“十三五”变电与配电市场分析

2015年两会上，国家电网公司董事长刘振亚表示，从2015年到2020年国家电网将投资2.7万亿建成国家电网的特高压交流骨干网架和跨区特高压直流工程。这2.7万亿投资可带动相关产业投资3万亿以上，总投资将达到近6万亿元。

　　把这些投资额度分配到每年，电网投资将达到我国GDP的1%。如此巨大的投资给我国输变电、配电两大设备行业带来巨大的商机，人们关注变电与配电设备行业市场前景。

 

　　我国电网投资近年来持续保持在较高位，且变电、配电设备投资的占比呈现稳中有升的势态，变电、配电等设备行业是电力行业中最具潜力的细分领域，电网的高速建设也拉动了变电、配电设备发展的市场需求。

 

　　随着特高压、可再生能源技术的推进和电网建设投资的加大，行业将实现稳步增长。由于我国电网建设涵盖各个环节，而我国实施的又是“特四大”、在全国范围内实现资源优化配置的能源发展战略，因此，就产品受益情况来看，输变电环中的柔性交流输电系统(FACTS)、超高压特高压设备、特高压控制保护设备、智能变电站、数字化变电站前景巨大。特高压交流变电站设备总需求将达近千亿元，其中GIS和变压器/电抗器分别达到或接近百亿级市场规模。未来掌握核心输变电设备设计制造能力的厂商将成为市场领先者。

 

 

　　另外，随着全社会用电量增速放缓，以及大部分电源供给及输电线路骨架逐步完善的情况下，我国电网建设投资的重心将逐步由主干网向智能化、配网侧、售电侧、用电侧转移。按照投资节奏的分析来看，我国电力建设可分为四个阶段：

 

　　第一阶段是上世纪80年代初到2000年，这段时期的电力投资主要是解决电源侧供给不足的问题，75%的电力投资投向发电侧，电网投资只占25%。

 

　　第二阶段是2000年一直持续到2010年，这一阶段的特点是电网建设占比逐步提高，特别是输电线路投资，这一阶段对一次设备厂商的业绩拉动最为明显。

 

　　第三阶段则是2011年开始到2014年。电网建设投入超过电源建设投入。电网骨干网架日趋坚强，配网、农网供电水平稳步提升，电网服务清洁能源发展能力显著增强。

 

　　第四阶段则是2015年到未来10年甚至更长时间，投资重点逐步转向特高压、全球能源互联网、电网智能化、配电网、售电侧建设，更加偏向于配、用电侧。例如，智能电网真正的重点在于配电网，因为很多分布式电源都是直接连到配电网。

 

　　随着新型城镇化、工业转型升级、农业现代化、电力改革步伐加快，新能源、智能电网、智慧城市、物联网、分布式能源、微网、电动汽车、储能装置快速发展，终端用电负荷呈现增长快、变化大、多样化的新趋势，加快配电网改造升级的任务愈发紧迫。

 

　　2015年，随着电力改革稳步推进，分布式电源接入和电网智能化升级和农网改造，配网自动化将真正进入大规模推广期，迎来巨大增长。因此，未来电力投资的重点将逐渐向配网自动化和主动配电网建设转移。

 

 

　　值得指出的是，在电网建设投资中，主网投资的核心指标是用电量增速，随着这一指标的减缓，加之骨干网架建设日益完善，下一步电网投资的重点也必将向配电网转移。规划要求，2020年全面建成“结构合理、技术先进、灵活可靠、经济高效”的现代配电网。

 

 

　　如果把主网比作人体的“主动脉”，那么，配电网就是四通八达的“毛细血管”，用户则处于这些毛细血管的最末端。因此，配电网是低碳经济时代的能源基础设施，是实现低碳转型的重要手段，具有显著的保障民生特性。目前，我国新型城镇化和新农村建设正在加快推进，以智能电网、分布式电源等构成的“能源互联网”为重要支柱的第三次工业革命正在全球范围内孕育，配电网发展面临新形势。

 

　　当前我国配电自动化水平覆盖率不到15%，而法国、日本的配电自动化覆盖率分别为90%和100%。西方发达国家一般都在70-80%。当前，我国仅完成了30个城市的配网自动化试点，且试点区域主要集中于城市的核心区。以我国最发达地区北京市为例，截至2014年，北京市共完成配电自动化实际接入终端4696个，覆盖率仅为9.62%。

 

　　美国、英国、日本等国家的电网输配电投资是电源投资的1.2倍左右，配电网投资是输电网投资的1倍多，而中国配电网的投资还不到输电网的一半。中国电力投资重点将逐步转向电网智能化及配电网建设，解决历史欠账。

 

 

　　智能配电网是智能电网建设的重要环节，它不仅服务于大电网，而且服务于电力终端用户，可以解决精确供能、电力需求侧管理、电网自由接入、多电源互动以及分散储能等问题。配电系统将会成为电力、能源、信息服务的综合技术平台。

