泛在电力物联网产业调研分析

泛在电力物联网产业调研分析统筹发展和安全，坚持先立后破、通盘谋划，以保障安全为前提构建现代能源体系，不断增强风险应对能力，确保国家能源安全。践行绿水青山就是金山银山理念，坚持走生态优先、绿色低碳的发展道路，加快调整能源结构，协同推进能源供给保障与低碳转型。提升电表数据共享即时性，构建电网一张图，重点实现输变电、配用电设备广泛互联、信息深度采集，提升故障就地处理、精准主动抢修水平。统一终端标准，推动跨专业数据同源采集，实现配电侧、用电侧采集监控深度覆盖，提升终端智能化和边缘计算水平。一、 推动智能互联，打造服务平台加强配电自动化建设。提高配电网运行监测、控制能力，实现配电网实时可观可控，变被动报修为主动监控，缩短故障恢复时间，提升服务水平。中心城市（区）、城镇地区合理配置配电终端，缩短故障停电时间，实现网络自愈重构；乡村地区推广简易配电自动化，提高故障定位能力，切实提高实用化水平。构建智能互动服务体系。开展智能互动信息体系顶层设计与建设，鼓励应用光纤等高效通信方式，实现能源信息在供给与需求端的双向流动，适应能源生产与消费变革。以智能电表为载体，建设智能计量系统，打造智能服务平台，全面支撑用户信息互动、分布式电源接入、电动汽车充放电、港口岸电、电采暖等业务，鼓励用户参与电网削峰填谷，实现与电网协调互动。探索能源互联新技术。综合应用云计算、网格计算、大数据挖掘等技术，实现海量数据的深层利用，全面支撑智能家庭、智能楼宇和智慧城市建设，推动全社会生产生活智慧化。促进电力流、信息流、业务流的深度融合，鼓励能源与信息基础设施共享，构建公共能源服务平台，为推动互联网+发展提供有力支撑。在主动配电网源-网-荷协调运行、交直流混合配电网、直流供电系统、新农村多能源综合优化利用等方面开展关键技术研究与综合示范，增强未来能源发展适应能力。完善新能源和分布式电源接入体系。规范完善新能源、分布式电源并网标准，有序建设主动配电网、微电网，鼓励应用分布式多能源互补、发电功率预测等方式，提高分布式电源与配电网协调能力，满足新能源、分布式电源广泛接入要求。推进配电网储能应用试点工程。二、 推动构建新型电力系统推动电力系统向适应大规模高比例新能源方向演进。统筹高比例新能源发展和电力安全稳定运行，加快电力系统数字化升级和新型电力系统建设迭代发展，全面推动新型电力技术应用和运行模式创新，深化电力体制改革。以电网为基础平台，增强电力系统资源优化配置能力，提升电网智能化水平，推动电网主动适应大规模集中式新能源和量大面广的分布式能源发展。加大力度规划建设以大型风光电基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。建设智能高效的调度运行体系，探索电力、热力、天然气等多种能源联合调度机制，促进协调运行。以用户为中心，加强供需双向互动，积极推动源网荷储一体化发展。创新电网结构形态和运行模式。加快配电网改造升级，推动智能配电网、主动配电网建设，提高配电网接纳新能源和多元化负荷的承载力和灵活性，促进新能源优先就地就近开发利用。积极发展以消纳新能源为主的智能微电网，实现与大电网兼容互补。完善区域电网主网架结构，推动电网之间柔性可控互联，构建规模合理、分层分区、安全可靠的电力系统，提升电网适应新能源的动态稳定水平。科学推进新能源电力跨省跨区输送，稳步推广柔性直流输电，优化输电曲线和价格机制，加强送受端电网协同调峰运行，提高全网消纳新能源能力。增强电源协调优化运行能力。提高风电和光伏发电功率预测水平，完善并网标准体系，建设系统友好型新能源场站。