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我国智能电网市场发展情况及后市预测
    前言:前些时日,随着煤价持续上涨,煤电之间的矛盾持续被激化,甚至有说某大型煤矿企业硬回应宁夏7家大型火电企业要求大幅降低煤炭合同价格的诉求:不降低煤炭合同价格,否则从4月1日起将断供。
    由此可见,随着传统化石能源的日渐枯竭以及能源消费与经济发展之间矛盾日益突出,能源安全等问题已经愈发的被广泛关注。提升清洁能源的高效利用成为解决矛盾与问题的重要突破口,国家总理李克强曾多次强调,“能源供应和安全关系我国经济社会发展的全局,要推进‘互联网+’,推动互联网与能源行业深度融合,促进智能能源复杂化呢,提高能源绿色、低碳、智能发展水平,走出一条清洁、高效、安全、可持续的能源发展之路,为经济社会持续健康发展提供支撑。”
    而加强智能电网建设的推进力度,则可以说是最为行之有效的一种解决手段。智能电网的优秀特质决定了其可以最大程度促进可再生能源的消纳利用,调整我国能源结构,推动生产与消费革命,实现能源的高效、持续利用。加快智能电网建设对解决我国当前能源发展问题起到重大的推动作用。
    可以毫不夸张的说,当传统电力供应系统应用智能化、信息化、科技化的等管理手段后,除了系统本身的管理上一致性有所加强、更加协调方便外,其所产生的衍生效果在对发电、输电、配电、用户以及技术发展、电力装备制造等各个环节都将产生积极影响。
    由此可见,智能电网的建设发展,将会为推动新一轮电力体制改革提供有力的技术支撑、资本支撑。通过智能电网,电力供货商将可能有效的协调各地的用电量,甚至用户之间也能组成一个动态的网络来互相分享电力。随着电改的逐步深入,区域性、全国性乃至全球性的能源互联互通网络也将随之逐步建设、完善。可以说,两者之间的关系是相辅相成、相互促进的。
战略规划“中”的智能电网
   
