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1、2019智能电网行业概况前景分析调研2019年11月目录1.智能电网行业概况及现状41.1智能电网行业正掀起建设热潮41.2能源战略彻底转型51.3智能化趋势不可改变62.智能电网行业存在的问题92.1尚有智能电网的技术难题需解决92.2电力改革尚未完善，电网企业负担较重92.3发电环节问题102.4输电环节问题102.5变电环节问题112.6更大范围优化资源配置能力亟待提高112.7新能源接入与控制能力需要进一步强化112.8电网装备智能化水平需持续提升122.9与用户的互动需不断增强123.智能电网行业技术发展趋势143.1采用高级测量架构143.2模块化153.3网络化153.4系统化1
2、64.智能电网行业发展前景174.1政府重点支持智能电网的投资建设174.2我国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174.3大数据技术的发展推动智能电网的发展184.45G助力智能电网发展194.5智能电网与泛在电力物联网的融合是能源转型不可或缺的支撑191. 智能电网行业概况及现状国家发改委、国家能源局印发关于促进智能电网发展的指导意见。对此，电力行业资深人士评论指出，指导意见的出台对于厘清“智能电网”概念，明确原则、重点任务与方法至关重要。今后无论是现代电网，还是智慧电网，“一些过去似是而非的提法可以休矣”。据了解，当前我国发展智能电网，目的是要进一步提高电网接纳和优化配置
3、多种能源能力，同时推动清洁能源、分布式能源的科学利用，全面构建安全、高效、清洁的现代能源保障体系，并带动上下游产业转型升级，实现我国能源科技和装备水平的全面提升。此次指导意见还提出了十项主要任务，重点也是围绕“建立健全网源协调发展和运营机制，全面提升电源侧智能化水平;增强服务和技术支撑，积极接纳新能源;加强能源互联，促进多种能源优化互补;构建安全高效的信息通信支撑平台”等问题进行布局，而最终我国的智能电网，就是要构建一张“实现我国能源生产、消费、技术和体制革命的重要手段”的能源互联网。1.1 智能电网行业正掀起建设热潮 电力行业是关系国计民生的基础能源产业。 随着全球经济的稳步发展及人民生活水
4、平的逐步提高，各国对电力的需求急速增加，要求各国持续加大电力基础设施投资力度，从而带动电网建设。在新能源技术、智能技术、信息技术、网络技术不断创新突破的条件下， 智能电网成为全球电力能源输配电环节发展的必然选择，全球掀起一片智能电网建设热潮。1.2 能源战略彻底转型我国智能电网概念的提出始于2009年前后，当时全球正在掀起一轮智慧地球热潮。受此启发和影响，我国相关企业以及研究机构也陆续加入到这一行列。由于缺少参照和借鉴，最初的智能电网，概念模糊、设计超前，模式及规模甚至远大于互联网。国家电网公司算是国内最早开始实施智能电网布局的企业之一，其提出的“坚强智能电网”，经过多年的调整和完善，已经十分
5、接近国家两部门提出的智能电网实质性内容，但以特高压为主的特定内容又使其似乎偏离智能电网的核心。我国智能电网在2009年之所以做不起来，有很多原因，其中一点是把它作为科技创新、科技示范的概念来讨论，如果要把智慧能源推到另外一个高度来讲，就必须上升为国家战略。近年来，我国已经发布了能源发展战略行动计划，明确到2020年，我国能源消费总量控制在48 亿吨标准煤。这意味着到2020年，中国决心用48亿吨标准煤来实现大约100万亿元的GDP总量，“未来几年，中国最重要的就是能效问题，能效革命与智慧能源、智能能源相结合，我们就可以把这样一个概念作为国家战略配合整个战略转型来实现”。在此蓝图下，中国能源将在