全面实施煤电机组灵活性改造，优先提升30万千瓦级煤电机组深度调峰能力，推进企业燃煤自备电厂参与系统调峰。因地制宜建设天然气调峰电站和发展储热型太阳能热发电，推动气电、太阳能热发电与风电、光伏发电融合发展、联合运行。加快推进抽水蓄能电站建设，实施全国新一轮抽水蓄能中长期发展规划，推动已纳入规划、条件成熟的大型抽水蓄能电站开工建设。优化电源侧多能互补调度运行方式，充分挖掘电源调峰潜力。力争到2025年，煤电机组灵活性改造规模累计超过2亿千瓦，抽水蓄能装机容量达到6200万千瓦以上、在建装机容量达到6000万千瓦左右。加快新型储能技术规模化应用。大力推进电源侧储能发展，合理配置储能规模，改善新能源场站出力特性，支持分布式新能源合理配置储能系统。优化布局电网侧储能，发挥储能消纳新能源、削峰填谷、增强电网稳定性和应急供电等多重作用。积极支持用户侧储能多元化发展，提高用户供电可靠性，鼓励电动汽车、不间断电源等用户侧储能参与系统调峰调频。拓宽储能应用场景，推动电化学储能、梯级电站储能、压缩空气储能、飞轮储能等技术多元化应用，探索储能聚合利用、共享利用等新模式新业态。大力提升电力负荷弹性。加强电力需求侧响应能力建设，整合分散需求响应资源，引导用户优化储用电模式，高比例释放居民、一般工商业用电负荷的弹性。引导大工业负荷参与辅助服务市场，鼓励电解铝、铁合金、多晶硅等电价敏感型高载能负荷改善生产工艺和流程，发挥可中断负荷、可控负荷等功能。开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车与电网（V2G）能量互动等各类资源聚合的虚拟电厂示范。力争到2025年，电力需求侧响应能力达到最大负荷的3%5%，其中华东、华中、南方等地区达到最大负荷的5%左右。三、 低压电器行业梯队分化明显我国低压电器行业企业数量较多，但竞争力普遍不强；低压断路器主机厂总体上可分为高、中、低三个梯队。其中，第一梯队主要有施耐德、ABB和西门子等跨国企业；该类企业掌握了低压电器行业最先进的技术，是行业中的技术引领者，引领低压电器行业的发展方向。第二梯队主要有正泰电器、常熟开关、良信股份和上海人民电器等；该类企业具有较强的研发能力，能够及时跟进行业技术的发展。第三梯队是业内大部分产品同质化、以低价策略进行竞争的企业；该类企业研发能力较弱，一般通过模仿进行生产，满足中小型用户需求。四、 低压断路器行业的发展趋势（一）低压电器行业的发展趋势低压电器产品量大面广，与国民经济各行业都密切相关。近年来，包括电网建设、工业制造、建筑行业、石化冶金等众多行业，出现了各自的发展特征与需求的变化。1、配电网投资持续，带动低压电器产品需求稳步增长电网投资已经由主干网向配网侧和用户侧转移，未来电网投资将向配网倾斜；再者现有配网中服役的低压电器产品，因产品寿命、安全性、稳定性、更新周期等原因，也将带来较大的更新需求增量。2、新技术领域与低压电器的融合将进一步加快信息技术、人工智能（AI）、电力电子、智能网联、智能能源管理等新技术正在持续渗透并应用于各行各业的各个环节。这些技术与低压电器的融合过程将加速进行。随着新技术不断地发展，新技术在低压电器应用起步并加速，智能化（人工智能）、数字化等将逐步融入低压电器行业各个领域。相关新技术同低压电器行业将会出现新的融合产物。这将带来行业革命性的突破。3、低压直流技术将成为低压断路器行业技术发展新趋势随着城市化进程的快速发展，能源可持续发展要求的提升，现有城市交流配电网系统运行面临着新挑战。供电可靠性、电能质量、分布式能源消纳、负荷多样性等配电、用电场景要求发展新型直流配电网。