2015年7月《关于促进智能电网发展的指导意见》正式出台,为我国智能电网建设重新定义,与美国、德国等发达国家的概念相区别开,同时,该项文件的发布在当时亦可视为推进能源互联网建设的配套政策和“十三五”规划编制的启动,让互联网智慧能源路线图就此浮现。
    2015年7月,《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》发布,在“互联网+”智慧能源部分,内容强调通过互联网促进能源系统扁平化,推进能源生产与消费模式革命,提高能源利用效率,推动节能减排。加强分布式能源网络建设,提高可再生能源占比,促进能源利用结构优化。加快发电设施、用电设施和电网智能化改造,提高电力系统的安全性、稳定性和可靠性。
    从这一系列的政策支持的密集程度来看,智能电网这一概念已经从“幕后”走向“台前”。然而,其实智能电网概念早已经在我国推进多年,而且已经有所突破。
    智能电网可极大提升电网接纳新能源的能力,实现大范围的资源配置,满足客户多样化的用电需求。为此,世界各国都加快建设智能电网以应对能源战略转型带来的挑战。为抢占电网技术的制高点,实现电网发展方式转变,支撑我国能源结构调整和利用效率提升,国网于2009年正式启动坚强智能电网建设。
    经过近几年的建设、发展,国网已全面突破从发电到用电各技术领域的智能电网核心技术,推动我国电网技术在国际上实现由“跟随者”向“引领者”的转变,累计建成诸如国家风光储输示范工程等32类305项智能电网试点项目。到2015年,国家电网公司计划完成6类41项智能电网创新示范工程建设任务,其中包括支持新能源开发工程、支撑分布式电源应用工程、促进便捷用电工程、推动电动汽车发展工程、服务智慧城市建设工程和提升电网智能化工程等。
    同时,在中国,发展智能电网也是推动我国电网改革的重要举措,是促进、落实我国“一带一路”战略发展的基础。对于实施“一带一路”战略,推动能源生产和消费革命,保障国家能源安全,具有重大战略意义和现实意义。
    在2017年的全国两会期间全国政协委员、国家电网公司副总经济师兼西南分部主任、党组书记王抒祥接受媒体采访时表示,在未来的规划中,国家电网公司考虑适应全球能源互联网,争取能源互联,通过建设完善智能电网、特高压输电技术来优化资源配置,解决能源不均衡的问题。他同时表示特高压规划与“一带一路”倡议相吻合,国家电网公司积极实施“走出去”战略,在国际上有多项基建、产能、投资合作,并提出与俄罗斯、哈萨克斯坦、巴基斯坦、尼泊尔等周边国家“电网互联”,基础设施互联互通,为下一步全球能源互联打好基础。
    3月17日,在北京召开的保尔森基金会2017可持续性发展年会上,国家电网公司董事长舒印彪还强调,中国国家电网公司始终秉持互利共赢原则,重视与美国企业的交流合作,欢迎并愿意与更多美国企业,在智能电网、高端装备制造、清洁能源发展、资产并购运营等方面加强交流、深化合作,实现共同发展。舒印彪表示,美国IT技术很发达,如能促进中国的电网技术和美国的IT技术结合,推动智能电网的建设,将能解决很大的问题,为全球能源合作树立一个榜样。
    在2017年CeBIT展会上,华为发布了《智能电网融合传送解决方案白皮书》。通过深入分析电力综合承载网的关键特性、特殊应用、信息化典型场景、需求与挑战,并结合华为多年电力客户实践案例,白皮书提出融合传送解决方案是电力通信承载网既兼容现有业务,又面向未来技术演进发展的最佳建网方式。
    作为我国首个全国性国土开发与保护的战略性、综合性、基础性规划——《全国国土规划纲要(2016―2030年)》,对已智能电网建设也有着明确的要求。《纲要指出》要完善高效快捷的电力与煤炭输送骨干网络。强化智能电网与分布式能源系统的统筹建设,逐步降低煤炭消费比重特别是非电用煤比重。坚持输煤输电并举,逐步提高输电比重,扩大北煤南运和西电东送规模。结合大型能源基地布局,稳步建设西南能源基地向华东、华中地区和广东省输电通道,鄂尔多斯盆地、山西、锡林郭勒盟能源基地向华北、华中、华东地区输电通道。加快区域和省际超高压主网架建设,加快实施城乡配电网建设和改造工程,提高综合供电能力和可靠性。
    这些事件、政策看似没有太大瓜葛,彼此间却又有着丝丝联系,都在围绕着一个共同的目标而努力,都在为实现一个良好的愿景而在不断的筹备着、计划着。那么,下面我们来简单说说三类同样从名称上看似与智能电网“毫无瓜葛”,彼此间却又“难分难舍”的几个热门概念。
1.调度一体化管理与智能电网
   
采用集控站运行管理模式,实施小规模变电站集中监控与运行维护已得到了充分的考验,同时也积累了丰富的运行管理经验。虽然这种管理模式已成功运行多年,随着电网规模的不断扩大、智能电网的飞速发展,集控站运行模式已经难以适应现代电网发展,这就迫切需要改变集控站运行模式,实施调度与监控一体化运行模式来解决上述问题,以满足智能电网发展需求。
    根据国家电网公司“三集五大”体系建设目标和要求,统筹电网调度和设备运行资源,优化各级调度功能定位,提高驾驭大电网的调控能力和大范围优化配置资源的能力,推进输变电设备运行与电网调度运行的业务融合,开展变电设备运行集中监控,将变电设备运行集中监控等相关业务纳入相应调度机构统一管理,实现各级调度的调度与监控一体化运作。
    众所周知,变电站的电压等级仅表示站内最高电压等级,站内同时涉及其他电压等级,如500千伏变电站一般涉及500千伏、220千伏、35千伏等电压等级。而省级调度负责本省内220千伏电网调度相关业务,地级调度负责本地区110千伏电网,县(配)级调度负责县域(城区)35千伏及以下电压等级的电网。从上述划分可以看出,调度管辖的是一个面,而监控关注的是一个点。由于划分标准不同,管辖对象不一致,将会给调度与监控业务融合带来一定的困难。目前县(配)级调控机构调控业务基本实现融合,人员身份也统一为调控员,实现调控合一,但也存在调度与监控管辖范围不统一的问题。地市级及以上调控机构调度与监控目前基本处于调度员与监控员同一场所值班、业务相对独立状态。随着调控进一步融合,地市级以上调控机构的调度与监控人员将变成调控员身份,在以后的业务联系时势必会出现上级调控员接受下级调控员的调度指令情况,给调度与监控一体化运行管理带来一定的困境。
    实现调度与监控一体化运行,要求建立起满足调度与监控正常业务开展的统一应用平台,满足现代大电网与智能电网发展需求。正是在实现调控一体化运行的需求下提出并开发出来一种被称之为智能电网调度技术支持平台。智能电网调度技术支持系统包括数据存储与管理、消息总线和服务总线、公共服务、平台一体化功能、安全防护等基本功能。实时监控与预警类应用实现对电力系统稳态、动态、暂态运行状态的监视、分析、评估和预警。调度计划类应用实现满足节能发电调度和电力市场需求的调度计划。安全校核类应用实现各种预想运行方式和实时运行方式下的电网安全分析。调度管理类应用为调度机构日常调度生产管理提供支撑。
2.特高压与智能电网
   
