电力开关柜监测诊断系统产业发展前景预测与投资战略规划

电力开关柜监测诊断系统产业发展前景预测与投资战略规划 一、 气设备检测产业链分析、发展特点 电气设备对电力系统的稳定运行具有重要作用，我国国土面积跨度大、气候环境复杂，电气设备需要面对各类极端环境的考验。同时，我国电网向着高电压、长距离、大容量、交直流混联方向发展，电网运行特性更加复杂，安全稳定问题日益突出，对电气设备运行和控制技术也提出了更高的要求。电气设备检测是按照相关国家标准、行业标准等产品技术标准的要求，模拟电网内部各类运行环境，对电气设备在不同工况下的功能性能及稳定性进行考核，以评定电气设备是否满足质量要求。 二、 电力设备检测行业发展概况和趋势 （一）电力设备检测行业电力系统及智能电网 电力系统由发电、输电、变电、配电及用电等环节组成，各环节通过网络及设备连接，组成电网。 随着社会经济不断发展，社会用电总量不断提升。中国电力企业联合会数据显示，全社会用电量由2011年47，052．89亿千瓦时增长至2021年83，128亿千瓦时，年均复合增长率达到5．86%。 1、智能电网首次提出及阶段建设目标 电力系统及电网的安全性、稳定性、可靠性事关国民经济的持续发展和人民生活水平的提高。因此，2009年5月，国家电网首次提出坚强智能电网概念。2010年3月，加强智能电网建设被写入当年的《政府工作报告》，上升为国家战略。随后，国家电网、南方电网先后制定了发展规划。 智能电网是指以物理电网为基础（中国的智能电网以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础），将先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成所形成的新兴电网，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。 在输电环节，需实现全网雷电活动联网探测和高精度定位、全部特高压线路和大跨越杆塔状态在线监测、主要灾害多发区和微气象区监测等功能。 在变电环节，变压器、电抗器、断路器、GIS、电力电缆、高压套管等设备故障率相对较高、故障影响较大，需对其进行及时可靠的工况检测、监测，并对工况信息进行及时传输汇总。 在配电环节，通过采用先进的自动化、通信和信息技术，分阶段、分层次地规划和实施，逐步提高配电网络（主要包括配电主站、配电终端、配电子站和通信通道等部分）的自动化水平，实现配网调控一体化和智能化。 根据国家电网于2010年发布的《国家电网智能化规划总报告（修订稿）》，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。经过三阶段的国家电网智能化改造，我国的智能电网建设已出具雏形，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，国内电网规模、网络结构、电压等级等都实现巨大发展。 2、智能电网进入十四五新阶段，配电网建设成为重点 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。 根据南方电网印发的《南方电网十四五电网发展规划》，南方电网将投资约6700亿元，加快数字电网建设和现代化电网进程，推动新能源为主题的新型电力系统构建。此外，南方电网还提出此次十四五工作重点之一为配电网建设，规划配电网侧投资3200亿元，占总投资比达到48%，主要致力配网智能化的建设，包括配电自愈达到100%、配网数字化相关建设、缩短停电时长等。 南方电网提出配电网建设作为十四五期间智能电网建设的重点工作，基于当下时期电网建设面临新能源体系发展需求。2021年碳达峰、碳中和成为产业焦点，国家能源局等机构颁布多项相关政策推动新能源占比提升。2021年，全国风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重达到11%左右，未来几年新能源占比提升将进一步提升。新能源、电动汽车、储能等在配电网大规模并网，传统电网难以实现较好的接入效果，配电系统稳定问题将日益突出。配网侧的数字化和智能化改造亟待提速，升级变压器、提升能效、扩容配电网等措施将会陆续落地，以支持分布式电源、微网、储能、电动汽车的友好接入和需求互动，提高配电网的承载力和灵活性。 （二）电力设备检测及智能监测行业 1、电力设备检测及智能监测概况 我国的电力设备检修经历了事故检修、定期检修到状态检修的阶段演变。事故检修指设备发生故障后的检修，是一种事后检修手段；定期检修根据电力设备特性，确定检修周期，对电力设备进行定期检修，是一种事前检修手段；状态检修通过监测设备状态对设备安排检修，是一种动态检修手段。事故检修作为事后检修对电力系统稳定性造成的冲击巨大，定期检修由于周期固定，未考虑电力设备的实际使用情况，经济性较差。事故检修和定期检修都存在不可规避的劣势，造成检修过度或检修不足，不能充分适应电网规模的扩张以及电力设备智能化的发展趋势，而状态检修综合了安全性和经济性，提升了电网设备的管理效率，在智能电网改造中逐渐被推广使用。 2、电力设备检测及智能监测的技术手段 电力设备状态检修主要采用带电检测及在线监测技术实现。带电检测指电力设备在运行状态下进行，主要通过巡检人员或巡检机器人使用便携式检测设备完成，从技术领域上看，带电检测主要利用红外线测温、X射线、超声波等技术手段；在线监测指在被测设备处于运行的条件下，对设备的状况进行连续或定时的监测，通常是自动进行的。在线监测系统一般由先进的传感器技术、计算机与信息处理技术、通讯系统、专家分析系统及较为完备的系统数据信息库组成。 三、 电气检测市场机遇 十四五时期将是我国实现碳达峰的关键五年，电力系统传统发电领域节能减排和新能源的接入必将加速推进。