智能电网浪潮已至,自动化测温——声表面波无源无线在线监测系统乘大势而行

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  • 国网三阶段智能电网基本完成,新一轮产业革命将启
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    智能电网是下一代产业革命的基础

    国家发展改革委2015年明确指出,智能电网是“在传统电力系统基础上,通过集成新能源、新材料、新设备和先进传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等新技术,形成的新一代电力系统”。

     

    三阶段规划塑造智能电网雏形

    2009年5月,国家电网就提出了智能电网规划,意图建设具有信息化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。规划分为三个阶段,2009-2010年为规划试点阶段,2011-2015年为全面建设阶段,2016-2020年为引领提升阶段。过去十年我国城乡电压合格率、年户均停电时间均得到明显改善。

    设备方面,以变电站为例,2010年,国网110(66)kV及以上电压等级建成和在建智能变电站仅不到80座,占变电站总座数的0.3%。“十三五”期间,国网计划新建7700座智能变电站,并对原有变电站进行智能化改造,智能化改造率达100%。到2030年我国将全面建成智能电网,电网技术、装备、资源配置能力等均要达到世界一流水平,智能化电网设备即将放量。

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  • 图表:2009-2020年国家电网三阶段智能电网建设规划
 
十四五”智能电网投资力度扩大,如何看未来建设方向?

构建现代新能源体系,成为下一阶段主旋律

2021年3月,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(下称“《纲要》”)发布, 与“十三五”规划相比,《纲要》详细讲述了智能电网的建设要点:1、基础设施智能化改造和智能微电网建设,提高电力系统互补互济和智能调节能力;2、提升清洁能源消纳和存储能力,以及向边远地区输配电能力;3、抽水蓄能电站建设和新型储能技术规模化应用。根据《纲要》的引领,今年不少省份已经按照《纲要》的要求制定本省“十四五”智能电网相关建设政策。

图表:各省市“十四五”智能电网相关政策
“十四五”电网投资力度将进一步加大,计划总投资接近3万亿元人民币。“十四五”国家电网计划投入3500亿美元(约合2.24万亿元),南方电网规划投资约6700亿元,总投资接近3万亿元人民币。根据中金电新组《电气设备策略:新型电力系统下电网投资回暖,看好结构性投资机遇》报告,投资重点在与电力系统变化密切相关、偏薄弱的领域,如配电网、电网信息化、抽水储能等。
图表:“十四五”期间电网投资总量及结构性变化预测
南方电网“十四五”规划明确6700亿元投资的主要方向包括电网的智能化与数字化、特高压建设及柔性输电技术、储能和配网智能化四部分,均是是智能电网的重要构成。“十四五”期间智能电网投资占比将有所提升,按12%计算智能电网市场规模3600亿元左右。

图表:预计“十四五”期间智能电网投资额3600亿元左右

注:此处根据国网总投资额及国网智能电网投资额估算

 

“十四五”电网投资增加,配电网为重点建设环节。南网“十四五”规划预计投资6700亿元,规模相比“十三五”提升20%以上,其中配网投资3200亿元,占比将近一半。根据中金电新组《电气设备策略:新型电力系统下电网投资回暖,看好结构性投资机遇》报告,“十四五“期间配网投资占电网投资的比重有望提升至60%以上,投资总额较“十三五”期间增长年均投资额有望达3300亿元。

图表:“十四五”南网总、配电投资双增

从自动化视角,找寻黄金增长赛道

我国电力自动化市场近5年复合增速有望达15%。电力自动化是指通过电力二次设备实现发电、变电、配电、用电等过长的自动化控制管理,相对于的主要包括发电站自动化、变电站自动化、配电网自动化、调度自动化、运维自动化等。MARKETSANDMARKETS预测全球智能电网市场将从2021年的431亿美元增长到2026年的1034亿美元,预测期内复合年增长率为19.1%。预测,2024年我国电力自动化市场将达到1892亿元,我国智能电网投资复合增速至少达15%。

电力自动化上游竞争成分、中游集中程度高、下游客户主要为电网。电力自动化上游主要指为自动化设备提供元器件或者软件支持的公司;电力自动化中游主要指具体实施环节,中游公司大多直接参与电网招投标项目,按照电力自动化实施环节分类可分为发电、变电、配电、调度、运维;电力自动化下游主要指电力应用端,包括国家电网等电网公司和中国石油、中国石化等用电企业。

电力自动化产业链上游:领域较广,充分竞争。电力自动化上游行业包括钢铁行业,软件制造业,机械加工制造业和电子元件制造业。由于我国电网建设时间较早,行业上游原材料和组件供给基本实现国产化,处于完全竞争的状态。

电力自动化产业链中游:集中度高,国资企业为主要参与者。中游行业集中度高,主要的参与者为具有国资背景企业,例如国电南瑞和许继电气,在细分领域和区域有民营企业进入。

电力自动化产业链下游:电网为主要客户。下游主要应用场景为电网投资。除了电网之外,由于安装配电自动化系统可以提高电网效率,海洋、石油天然气以及矿业矿产公司等对配电自动化系统的需求增长。

图表:电力自动化产业链
图表:配电自动化系统全环节布局情况
图表:配网SCADA主站中标格局集中(2021YTD)
图表:配网协议库存配电终端中标格局(2021YTD)

智能电网自动化测温的最优解决方案

---声表面波无源无线在线监测系统

声表面波无源无线在线监测系统,为满足智能电网电力开关柜测温需求而开发(Wireless Temperature Sensor system for Smart Grid)。该产品采用的声表面波(SAW)温度传感技术。所使用的传感器具有完全无源(不需电池)、可无线读取的优点,有效解决了电力开关柜测温要求安全可靠、维护方便的问题。

 

 

本产品的标准配置由一个温度读取器、六个无线传感器和两个天线组成,如图所示。无线传感器安装在电力开关柜内的测温点上,将温度信息通过无线形式发送出去。读取器通过天线接收传感信号,分析计算得到被测点的温度值,并将温度值等数据通过RS485总线传给监控中心。

 

声立公司自主开发的无源无线温度在线监测系统采用声表面波测温传感技术,声表面波传感器具有完全无源、无线、免维护的独特优势,特别适合电力、钢铁、水泥化工等行业在线测温需求。声表面波无源无线温度在线监测系统从声表面波测温芯片、信号读取装置到监控平台都具有完全自主知识产权,并经过多年现场运行验证,性能达到国际先进水平。声立公司的温度在线监测、局放在线监测等产品,为您的设备安全运行保驾护航。