而在智能电网建设中,除智能变电站的改造升级或新建是首要任务外,主干网络——特高压输变电系统的构建也是非常关键的。
    据平安证券的相关分析,预计在2020年之前,国网投资9000亿到10000万亿来建设特高压,特高压的建设总量有望达到50条。此外,电力自动化越来越受到电力企业的重视,并成为未来发展的主要趋势。
    自2009年起,我国正式启动智能电网计划,这个名为坚强智能电网的计划分为三个阶段:第一阶段(2009~2010年)为规划试点阶段;第二阶段(2011~2015年即“十二五”期间)为全面建设阶段,加快建设华北、华东、华中“三华”特高压同步电网,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,要害技术和装备实现重大突破和广泛应用;第三阶段(2016~2020年)为引领提升阶段,全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备全面达到国际先进水平。
    据了解,在特高压投资中,设备投资约占45%,其中,变压器占设备投资约30%,GIS约占25%,互感器约占10%。目前,GIS市场主要被平高电气、中国西电、东北电气3家垄断,其中平高电气作为特高压GIS主要生产商,目前市场份额已经达到40%~50%。在变压器市场中,中国西电、保变电气和特变电工各占约1/3的招标份额。
2015年
   
国际
   
①美国
   
智能电网建设注重于提升其电网的可靠性及安全性,同时提高用电侧的用电效率并降低用电成本。美国智能电网建设起步于安装智能电表。2009年7月,美国能源部公布了《智能电网系统报告》,美国仅智能电网计量体系就需要投入270亿美元,到2030年美国整个智能电网投入需要达到1.5万亿美元。
    ②欧洲
   
欧洲地区共有包括法国、德国、英国、意大利、乌克兰、荷兰、波兰等50个国家和地区,人口规模约7.4亿。Simens公司预测,2014年欧洲智能电网年度市场规模将达300亿欧元。到2030年,欧洲需要为电网升级改造投入约5,000亿欧元。
    2006年法国的电气管理部门提出来三个里程碑式的计划:到2012年1月,所有安装的电表都必须是智能电表;到2014年底,50%的电表必须与AMM系统相连;到2016年底,95%的电表必须与AMM系统相连。欧盟最大的电力配电网运营商,法国电力集团(EDF)的子公司——法国电网输送公司(ERDF)已经启动了一个涉及总数量为3,500万只电表项目,该项目从2012年至2017年,将把法国国内的传统电表统一更换成新型智能电表。
    德国制定了“E-Energy”计划,总投资1亿4千万欧元,2009年至2012年4年内在德国6个地点进行智能电网实证实验。
    英国的目标是2020年在全国所有2,600万个家庭安装智能电表。
    ③韩国
   