以新能源为主体的新型电力系统，对电源侧清洁化、电网侧智能化、用户侧电气化，加快以电力为中心的清洁低碳高效、数字智能互动的能源体系建设的持续需求给相关行业提供了巨大市场机遇。 四、 电力设备检测行业未来发展趋势 电力设备试验检测市场将伴随新能源发电装机和并网同步增长。随着新能源加速装机，以及我国电网向着高电压、长距离、大容量、交直流混联方向发展，无论是发电还是电网侧，运行特性都变得更加复杂，安全稳定问题日益突出，对电力设备运行和控制技术提出了更高要求，国家、行业标准也不断更新，因此对电力设备检测的需求也相应增加。具体来看，据国家能源局数据，2021年我国新能源发电装机规模达到10．63亿千瓦，发电量达到2．48万亿千瓦时。 从行业标准来看，新标准伴随新能源接入电网而出台，国家标准化管理委员会对风电、太阳能发电站接入电力系统提出了新的技术规定，分别于2022年3月和2021年12月实施。新标准的实施也将拉高电源和电网侧试验检测业务的壁垒，提升检测的难度。因此国家新能源装机规划加速和新标准的提出将推动电源侧试验检测调试市场规模持续增长；智能电网的大规模建设也将为电网侧试验检测业务带来更大的市场空间。 随着电力行业的快速发展，电力各环节所处的环境和场景也日益多元化和复杂化，依靠传统的人工对电网运行状态和人员作业行为进行监测，已经无法满足电网智能化的要求，且面临效率低和安全可靠性不强的问题。为满足电网输、变、配电设备数字化远程巡视、智能运维等生产组织模式的智能化需求，智能监测设备主要朝着传感器一体化集成、软件定义终端、泛在物联、云边计算协同等方向发展。 终端硬件层面，集成各类新型传感器，实现视觉传感、电信号、定位信号、气象信号、红外等传感器深度集成，并按照输电、变电、配电等应用场景和安装位置灵活适配；终端软件层面，实现多维传感数据的统一处理，并支持智能监测算法的远程下发和迭代升级；通信层面，覆盖电网内网、运营商网络以及自组网等通信场景，实现泛在物联；平台层面，实现云端全维度数据融合、AI算法赋能和智能运维业务场景全覆盖。 从整体电力领域检测市场规模来看，电力领域检测行业规模稳步增长。根据国家市场监督管理总局、中国认监委发布的《全国检验检测服务业统计报告》，2017-2021年，中国电力（含核电）检测领域的收入规模从36．15亿元增长到为83．68亿元，四年复合增速达23．35%。电力（含核电）细分领域主要包含线缆检验检测，此外还有输变电类设备检测、发电设备检测、安全变压器及类似设备检测、充电桩和整流逆变设备等其他检测小类。 从电力设备检测市场规模来看，根据相关数据统计，2019年我国电力设备试验检测市场规模约为15．54亿元，2015-2019年复合增长率为12．07%。预计2020年-2021年电力设备检测市场规模增速与整体电力领域检测市场增速保持相同，2020年-2021年中国电力设备检测市场规模分别达到16．32/18．31亿元。 五、 电力设备检测行业发展趋势 （一）电力设备状态检测、监测正朝综合检测方向发展 从国内外电力设备状态检测、监测技术的发展来看，各种检测技术之间主要是相互补充、相互印证的关系，而非对立、排斥的关系。因此，在实践中，对于电力设备状态的分析和诊断往往需要联合多种检测技术才能做出准确、完整的判断。由于电力设备状态检测、监测技术特点，因此，各电力设备状态检测、监测产品的生产企业都在努力向新的技术领域拓展，并在开发新产品时，努力将各种技术综合应用在单个产品中，以期使用一个产品即可实现对电力设备运行状态进行综合的评价和诊断。 （二）电力设备状态检测、监测融合应用物联网技术，建立能源互联网 2021年3月国家电网一次性提出碳中和、碳达峰18条行动方案，提出加强大云物移智链等技术创新和应用，加快信息采集、感知、处理、应用等环节建设，到2025年初步建成国际领先的能源互联网。同年5月南方电网发布《建设新型电力系统行动方案（2021-2030年）白皮书》《数字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系统白皮书》，提出要充分利用数字技术为电网赋能，提升电网全息感知和灵活控制能力，加快电网向能源互联网升级。2020年智能电网投资规模达1080亿元，其中电力信息通信投资比例已提高至40%。因此坚强智能电网和电力物联网，二者相辅相成、融合发展，形成强大的价值创造平台，共同构成能源流、业务流、数据流多流合一的能源互联网。作为电网智能化的重要环节，未来电力设备状态检测、监测将融合应用物联网技术，建立能源互联网。 （三）电力设备检测状态监测向具有故障诊断功能发展 随着物联网、大数据及人工智能技术的发展，电力设备检测及在线监测不再局限于电力设备的状态监测，通过海量故障数据解析和机器学习，检测及监测设备可以根据异常数据的特质判断电力设备故障类型，更大程度提高电力设备监测及管理效率。 六、 电力设备检测产业链 从产业链来看，电力设备检测上游行业主要是各类检测设备、检测耗材的生产制造业，下游行业为电力设备制造业以及电力设备使用企业。 智能电网建设逐步加码配电网，电网数字化加速推进，电力设备检测行业迎来需求与功能的升级。目前，我国智能电网主架网干结构逐渐完善，电网建设加速向配网侧辐射及整体电网数字化改造转移；同时，电网经历了大规模智能电网建设后，存量在运资产体量巨大。伴随着国家电网调增全年固定资产投资目标，电网行业景气度持续向上，电力设备状态检测、监测行业不断打开成长空间。 七、 电气设备检测产业上下游产业链结构 电气设备检测作为检验检测行业的细分领域，属于电力行业中的重要环节，能够为智能电网的建设以及下游应用行业的发展提供质量保证。从产业链参与主体来看，行业上游主要是各类检测设备、检测耗材的生产制造商，行业下游为电气设备制造业以及电气设备使用企业。