智能电网行业研究报告.doc

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1、 智能电网行业研究报告智能电网行业研究报告 大发电力科技股份有限公司 2012年11月9日 目录目录 智能电网行业研究报告.1 第一节 智能电网概述.4 1.1 世界经济发展历史趋势.4 1.2 智能电网定义.4 1.3 简单定义引发的问题.5 1.4 传统电网简介.5 1.5 传统电网与智能电网的比较.6 1.6 智能电网的特征.7 第二节 智能电网现状.7 2.1 国际智能电网发展情况.8 2.1.1 美国智能电网发展现状.8 2.1.2 欧盟智能电网规划.13 2.1.3 日韩智能电网发展情况.13 2.1.4 中国智能电网规划.15 2.1.5 美国、欧洲、中国智能电网发展差异.15

2、2.2 中国智能电网发展重点.17 2.2.1 发电环节.17 2.2.2 输电环节.18 2.2.3 变电环节.18 2.2.4 配电环节.19 2.2.5 用电环节智能电表.19 2.2.6 调度环节.20 2.2.7 智能电网案例.20 第三节 中国智能电网设备市场需求分析.21 3.1 坚强智能电网投资结构概述.21 3.2 新一代坚强电网：世界第一特高压输电网建设.24 3.2.1 交流特高压.27 3.2.2 直流特高压.29 3.3 电网智能化：可持续发展的广阔市场.30 3.3.1 新能源发电电网接入设备：绿色能源的智能入口.31 3.3.2 智能输电设备：全面提升效率与可靠性

3、.34 3.3.2 分布式电源与微网.43 3.3.3 智能调度系统：从信息化走向智能化.45 3.3.4 智能用电：外延市场将更为可观.47 第四节 智能电网对智能电表市场需求分析.51 4.1 国内市场需求分析.51 4.2 国际市场需求分析.54 4.3 市场开拓情况.55 第一节第一节 智能电网概述智能电网概述 1.1 世界经济发展历史趋势世界经济发展历史趋势 1.2 智能电网定义智能电网定义 智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网 2.0”1.3 简单定义引发的问题简单定义引发的问题 传统电网是什么样的 实现电网智能化的目标是什么 智能电网的

4、主要特征是什么 如何实现电网智能化的 1.4 传统电网简介传统电网简介 电网（power grid）定义：在电力系统中，联系发电和用电的设施和设备的统称。属于输送和分配电能的中间环节，它主要由联结成 网的送电线路、变电所、配电所和配电线路组成。（简单的物理设备联网，单向网络。）1.5 传统电网与智能电网的比较传统电网与智能电网的比较 1.6 智能电网的特征智能电网的特征 第二节第二节 智能电网现状智能电网现状 通信技术 传感测量 计算机 电力电子 其他 现在 1.电力线通信 2.光纤通信 GPRS/3G/WiMax 1.光电互感器 2.FRID 技术 1.大规模数据库技术 2.高性能计算机 1

5、.无功补偿 2.逆变器、变流器、变频器技术 1.特高压输电 2.直流输电 分布式发电 未来 四网融合技术 传感器网络 1.需求侧管理系统 1.超导技术 2.大规模储 2.智能决策系统 3.先进控制系统 能技术 3.双向馈电技术 2.1 国际智能电网发展情况国际智能电网发展情况 2.1.1 美国智能电网发展现状美国智能电网发展现状 1998 年，美国电科院（EPRI）开展“复杂交互式网络/系统”(CIN/SI）研究，目的是打造高可靠、完全自动化的美国电网，这是美国智能电网的最初原型。2002 年，美国电科院正式提出并推动了“Intelli grid”项目研究，致力于智能电网整体的信息通信架构开发

6、，配电侧的业务创新和技术研发，开展电能和通讯系统框架整合项目研究(Integrated Energy and Communications Systems Architecture,IECSA)，18 个月后，项目正式命名为智能电网框架(IntelliGrid Architecture)。这是世界上第一个智能电网框架研究，从而使得 EPRI 在智能电网领域研发迈开了坚实的一步。其价值在于：1）为未来电网信息框架提供建设规范；2）为自愈电网提供快速仿真和建模工具；3）为实现需求侧响应和构建现代用户量测体系提供接口；4）建设了一个仿真实验室以进行设备、系统和相关技术的测试；5）与一些电力部门进行了

7、工业应用研究。因此美国智能电网在功能上希望适应未来数字化信息社会对电能的高可靠性、高质量的要求；适应灵活的发、用电方式，满足分布式、可再生能源发电接入和灵活的用户供、用的需求；电网具有自适应纠正和自愈能力，主动预防而不是被动地应对紧急情况；持续优化运行以最有效地应用各种资源和设备；电网信息整合更全面；鼓励需求侧响应和用户对电网的交互，提供相应的便利接口。总体特点上具有交互性、自愈和自适应、优化能力、预测能力、包容能力、集成能力和更高的安全性。2003 年 4 月 2-3 日，美国能源部召集了 65 位电力行业和制造企业的专家在华盛顿聚会，会议的主题是讨论在电力的第二个百年里，美国应该建设一个什