6、六个放开基础上实现大规模的彻底转型，包括放开电力、油气等能源网的竞争;放开油气、电力竞争性环节价格;放开能源企业投资项目;放开资源勘探市场;放开能效;放开能源技术创新等。同时，在放开基础之上，对中国能源体制、能源生产、能源消费进行大规模、颠覆性的重组，大规模重组以后，有望在2020年前后出现一个比较新的能源体系。1.3 智能化趋势不可改变能效的合理控制和利用将是未来电网的最基本特征所在，而在信息化、工业化的深度融合之下，“互联网+能源”的要求也更加迫切。国网能源研究院副总经济师白建华指出，当前全球电力需求增长将进入新的加速期。2020年之前，工业、建筑、交通等领域电气化水平逐步提升，电力需求将
7、持续增长。在20102020年阶段，电力需求平均增长2.8%，电力消费弹性系数0.9，到2020年之后，终端各领域电能对传统化石能源，特别是煤炭和石油的替代进程将明显加快，风电、太阳能可再生能源发电规模不断攀升，全球电力需求增长将逐渐加速，20202030年、 20302040年电力需求增长率会达到3.3%和3.8%。展望未来我国清洁能源规模，2020年水电将达3.5亿千瓦，风电2亿千瓦，太阳能1亿千瓦，生物质能3000万千瓦，核电5800万千瓦，加起来7.3亿千瓦左右，再往后到2050年清洁能源可能达到30亿60亿千瓦的开发规模，这将对未来电力系统的构建产生天翻地覆的变化。能源网络的互联信息
8、化已经是不可改变的趋势。根据指导意见，未来我国的智能电网需具备高度信息化、自动化、互动化等特征。据智能电网行业市场调查分析报告预计，通过智能电网，我国将逐步建立并推广供需互动用电系统，实施需求侧管理，引导用户能源消费新观念，适应分布式电源、电动汽车、储能等多元化负荷接入需求，打造一个从“实现清洁能源的充分消纳”到“提升输配电网络的柔性控制能力”，再到“满足并引导用户多元化负荷需求”的互动用电服务平台。在智能电网建设方面国内企业早已发力。国网公司计划年内将新建智能变电站1400座;组织开展用电信息采集系统建设，安装智能电能表6060万只，建成投运“三线一环”高速公路城际互联快充网络。同时还将组织
9、智能电网创新示范工程，包括新能源开发工程、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。2. 智能电网行业存在的问题2.1 尚有智能电网的技术难题需解决 由于中国宏观经济发展的不平衡，随着电力需求高速增长，地区间的电能消费量差别逐所增大，中国电力供给与需求分布存在以下特点：能源方面，水能主要在西南地区，煤炭分布于陕西、山西、内蒙古西部“三西”地区；负荷则主要集中于东部沿海经济发展水平较高的地区。因此，电力供给的可获得性、非歧视性、可承受性，面临区域间经济人口及电力供需不均衡给坚强智能电网的建设带来了巨大的挑战。此外，未来将有大量的分
10、布式清洁能源发电及其他形式发电接入电网，要求配电网具备灵活重构、和阴流优化、青洁能源接纳能力，这对于智能电网的技术要求也是一种挑战。2.2 电力改革尚未完善，电网企业负担较重 相对于其他工业，中国电力行业的市场化改革起步较晚。由于历史原因，我国的电网从建立之初就是一张统一的大电网，自然垄断是其基本属性。多年来，电网作为关系国计民生的重大基础设施，在经济社会发展中发挥了重要的不可替代的作用。我国的电网由国有企业垄断运营，电价由国家价格主管部门确定，采取“财政补贴向用电户收费”的模式，具备非常明显的“准公共产品”特征。电网虽然已经实现政企分开、厂网分离，但是由于缺少市场竞争，在输电、配电、售电方面