近年来，随着直流微网和分布式电源的崛起，低压直流设备及系统已在轨道交通、通信、船用电力、电动汽车充电设施、智能建筑、智能家居等领域得到了越来越广泛的应用。例如，混合式直流断路器、机械式直流断路器、固态直流断路器以及配套的核心模块等，这些都是行业未来几年技术研究发展的热点。4、智能制造在低压电器行业应用与推广将持续加速对于主要采用传统劳动密集型生产方式的国内低压电器行业，随着人口红利的消失、企业对降本提速的迫切需求、产品可靠性、安全性的关注度不断提升，迫切需要通过智能制造技术来提升企业的综合运营效率。低压电器行业的智能制造建设将呈现出从单点企业突破，再向行业层面拓展并全面铺开的特点。预计未来几年，在线检测、自动化装配、预测性维护、远程运维服务等典型应用将会在行业中逐渐推广与应用。5、新能源发电市场高速增长，推动专用型低压电器技术快速进步光伏发电和风电行业等新能源发电属于国家产业政策鼓励发展的行业。由于各类新能源发电能源获取的方式、发电原理各不相同，业内企业需要根据各类能源的发电及配用电特点，对低压断路器进行改良甚至重新设计，从而推动专用型低压电器技术快速进步。例如，对于光伏发电领域，业内企业需要研发专用型的直流断路器以控制短路时发生的逆向电流，以此保护光伏电池串组，满足光伏发电对配用电安全性、可靠性的高要求。6、新能源汽车充电桩和充电站市场将成为低压电器应用新增长点新能源汽车充电桩和充电站市场持续发力，相关配套低压电器产品增势迅猛。关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见，到2025年，我国充电基础设施体系要满足500万辆新能源汽车的充电任务要求。根据新能源汽车产业发展规划（20212035年），到2025年，我国新能源汽车新车销售量要达到汽车新车销售总量的20%左右。2020年我国新能源汽车销量已超过136万辆，新能源汽车充电桩已超过168万台。未来5年，新建400万个充电桩将为相关配套低压电器产品带来可观增长。（二）低压断路器附件的发展趋势1、低压断路器附件标准化发展趋势现阶段低压断路器附件具有多品种、小批量、多批次的特点。为实现低压断路器附件的自动化、大批量生产，今后各厂商将更重视产品的标准化设计研发。2、低压断路器附件模块化发展趋势为了提升附件产品设计效率，并有效减少零部件种类，低压断路器附件设计趋向模块化。这有利于自动化生产，提高安装、更换、维修的便捷性。3、低压断路器附件小型化发展趋势低压断路器呈现出功能多样化的发展趋势，而其体积相对固定；为在有限体积内实现更多功能，附件借助新工艺、新材料、电力电子集成技术，以及产品结构创新，呈现出小型化的趋势。4、低压断路器附件智能化发展趋势为建设实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的泛在电力物联网，低压断路器的智能化将成为未来重要发展趋势。这对低压断路器附件提出了智能化的发展要求。5、低压断路器附件高可靠发展趋势低压断路器附件用于接收和传输用电系统中的各种状态信息、指令和信号，对用电系统运行状态进行准确监测和远程控制，并及时下达操作指令，且不允许出现误判。低压断路器附件的可靠性对配电系统的稳定性愈发重要。五、 配电网建设改造发展目标通过配电网建设改造，中心城市（区）智能化建设和应用水平大幅提高，供电质量达到国际先进水平；城镇地区供电能力和供电安全水平显著提升，有效提高供电可靠性；乡村地区电网薄弱等问题得到有效解决，切实保障农业和民生用电。构建城乡统筹、安全可靠、经济高效、技术先进、环境友好、与小康社会相适应的现代配电网。