韩国位于东北亚朝鲜半岛南部,人口规模约5,000万人。2009年7月的G8峰会上韩国和意大利一起被选为智能电网主导国,主导建立向全世界推广智能电网的“国际智能电网行动网络高管会议(ISGAN)”。2009年6月,在韩美双方会谈上,韩国与美国能源部签署了合作意向书。2010年1月韩国又与美国伊利诺伊州政府签署了合作备忘录,计划从2010年12月起,韩美将在分布式发电系统、服务器安全等两大领域共同开展技术研发。
    2011年2月17日,韩国国家电力公司(KEPCO)宣布,截至2030年,公司计划投资8万亿韩元(约合72亿美元)用于建造智能电网。在未来五年里,公司计划每年投资4,000亿韩元,到2020年,累计完成投资2.3万亿韩元,余下的相关投资将在2030年前全部完成。该项资金主要用于升级输配电系统和替换智能电表。
    对于亚非拉美等地区的发展中国家市场来说,智能电网的优势则更多的体现在减少窃电行为,提高供电稳定性,满足社会用电需求,推动社会和经济发展以及其它一些特定领域的发展。因此,发展中国家智能电网的发展特点是结合电网的大规模建设、升级和改造工作,全方位推进智能电网的建设。
    ④俄罗斯
   
俄罗斯位于欧亚大陆北部,地跨欧亚两大洲,是世界上面积最大的国家,人口规模约1.52亿人。
    由俄罗斯能源部联合克日扎诺夫斯基动力科学研究所,以及俄罗斯政府委派的几个研究所共同拟定的《2020年前俄电力现代化纲领》草案中指出,2020年前要发展俄电力需投资4.95万亿卢布(约合1,278.59亿美元),包括大规模和复杂的电站、电厂、电网改扩建工程,长距离电缆和横跨11个时区的输电、配电网的建设和修复以及核电站需求巨大,俄罗斯发电总量将占世界的7%以上。到该纲领实施期结束前,新的发电装机容量应为5.5163×1010KW。
    ⑥东南亚
   
东南亚地区共有菲律宾、印尼、泰国等11个国家,人口规模约6亿。近年来,东南亚经济和城市化进程的强势发展导致了电力需求强劲增长。一些新兴经济体,如菲律宾、印尼、泰国和马来西亚,近期已经开始制定具体的智能电网技术发展路线图,希望能够更高效地管理电能。PikeResearch预计,东南亚的智能电网市场总收益预计到2020年前将以高于10%的年复合增长率稳定成长,从2011年约19亿美元增长到2020年的45亿美元,增长主要源自输变电、配网升级以及智能电表部署等方面的投资。
    ⑦南亚
   
南亚共有巴基斯坦、孟加拉国、印度等7个国家,人口规模在16亿以上。近年来,巴基斯坦、孟加拉国、印度经济持续平稳增长,虽然电力装机容量也以较快速度增长,但电力供应仍很紧张,电力缺口很大。2008年至2012年的几年时间里,巴基斯坦发电装机容量从20,232MW升至23,538MW,增幅约为16%;电力短缺则从1,850MW增长242%至6,325MW,预计到2030年将达到710万千瓦。
    孟加拉国政府正在尽最大努力提高发电、输电和配电能力,要在2020年实现电力的全覆盖。预计到2020年,孟加拉国装机容量要达到17,765MW,输电线路达到8,396千米,配电线路达到477,558千米。
    ⑧南美洲
   
主要包括哥伦比亚、阿根廷、巴西等12个独立国家,人口规模在4亿左右。与亚洲新兴智能电网市场相比,南美洲更有推广发展智能电网的紧迫性和必要性,这主要体现在人均能源消耗和非技术性能源损耗均高于亚洲国家,同时在分布式发电方面也拥有巨大的潜能。虽然这些因素都有利于促成智能电网的发展,但是南美洲智能电网的发展还是落后于其它新兴市场。这实质上也就是呼吁政府部门应该积极采取措施、制定相关的鼓励政策,以期推动智能电网的发展。根据《2011-2020南美智能电网市场预测报告》,截至2020年,南美将安装智能电表10,450万只,总计251亿美元。巴西将是首个大规模安装智能电表的国家,智利和阿根廷的发展紧跟其后,而其它南美国家在之后五年也将陆续推广部署智能电表。
    ⑨非洲
   
