wǎng)及傳感器、高溫超導(dǎo)、電力光纖到戶、大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)、半導(dǎo)體照明、信息處理和智能城市等領(lǐng)域開展合作。

國(guó)家電網(wǎng)華東電網(wǎng)有限公司董事長(zhǎng)帥軍慶說(shuō)，中國(guó)發(fā)展智能電網(wǎng)的特點(diǎn)與歐、美又有不同。其獨(dú)特挑戰(zhàn)是保障特大規(guī)模、特高電壓等級(jí)、特大輸電能力輸電網(wǎng)的“清潔、安全、自愈、經(jīng)濟(jì)、互動(dòng)”運(yùn)行。這是由我國(guó)能源的資源與需求呈逆向分布決定的，客觀上需要實(shí)現(xiàn)能源的大范圍轉(zhuǎn)移，需要大幅提高線路的輸送能力。特高壓電網(wǎng)是指交流1000千伏、直流正負(fù)800千伏及以上電壓等級(jí)的輸電網(wǎng)絡(luò)，目前全國(guó)特高壓電網(wǎng)建設(shè)還亟待進(jìn)一步完善。智能電網(wǎng)的特點(diǎn)是傳統(tǒng)電力裝備產(chǎn)業(yè)與新興產(chǎn)業(yè)的高度融合，產(chǎn)品高度集成，技術(shù)含量和附加值高，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)作用強(qiáng)。通過(guò)智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還能相應(yīng)促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等新能源產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展和電動(dòng)汽車的普及，已成為我國(guó)實(shí)施能源發(fā)展戰(zhàn)略、把握全球產(chǎn)業(yè)調(diào)整機(jī)遇、搶占新一輪發(fā)展制高點(diǎn)的重要產(chǎn)業(yè)之一。國(guó)家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞表示，隨著堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建成，未來(lái)10年，國(guó)家電網(wǎng)公司預(yù)計(jì)可累積減排約105億噸二氧化碳，對(duì)國(guó)家完成2020年碳強(qiáng)度降低40%～45%目標(biāo)的貢獻(xiàn)率為20%以上。

二、智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)發(fā)展重點(diǎn)

2010年國(guó)網(wǎng)設(shè)備總投資為2500億元左右，由于智能電網(wǎng)工作尚處于試點(diǎn)階段，今年主要任務(wù)是75個(gè)電動(dòng)汽車充電站、6200個(gè)充電樁和其他智能電網(wǎng)示范工程建設(shè)，投資不到250億元，低于10%。6月30日公布的《智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備研制規(guī)劃》在中國(guó)首次系統(tǒng)地提出了包括7個(gè)技術(shù)領(lǐng)域、28個(gè)技術(shù)專題和137項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備的研制規(guī)劃，并且有針對(duì)性地劃分了“已有設(shè)備”、“在研設(shè)備”和“待研設(shè)備”等類別。

發(fā)電環(huán)節(jié)：新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)和大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)。風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電具有間歇性和不穩(wěn)定性，風(fēng)電和太陽(yáng)能裝機(jī)容量的增大對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性造成了不利影響。大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)備主要分為化學(xué)電池儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能、燃料電池儲(chǔ)能等。其中化學(xué)儲(chǔ)能主要分為鈉硫電池、液流電池和鋰離子電池儲(chǔ)能。機(jī)械儲(chǔ)能主要為抽水蓄能儲(chǔ)能。 預(yù)計(jì)到2020 年電網(wǎng)接入風(fēng)電超過(guò)1 億千瓦，光伏發(fā)電超過(guò)2000 萬(wàn)千瓦，抽水蓄能達(dá)到5000 萬(wàn)千瓦。同時(shí)推廣應(yīng)用10 兆瓦級(jí)大容量?jī)?chǔ)能設(shè)備。

輸電環(huán)節(jié)：柔性輸電和特高壓 。主要是解決靈活交流輸電技術(shù)(FACTS)等輸電新技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化以及特高壓交直流輸電技術(shù)國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題。

變電環(huán)節(jié)：智能化變電站。實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、實(shí)時(shí)信息共享以及電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制和智能調(diào)節(jié)。 行業(yè)內(nèi)主要的企業(yè)包括南瑞繼保、國(guó)電南瑞、北京四方、許繼電氣、深圳南瑞、積成電子等。

配電環(huán)節(jié)：配電自動(dòng)化和分布式能源接入。配電環(huán)節(jié)主要解決我國(guó)配電網(wǎng)架薄弱、配電自動(dòng)化普及率實(shí)用化低、分布式能源接入、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車普及問(wèn)題。 預(yù)計(jì)到2015 年，電動(dòng)汽車充電站建設(shè)達(dá)到4000 個(gè)，到2020 年達(dá)到10000 個(gè)。

用戶環(huán)節(jié)：智能電表。用戶環(huán)節(jié)的重點(diǎn)方向是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向互動(dòng)。同時(shí)通過(guò)智能電網(wǎng)推動(dòng)智能樓宇、智能家電、智能交通等領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新，改變終端用戶用電模式，提高用電效率。據(jù)IBM最新的一份研究報(bào)告，意大利主要的電力運(yùn)營(yíng)商2001年啟動(dòng)了AMM項(xiàng)目， 安裝和改造約3000萬(wàn)智能電表， 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表和管理，為該電力公司節(jié)省約5億歐元管理費(fèi)用。