经过五年的努力，至2020年，中心城市（区）用户年均停电时间不超过1小时，综合电压合格率达到9997%；城镇地区用户年均停电时间不超过10小时，综合电压合格率达到9879%；乡村地区用户年均停电时间不超过24小时，综合电压合格率达到97%。六、 增强供电能力，有效服务民生着力提升配电网供应能力。按照导线一次选定、廊道一次到位、土建一次建成的原则，适度超前建设配电网，提高对负荷增长的适应能力。密切跟踪市区、县城、中心城镇和产业园区等经济增长热点，适时增加变压器容量，增加变电站布点和线路，解决局部供电能力不足问题。结合农村人居环境整治，加大配电线路、配电台区和低压进户线改造力度，全面解决户均供电容量低、安全隐患多、低电压等问题。规范住宅小区供电。按照产权清晰、责权对等、运维规范的原则，建立统一的住宅小区供配电设施建设标准，将住宅小区用电需求纳入配电网统一规划，规范设计、规范建设，由具备资质的公司承担建设及运行维护管理，切实保证供配电工程质量，提升供电服务水平。对于老旧小区、使用临时电的小区，厘清资产、积极化解历史矛盾，加快配电网改造步伐，落实一户一表，保障住宅小区用电客户的合法权益。优化网架结构。中心城市（区）加快变电站及廊道落实，力争形成双侧电源结构，加强中压线路站间联络，提高负荷转移能力。城镇地区根据负荷发展需求，解决高压配电网单线单变供电安全问题，逐步过渡到合理的目标网架。着力解决县域电网与主网联系薄弱问题。乡村地区适度增加布点，缩短供电半径，合理选用经济适用的网架结构。加强贫困及偏远地区供电。因地制宜采取电网延伸和光伏、风电、小水电等供电方式，全面解决无电人口用电问题。加大国家级贫困县、集中连片特殊困难地区以及偏远少数民族地区、革命老区配电网建设与改造力度，提高电力普遍服务水平。改善农村生产生活供用电状况。加强农村地区用电需求分析，针对春节、农忙等季节性负荷特点，远近结合、多措并举保障农村生产生活供电。根据地方农业生产特点，因地制宜对粮食主产区农田节水灌溉、农村经济作物和农副产品加工、畜禽水产养殖等供电设施进行建设改造。七、 低压断路器行业的主要壁垒（一）低压断路器行业品牌壁垒低压断路器附件是能够使低压断路器拓展多种控制手段与安全保护功能的重要模块器件，其产品质量对低压断路器的有效性、可靠性及安全性起着至关重要的作用，直接关系到下游企业产品的性能和终端用户的用电安全。因此，低压断路器附件的产品品牌、企业声誉是下游企业选择供应商时的一个重要考虑因素。为了确保其产品质量和性能的稳定，下游企业倾向于选择长期合作、各方面技术指标经过长期考验的品牌产品。因此，低压电器行业内品牌认可度较高、生产经营履历良好的企业往往具有显著的竞争优势，占据较大市场份额；行业新进入者很难在短期内迅速建立品牌效应，行业的品牌壁垒明显。（二）低压断路器行业技术壁垒低压断路器附件产品的研发、设计、生产涉及技术门类广，不仅需要应用电气技术、机械结构技术、模具成型技术、材料工艺、微电子技术、自动化控制技术、无线通讯技术、嵌入式软件等，还涉及环境温度、湿度、气体腐蚀等因素。同时，低压断路器附件产品关乎用电安全，要求产品性能稳定、安全可靠，对加工精度的要求较高。因此，对于行业新进入者，需要较长时间积累附件产品研发和生产经验，获得相关技术储备。这对新进入企业形成了较高的技术壁垒。（三）低压断路器行业产品种类齐全的壁垒低压断路器附件具有种类繁多的特点。低压断路器附件企业通常需要多年的生产积累和持续的资金投入，研制开发出几千种不同的模具和工装夹具，用以生产相应的附件产品，满足市场需求。同时，因低压断路器附件种类繁多，产品个性化程度较高，附件的生产经营体现出多品种、小批量、多批次的特点，对企业的研发创新、生产管理、客户需求快速响应等方面提出了很高的要求。