11、仍然存在不少问题。目前我国电力体制正在改革，但由于电力改革尚未完善，服务机制尚不健全，电网企业实际承担了较多的服务社会的责任，如落后地区的城网改造、“村村通电”工程、居民用电无偿维修服务等，因此负担较重，不利于电网企业实现对智能电网的大力投资。2.3 发电环节问题对于智能电网，在发电环节，从网厂协调和机组的运行控制方面来说，由于原电力网注重的是低电压穿越，且现有的风电调风性较差等都决定了我国需要构建大能源建设基地并保证其能源集中分布。所以说对于大能源的太阳能和风电的发电是当前智能电网建设中存在的问题，也是建设智能电网需要解决的问题。2.4 输电环节问题根据我国水电分布的特点，主要集中于西南和西
12、北地区，而用电负荷比较大的地区主要是东南沿海地区，这就存在负荷和电源不均的矛盾。解决的主要措施是需要高电压、大容量的输电机制，在增加输电容量和提高输电电压等级的同时，也会带来输电潮流控制问题、电能质量问题、系统诊断问题等一些新的挑战。2.5 变电环节问题虽然我国在变电站智能化发展方面处于领先水平，现拥有的自动化变电站技术为智能电网提供了较为成熟的搭建平台。尽管技术上领先，但是若实际用于智能电网，还有一些问题需要改进，比如说二次设备的智能化水平还未达到要求，离所需智能化等级相差甚远，同时变电站之间的信息共享程度不高。2.6 更大范围优化资源配置能力亟待提高中国一次能源分布及区域经济发展的不均衡性
13、，决定了资源大规模跨区域调配、全国范围优化配置的必然性。随着中国经济的高速发展，电力需求持续快速增长，就地平衡的电力发展方式与资源和生产力布局不均衡的矛盾日益突出。缺电与窝电现象并存，跨区联网建设滞后，区域间输送及交换能力不足，电力资源配置范围和配置效率受到很大限制，更大范围优化资源配置能力亟待提高。另外，由于环境问题日益突出，尤其是东部地区频繁出现的雾霾天气带来的环保压力，也要求加快建设以电为中心，实现“电从远方来”的能源配置体系。2.7 新能源接入与控制能力需要进一步强化中国风电、光伏等新能源发展迅猛。一方面，八大千万千瓦级风电基地正在加快建设，呈现大规模、集约化开发的特点。另一方面，分布
14、式新能源及其他形式发电方兴未艾，未来存在爆发式增长的可能。2002年以来，国家电网公司经营区域内风电装机年均增长74.9%，光伏发电装机年均增长52.2%。这给电网运行带来了重大的挑战。一是需要进一步提高天气预报的精度，提高新能源发电预测准确性；二是需要合理安排新能源并网方式，实现风光与传统电源、储能等的联合运行；三是需要进一步提升大电网的安全性、适应性和调控能力；四是需要进一步加强城乡配电网建设与改造，要求配电网具有自愈重构、调度灵活的特点，具备分布式清洁能源接纳能力。2.8 电网装备智能化水平需持续提升自2009年以来，国家电网公司应用了输变电设备状态监测、故障综合分析告警、配电网自愈等一
15、批先进适用技术，但整体来说，这些技术应用的规模、范围和深度仍较低，需要进一步加大推广。同时，需更加注重应用先进的网络信息和自动控制等基础技术，进一步提升电网在线智能分析、预警、决策、控制等方面的智能化水平，满足各级电网协同控制的要求，支撑智能电网的一体化运行。2.9 与用户的互动需不断增强随着用户侧、配网侧分布式电源的快速发展，尤其是随着屋顶太阳能发电、电动汽车的大量使用，电网中电力流和信息流的双向互动不断加强，对电网运行和管理将产生重大影响。一是需要重点研究由此带来的电网物理特性的改变，建立数学、物理模型，解决信息交换及调度控制等相关问题；二是需要大力探索配套政策与商业运营模式，适应分布式电源并网的需要，丰富服务内涵，拓展终端用能服务领域和内容，促进终端用能效率的提升，实现可持续发展.3. 智能电网行业技术发展趋势从智能电网的发展顺序来看， AMI 是实现智能电网的第一步。我国智能电表目前的发展特征是依托智能电网和现代管理理念，利用高级测量架构（AMI）、高效控制、高速通信、快速储存等技术，向模块化、网络化、系统化方向发展。3.1 采用高级测量架构 高级测量架构（Advanced Metering Infrastructure， AMI）是在有 I