主要包括埃及、阿尔及利亚等56个独立国家,人口规模在10亿左右。近年来,非洲经济持续增长,撒哈拉以南非洲地区更保持着自20世纪70年代初期以来最持久的强劲增长态势。经济发展带来了对电力需求的增加,农村人口向城市的迁徙更加剧需求增长。但是,非洲电力供应却因为长期投入不足等方面的原因而发展缓慢,严重的电力短缺是制约不少非洲国家经济发展的瓶颈,由于没有足够装机和输配电基础设施,目前撒哈拉以南非洲只有23%的面积能获得电力供应。非洲仅有四分之一的人口可以用电,四分之一的电站装机容量不能营运。非洲大陆拥有丰富的水力、石油、天然气、煤以及地热资源,可供挖掘的市场潜力巨大。许多非洲国家正努力应用智能电网技术,以满足经济发展对电力供应的需求。未来非洲电力基建市场非常庞大,根据非洲各国政府规划,至2030年,各国在电力基础设施方面投资高达5,630亿美元,其中60%会直接投资于电力基础设施。
    国内
   
根据国家电网《国家电网智能化规划总报告》(2010年3月修订),2009-2020年国家电网智能电网建设智能化投资3840亿元,其中:第一阶段(2009-2010年)"规划试点阶段"投资为341亿元;第二阶段(2011-2015年)"全面建设阶段"投资为1749亿元;第三阶段(2016-2020年)"引领提升阶段"投资为1750亿元,各环节具体投资如下:
    2016年
   
中国智能电网的建设已进入第二阶段的尾声,在大力建设特高压、数字化变电站的同时,智能调度将逐渐引入,用电信息采集和智能电表的需求也将有较快增长。2009-2020年国家电网总投资3.45万亿元,其中智能化投资3841亿元,占电网总投资的11.1%。第一阶段2009-2010年的电网总投资为5510亿元,智能化投资为341亿元,占电网总投资的6.2%;第二阶段电网总投资为15000亿元,智能化投资为1750亿元,占总投资的11.7%;第三阶段电网总投资为14000亿元,智能化投资为1750亿元,占总投资的12.5%。
    在2016年11月27日,发改委及能源局联合发布的《关于规范开展增量配电业务改革试点的通知》中,确定了延庆智能配电网等105个项目为第一批增量配电业务改革试点项目,并明确要坚持公平开放,不得指定投资主体。试点项目应当向符合条件的市场主体公平开放,通过招标等市场化方式公开、公平、公正优选确定项目业主,明确项目建设内容、工期、供电范围并签订协议。项目业主应为独立法人,具有与配电网投资运营相应的业务资质和投资能力,无不良信用记录,确保诚实守信、依法依规经营。鼓励电网企业与社会资本通过股权合作等方式成立产权多元化公司参与竞争。并要求国家能源局派出机构按规定向项目业主颁发电力业务许可证(供电类)或赋予相应业务资质,为社会资本参与增量配电业务创造条件。电网企业要按照电网接入管理的有关规定以及电网运行安全的要求,向项目业主无歧视开放电网,提供便捷、及时、高效的并网服务。这份通知鼓励和引导社会资本参与投资增量配网,105个试点项目总投资额预计将达到500亿-1000亿元,将使得智能电网的投资规模得到快速的增长。
    总结
   
“十三五”开局之年,随着新一轮电改方案逐步落实,市场的进一步打开,再加上国内打造智能微电网的新兴产业竞争激烈,我国智能电网发展空间将在很大程度上得到拓展。
    据相关机构分析,预计2017年我国智能电网行业投资规模将达到8,118亿元,未来五年(2017-2021)年均复合增长率约为31.03%,2021年投资规模将达到22,759亿元。
    “十三五”期间,国家电网公司将投资14000亿元用于电网建设,其中智能化投资为1750亿元、占总投资的12.5%。巨大的投资力度,必将带来相关设备和技术市场的大幅扩容,带动上下游产业转型升级。
    随着增量配电业务等市场的逐步放开,将对智能电网建设市场形成一波强有力的冲击。
    未来的10年至20年将是我国智能电网建设的主要时期,智能电网总投资规模预计接近4万亿元。随着智能电网进入全面建设的重要阶段和我国城镇化建设的进一步推进,城乡配电网的智能化建设将全面拉开,智能电网及智能成套设备、智能配电、控制系统等三大领域将迎来黄金发展期。

来源:北极星输配电网
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