調(diào)度環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)需要解決的問(wèn)題有：大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)能減排和資源的優(yōu)化配置、新能源和可再生能源的接入控制等。目標(biāo)是在國(guó)調(diào)、5 個(gè)網(wǎng)調(diào)及26 個(gè)省調(diào)建成智能調(diào)度支持系統(tǒng)并在地縣調(diào)進(jìn)行推廣應(yīng)用，提升大電網(wǎng)調(diào)度駕馭能力，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。在網(wǎng)省調(diào)市場(chǎng)，國(guó)電南瑞的市場(chǎng)占有率達(dá)到了 78%；在縣調(diào)市場(chǎng)中國(guó)電南瑞的市場(chǎng)占有率大約為 30%。

三、智能電網(wǎng)領(lǐng)域具體領(lǐng)域分析

我們上面分析了智能電網(wǎng)在各領(lǐng)域的應(yīng)用及各環(huán)節(jié)未來(lái)投資的金額和投資比例，以下我們主要就各個(gè)具體應(yīng)用領(lǐng)域分析一下市場(chǎng)容量及主要相關(guān)上市公司。

新能源并網(wǎng)。新能源并網(wǎng)技術(shù)我們主要關(guān)注風(fēng)電變流器和太陽(yáng)能逆變器。東莞證券俞春燕預(yù)計(jì)未來(lái)10 年我國(guó)風(fēng)電變流器市場(chǎng)總?cè)萘吭?80-460 億元左右。目前我國(guó)的風(fēng)電變流器90%以上從國(guó)外進(jìn)口，毛利率50%左右。風(fēng)電變流器行業(yè)排名前三位的是CONVERTEAM、ABB、EMERSON。目前上市公司有榮信股份(和金風(fēng)科技合作)、海得控制、湘電股份和九洲電氣在進(jìn)行風(fēng)電變流器的研制與推廣。隨著國(guó)內(nèi)變流器廠商的研究與試運(yùn)行，未來(lái)風(fēng)電變流器有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。外資生產(chǎn)逆變器的主要有艾思瑪(SMA)、KACO、康能(Conergy)等，內(nèi)資主要是合肥陽(yáng)光(占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的60%左右)，榮信股份、九洲電氣和科華恒盛都在研發(fā)與推進(jìn)階段。預(yù)計(jì)到2020 年，我國(guó)的光伏發(fā)電規(guī)模將達(dá)2000 萬(wàn)千瓦，按照2 元/W 計(jì)算則未來(lái)十年逆變器的市場(chǎng)容量近400 億元，市場(chǎng)容量巨大。據(jù)相關(guān)資料2008 年全球光伏逆變器的銷售額為25 億美元。

數(shù)字化變電站。數(shù)字化變電站是一個(gè)樞紐，能夠?qū)㈦姶判盘?hào)變成光信號(hào)，易于操作和控制。目前已經(jīng)有70 多座數(shù)字化變電站投入使用。預(yù)計(jì)到2020 年國(guó)網(wǎng)新增數(shù)字化變電站15000 個(gè)，在變電環(huán)節(jié)今后每年的智能化投資約為70 億元。變電站自動(dòng)化主要包括設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)主要有思源電氣、理工監(jiān)測(cè)(09 年市場(chǎng)份額第一)生產(chǎn)，目前毛利率在50%以上。

柔性輸電。智能電網(wǎng)不僅對(duì)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平提出很高的要求,而且需要電網(wǎng)具有超越現(xiàn)有水平的靈活性和可控性。柔性輸電技術(shù)是實(shí)現(xiàn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要技術(shù)支撐,無(wú)功補(bǔ)償(SVC、SVG)則是柔性輸電的核心技術(shù)。SVC 主要用于冶金、煤炭、電廠、電網(wǎng)、電氣化鐵路等部門。目前冶金行業(yè)的保有量已達(dá)到70%左右。煤炭行業(yè)保有量也較高。而電網(wǎng)則剛剛開始普及。預(yù)計(jì)未來(lái)電網(wǎng)領(lǐng)域?qū)VC 和SVG 的年均需求在30 億元以上。SVC 市場(chǎng)的主要生產(chǎn)商為榮信股份，市場(chǎng)份額在50%左右，毛利率在50%左右。

智能電表。目前國(guó)家電網(wǎng)已經(jīng)開始智能電表的招投標(biāo)。未來(lái)五年國(guó)網(wǎng)在用電環(huán)節(jié)的年均投入量在110 億元左右，其中智能電表是主要的投入領(lǐng)域。初步估算，我國(guó)需將3000萬(wàn)塊～5000萬(wàn)塊電表更改為智能電表，基本是世界上最大的。智能電表領(lǐng)域目前競(jìng)爭(zhēng)者眾多，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，可以關(guān)注科陸電子、許繼電氣和長(zhǎng)城開發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李新民.智能電網(wǎng)新規(guī)引爆萬(wàn)億商機(jī)[N].經(jīng)濟(jì)參考報(bào)，2010-06-30.

[2]雍珣.基于WEB的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].山西廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，(5).