对于行业新进入者，除了需要巨大的模具开发资金投入以外，也很难在短期内迅速建立适应低压断路器附件种类繁多这一特点的研发、生产体系，行业壁垒明显。（四）低压断路器行业市场壁垒低压断路器附件对低压断路器和终端用电的安全性、可靠性有着重要影响，需要进行严格的下游主机厂评审，具有较高的准入门槛。附件厂商随断路器主机厂进行同步研发，并且拥有相关产品的知识产权。附件厂商与断路器主机厂形成稳定合作关系后，新进入者很难进入主机厂配套体系。随着市场竞争的日益充分和规范程度的提高，主机厂对供应商进行全方位审核，除了要求供应商具备在行业内先进的技术研发、生产工艺、质量管理能力之外，还必须成为合格供应商才能与之合作。附件厂商与主机商需要同步研发的合作模式和主机厂严格的供应商资质认定，以及基于长期合作而形成的稳定购销关系，对新进入者形成较强的市场准入壁垒。（五）低压断路器行业环保壁垒目前世界范围内倡导低碳经济，绿色制造成为必然潮流。国内外对于环境保护的要求日趋严格，欧盟颁布了关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令（RoHS）等政策法规，各大下游低压断路器制造厂商都对低压断路器附件产品符合RoHS等提出了明确要求。总体而言，业内小型企业不具备定性定量检测手段，无法满足环保要求。八、 加快能源产业数字化智能化升级推动能源基础设施数字化。加快信息技术和能源产业融合发展，推动能源产业数字化升级，加强新一代信息技术、人工智能、云计算、区块链、物联网、大数据等新技术在能源领域的推广应用。积极开展电厂、电网、油气田、油气管网、油气储备库、煤矿、终端用能等领域设备设施、工艺流程的智能化升级，提高能源系统灵活感知和高效生产运行能力。适应数字化、自动化、网络化能源基础设施发展要求，建设智能调度体系，实现源网荷储互动、多能协同互补及用能需求智能调控。建设智慧能源平台和数据中心。面向能源供需衔接、生产服务等业务，支持各类市场主体发展企业级平台，因地制宜推进园区级、城市级、行业级平台建设，强化共性技术的平台化服务及商业模式创新，促进各级各类平台融合发展。鼓励建设各级各类能源数据中心，制定数据资源确权、开放、流通、交易相关制度，完善数据产权保护制度，加强能源数据资源开放共享，发挥能源大数据在行业管理和社会治理中的服务支撑作用。实施智慧能源示范工程。以多能互补的清洁能源基地、源网荷储一体化项目、综合能源服务、智能微网、虚拟电厂等新模式新业态为依托，开展智能调度、能效管理、负荷智能调控等智慧能源系统技术示范。推广电力设备状态检修、厂站智能运行、作业机器人替代、大数据辅助决策等技术应用，加快智能风机、智能光伏等产业创新升级和行业特色应用，推进智慧风电、智慧光伏建设，推进电站数字化与无人化管理，开展新一代调度自动化系统示范。实施煤矿系统优化工程，因地制宜开展煤矿智能化示范工程建设，建设一批少人、无人示范煤矿。加强油气智能完井工艺攻关，加快智能地震解释、智能地质建模与油藏模拟等关键场景核心技术开发与应用示范。建设能源大数据、数字化管理示范平台。九、 国民经济各部门对低压电器需求稳定增长低压电器行业与电力、建筑（包括房地产业）、通信、工业制造、轨道交通等行业息息相关，后者是我国全社会固定资产投资的主要投向。因此，低压电器行业增速与我国固定资产投资增速有很大的相关性。我国固定资产投资（不含农户）由2011年的3019万亿增长至2021年的5445万亿，年均复合增长率达607%。稳定增长的固定资产投资保证了低压电器需求的稳定增长。