 

　　配电网的建设与改造也是“十三五”规划中电网建设的重要方面。目前配网结构普遍薄弱，自动化水平低，供电可靠性偏低，难以适应大规模新能源电网的接入和提高需求侧管理的需要，建设改造中不仅包括110千伏、35千伏电网结构加强，变电站的双电源及10千伏的环网供电，及电网信息化、自动化、智能化的建设，以提高供电可靠性，提高电网对各种电力的吸纳能力，提高输配装置的利用率，及减少电网的输电损耗。

 

　　随着我国城网、农网改造的不断深入，在供电可靠性和供用电指标已有很大提高的基础上，要继续提高供用电质量，提高对电力用户的服务质量，实现配电自动化是必由之路。

 

　　未来的配电网将支持高渗透率的分布式可再生能源，全面实现配电系统智能化运行和一体化信息管理，使配电系统成为电源集成的能源流、信息流、业务流融合的“互联网+”电力系统和能源互联网，为用户提供实时交易和自由选择，实现能源供需模式的科学平衡。

 

　　未来的配电网也是建立了横向协调、纵向贯通、目标统一、能安全高效协调分布式可再生能源和柔性负荷的物理电网与信息网络高度融合的现代配电系统。

 

 

　　配电自动化建设在我国尽管起步较晚，研究与实践成果大多数都是在高压配电网(35千伏以上)层次上进行的，而在配电站自动化(配电房这一层次)的自动化问题上，基本上还是一片空白。我国目前配网自动化市场还不成熟，一方面一次网架的不完善使得配网自动化缺乏硬件基础;另一方面即使有条件上配网自动化项目的用户也是需求各异。目前，此类产品的生产厂家不多，但他们又对配网自动化的理解各异、产品特色各异。目前既没有总体的规划，也没有一个统一的技术原则。

 

　　法国配电网规划与运行相结合的方式值得我们学习，配电网模式的确定综合考虑了主网结构、配电网运行、负荷转供等因素，主网与配电网配合解决事故情况下负荷转供问题，满足不同区域、不同等级用户供电要求。

 

 

　　另外，国家电网正在积极推进的能源互联网，也是一种在完整配电网基础上通过先进的电力电子技术和信息技术，融合了大量分布式可再生能源发电装置和分布式储能装置，能够实现能量和信息流动的新型高效电网结构。

 

　　概况来说，它是一个能将大型集中式发电机组、分布式可再生发电端、储能设备、各类终端用电机器通过自动化、智能化软硬件连接起来的信息物理系统。

 

　　配电网面临的最大挑战来自于分布式电源(分布式发电、分布式储能和需求响应)的大量使用，在电源侧有了大量的分布式可再生能源。在负荷侧有电动汽车、储能等设施。如何在电源侧和负荷侧都不确定的状态下做到调节平衡，电网的压力非常之大。

 

　　离开坚强的配网支撑，可再生能源发展也许永远都是“空中楼阁”。因为没有坚强、智能的配电网，盲目接入可再生能源是对于配网稳定运行危险的。由于配网自动化，通过对配网运行的数据，监测、采集、分析、智能优化，使大量可再生能源并入配网成为可能。

 

 

 

 

　　2020年前后，我国将积极建成福建与台湾电网联网工程，实现台湾与祖国大陆联网。同时加快建设坚强智能电网，智能电网的核心是智能配电网，它能为智慧城市的各个系统输送充足能量和海量信息，是智慧能源系统的主要载体。智能电网将能够像Internet那样给人类的生活带来巨大的影响，也将能出现像Internet那样具有颠覆性的技术。

 

　　配电网结构的增强，能够使得供电能力和供电可靠性得到大幅度提高。智能电网将为大型能源基地的集约化开发与能源外送，分布式电源、智能家电、电动汽车的广泛应用，以及为智能楼宇、智能社区、智能城市建设提供安全可靠的保障。

 

　　现代配电网的发展融合应用了时下国内外多种先进技术，比如大数据，直流配用电技术，运行、控制与保护技术，微电网技术等。而依赖于这些技术，越来越多的配电自动化系统正在覆盖城乡配电网。不断完善配电网功能。未来的配电网将更加智能、灵活与主动，并允许大量电动汽车充换电网络的接入。

 

　　解决当前供电可靠性不足和提高电能质量是配电网未来的发展重点，配电网的发展正在向“主动配电网”迈进。作为智能配电网的一种高级阶段与技术形态，主动配电网的规划、技术研发与应用试点正处在积极开展阶段。

 

　　随着主动配电网技术发展，未来配电网将有效地集成分布式电源，支撑高达100%的分布式电源渗透率，并具有良好的自愈能力，供电质量显著提高，能够为特殊用户提供不间断的优质电力。

