电力设备检测行业电力系统及智能电网分析

电力设备检测行业电力系统及智能电网分析 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、 电力设备检测行业现状分析 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。 三、 电力设备检测相关技术分类 近年来，国家对电线电缆制造以及电力设备的监督力度持续加强、检测标准的不断完善。在监管趋严背景下，电力设备检测需求持续增长的同时，研发实力强、品牌及公信力认可度高的检测机构有望优先受益。 四、 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。 五、 电力设备检测 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，对电力设备在不同工况下的功能性能及稳定性进行考核，以评定电力设备是否满足质量要求。 电力设备，尤其是电力系统二次设备，属于智能电网、新能源领域的专业设备，对其检测侧重于电气性能及安全、电磁兼容、通信规约、动态模拟以及正在兴起的网络信息安全、可靠性等性能检验，属于高端技术密集型检测领域，对检测人员的经验和技术水平要求很高。电力系统二次设备检测的主要企业为中国电科院、开普检测和国网电力科学研究院实验验证中心等，检测机构相对集中，市场议价能力较强。 电力设备检测的第三方检测机构独立于任何电力设备生产制造商以及使用方，接受社会委托，向社会提供独立的第三方检测服务，包括：生产企业的委托检验、型式试验，认证检验，仲裁检验、科研成果鉴定试验、国家产品质量监督抽查、标准试验验证以及电力企业的市场准入及到货检验。 近年来，我国电网逐渐向高电压、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，对电力设备运行和控制技术也提出了更高的要求。而电力设备作为保障系统安全稳定运行的第一道防线，一旦发生故障，可能带来极大的停电损失，因此，必须对电力设备进行全方位检测，确保其投入使用后能够保障电力系统的安全稳定运行。 国内电力行业持续向好发展，为电力设备检测业务的壮大提供动力。近年来，我国电力生产和消耗量不断增长，火力发电占比达70%以上。根据中电联数据显示，2019年全年发电量达到71422亿千瓦时，同比增长3．5%；2020年1-5月份，发电量27325亿千瓦时，同比下降3．1%。 电力设备的研发、元器件采购、生产制造、安装入网、维护等全生命周期的各个环节均涉及检测。目前，我国电力设备检测主要由电力设备制造企业内设检测机构（第一方）、电力系统二次设备使用方所属检测机构（第二方）以及独立检测机构（第三方）参与完成。 独立于任何电力设备生产制造商以及使用方，接受社会委托，向社会提供独立的第三方检测服务，包括：生产企业的委托检验、型式试验，认证检验，仲裁检验、科研成果鉴定试验、国家产品质量监督抽查、标准试验验证以及电力企业的市场准入及到货检验。 目前，我国电力设备检测行业在技术经验、品牌积累、资质获取等方面存在较大的进入门槛。因此，对于新进入者而言存在一定的壁垒。 六、 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。 七、 电力设备检测综述 电力设备使用过程中受磨损、腐蚀等影响，设备可靠性降低，可能出现技术性劣化甚至事故等情况。电力设备状态检测、监测产品，主要是通过对电力设备的电气、机械等状态进行检测和监测，来获取其运行状况、运行质量等信息，以便及时发现各种劣化过程的发展状况，并在可能出现故障或性能下降到影响正常工作前，及时进行维修、更换，从而保障整个电网运行的安全性、稳定性和可靠性。