 

 

　　未来主动配电网值得关注的机会还有:配电网的整体解决方案提供、物联网概念在配电网中的应用、配电网单相接地故障定位技术、配电网人身安全保护、直流配电网及相关问题的解决方案以及储能电池的研制和推广等。

 

　　由于配电智能化改造对相应企业的系统集成能力，大型工程项目经验，软硬件集成能力等有较高的要求，只有同时具有生产配网一次、二次设备及系统的大型规模企业才能从中受益。中国的配电网系统还有很长的一段路要走。这些问题的解决都依赖于高水平的配电自动化系统。

 

　　附属阅读

 

　　一、关注领域：

 

　　智能化、高性能低压电器

 

　　配电系统用高可靠性万能式断路器 高速分断塑壳断路器 节能型交流接触器 自动转换开关电器

 

　　新一代SPD 整体式智能控制与保护电器 选择性保护家用断路器 低压电器共性技术

 

　　低压电器仿真技术 低压电器的智能控制和数字控制技术 系统集成技术 电磁兼容和可靠性技术

 

　　开关电器灭弧技术 低压电器通信技术 低压电器及其系统的过电压保护技术

 

　　高效节能配电变压器

 

　　电控配电设备 高可靠性智能型低压成套开关设备 低压滤波补偿装置 24KV(20KV)智能性箱式变电站 节能环保型低压成套开关设备 电气化铁路及轨道交通设备

 

　　智能变配电设备

 

　　智能高压开关 智能变压器 全光纤电子式互感器 新型智能配电设备 金属封闭开关设备 环保智能化柱上开关 保护测控一体化装置

 

　　二、附属资料：

 

　　电力生产过程通常包括发电、变电、输电、配电、售电、用电、调度、通信八个基本的环节。由发电厂、输配电线路、变电设备、配电设备和用电设备及其生产过程联结起来的有机整体称为电力系统。

 

　　而电力系统中，由输电、变电、配电设备及各种电压等级的电力线路所组成的部分称为电力网，简称电网。一般将电网分为输电网和配电网两部分。将35kV及以上电压等级的电网称为送电网;10kV及以下电压等级的电网称为配电网，其作用是将电能分配给用户。按照供电技术的特点，配电网分为三类：35kV-110kV为高压配电网，10kV为中压配电网;380/220V为低压配电网。由发电厂发出的电能，最后降到6～35kV等级。

 

　　连接并从输电网(或本地区发电厂)接收电力，就地或逐级向各类用户供给和配送电能的电力网称为配电网。配电网的主要设备是负荷开关—熔断器组合电器、断路器、箱式变电站、自动重合器、自动分段器、环网开关柜和中压电流互感器等，二次设备是自动控制、数据采集、规划、故障定位、检测计量、通讯等。

 

　　变电是指通过一定设备将电压由低等级转变为高等级(升压)或由高等级转变为低等级(降压)的过程。电力系统中发电机的额定电压一般为(15～20)千伏以下。常用的输电电压等级有765千伏、500千伏、220～110千伏、35～60千伏等;配电电压等级有35～60千伏、3～10千伏等;用电部门的用电器具有额定电压为3～15千伏的高压用电设备和110伏、220伏、380伏等低压用电设备。所以，电力系统就是通过变电把各不同电压等级部分联接起来形成一个整体。实现变电的场所为变电所。变电所的作用是变换电压，传输和分配电能。

 

　　三、未来配电网发展趋势：

 

　　1.可再生能源将成为电网中的主要一次能源来源。

 

　　2.配电网的结构和运行模式将发生重大变化。

 

　　3.高度融合的物理电网和信息系统CPS。

 

　　4. 新型的电力市场、商业模式—“互联网+”电力、能源互联网。

 

　　5.新材料新技术将在未来配电网中得到广泛的应用。

 

　　四、未来配电网的特征：

 

　　一是分布式电源、储能系统与微网将会在配电系统中大规模存在。

 

　　二是大量电动汽车充换电设施将会接入配电系统。

 

　　三是能源消费模式将会因用户与配电系统间灵活互动机制的建立而改变。

 

　　四是配电系统将会成为电力、能源、信息服务的综合技术平台。

 

　　五是信息网络、物联网将在配电系统中广泛应用。

 

　　五、智能配电网十大技术：

 

　　1.主动配电网规划技术;

 

　　2. 智能配电装备技术;

 

　　3. 通信与信息支撑技术;

 

　　4. 智能配电网自愈控制技术;

 

　　5. 智能配电网能量调度技术;

 

　　6. 智能配电网能效管理技术;

 

　　7. 智能配电网互动化服务技术;

 

　　8. 配电网数模仿真技术;

 

　　9. 分布式电源并网与微电网技术;

 

　　10. 电动汽车充放电技术。