8、么样的电网，并将该计划命名为“Grid2030”。在会后美国能源部输配电办公室发布了2030 电网的远景规划，提出了会议达到的共同愿景：“该计划将使北美电网具有极富竞争力的市场地位，人们可论何时何地都可以得到充足、廉价、清洁、高效和可靠的电力供应，得到最好和最安全的电力服务”，提出至 2020 年，半数的电力要经过智能电网输送，至 2030年要使 100%的电力通过智能电网输送的目标，设想用 30 年左右时间，建设横跨北美大陆的国家超导输电骨干网，以实现美国东、西海岸间的电力交流等。2004 年 1 月，美国能源部发布了建设 Grid 2030 的路线图，描绘美国未来电网的技术战略。在美国能源

9、部支持下，启动了“Gird Wise”和“现代电网(MGI）”等项目，使电网现代化愿景和计划在全国达成共识。美国能源部提出的智能电网主要包括：分布式发电；可再生能源等；电力电子应用；电力市场；大系统安全稳定分析、控制；大系统优化；配网自动化；广域信息量测、传输等。2006 年，美国 IBM 公司提出的“智能电网”解决方案1.16。IBM 的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的建设智能电网创新运营管理中国电力发展的新思路白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：1）通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；2）数据的整合体系和数据的收集体系；3）进行分析的能力，即依据已

10、掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图，是 IBM 一个市场推广策略。在这个框架之下，包含了许多具体的解决方案，如 ERP、CRM、EAM（企业资产管理）、CIM（通用信息模型）数据中心、人事管理系统、财务管理系统等等。2007 年 12 月，美国国会颁布了“能源独立与安全法案”，其中的第13 号法令为智能电网法令，该法案用法律形式确立了智能电网的国策地位。并就定期报告、组织形式、技术研究、示范工程、政府资助、协调合作框架、各州职责、私有线路法案影响、以及智能电网

11、安全性等问题进行了详细和明确的规定。2008 年 11 月，美国前副总统戈尔提出“统一国家智能电网”提案，指出该方案对于优化配置能源资源、提振经济、拉动就业的巨大效益。（目前，美国启动了北美同步相量计划（NASPI），在全国统一部署同步相量测量装置，期望以此打破州际壁垒，推动和建立跨区域的数据集成和共享机制。）2009 年 1 月 25 日美国白宫最新发布的 复苏计划尺度报告宣布：将铺设或更新 3000 英里输电线路，并为 4000 万美国家庭安装智能电表美国行将推动互动电网的整体革命。2009 年 2 月，美国国会颁布了“复苏与再投资法案”，美国政府将在 未来两三年向电力传输部门投资 110

12、 亿美元，其中能源部所属电力传输与能源可靠性办公室（OE）获得 45 亿美元，主要用于智能电网项目资助、标准制定、人员培养、能源资源评估、需求预测与电网分析等，并将智能电网项目配套资金的资助力度由2007年的20%提高到 50%。能源部的 BPA 电力局和 WAPA 电力局各获得 32.5 亿美元的国库借款权，主要用于加强电网基础设施，尤其是新建线路，以适应清洁能源并网的要求。OE 的 45 亿美元中，有 34 亿美元用于智能电网项目资助计划，6.15 亿美元用于示范工程建设。奥巴马总统于 2009 年 10 月底正式批准了获得资助的项目，共有 100 个机构将获得政府资助，带动的私有机构投资

13、将超过 47 亿美元。示范工程方面，共有 32 项示范工程入选，带动的私有机构投资超过 10 亿美元。总体上来看，美国政府的投资有效地带动了相关行业的参与和投资，已经确立了一大批智能电网待建项目，预计总投资将超过 100 亿美元。2009 年 2 月 4 日，IBM 与地中海岛国马耳他签署协议，双方同意建立一个“智能公用系统”，实现该国电网和供水系统数字化。IBM 及其合作伙伴将会把马耳他 2 万个普通电表替换成互动式电表，这样马耳他的电厂就能实时监控用电，并制定不同的电价来奖励节约用电的用户。这个工程价值高达 9100 万美元（合 7000 万欧元），其中包括在电网中建立一个传感器网络。这种

14、传感器网络和输电线、各发电站以及其他的基础设施一起提供相关数据，让电厂能更有效地进行电力分配并检测到潜在问题。IBM 将会提供搜集分析数据的软件，帮助电厂发现机会，降低成本以及该国碳密集型发电厂的排放量。2009 年 2 月 10 日，谷歌表示已开始测试名为谷歌电表Google PowerMeter的用电监测软件。这是一个测试版在线仪表盘，相当于谷歌正在成为信息时代的公用基础设施。谷歌电表具有如下特点：1）可接受智能电表和电器设备的信息，并将详细报告发送给用户的计算机；2）Google 认为当用户了解自己的能源消耗情况后，会相应修改自己的能源使用习惯，降低能源损耗；3）可以减少能源需求和电厂建

15、设需求。加州已完成第一阶段试验性 200 万户小区先进电表系统（advanced metering infrastructure，AMI）的安装，初步分析显示，节省电力可达16%30%。2009年7月，美国能源部向国会递交了第一部“智能电网系统报告”，制定了由 20 项指标组成的评价指标体系，分析了美国智能电网发展的现状及面临的挑战。2009 年 9 月，美国商务部长骆家辉在 GridWeek 大会上宣布了 NIST标准制定进展情况，明确了需要优先制定 14 个方面标准。2009 年 10 月底，美国奥巴马政府发布了由 9 个政府部门联合签署的谅解备忘录，旨在简化和加速建设新输电线路的审批过程

16、，破除建设坚强网络的体制壁垒。美国的高尔文电力行动计划有关研究成果指出，推广智能电网技术能够创造新的经济增长点，如大规模部署应用分布式发电和储能技术将在 2020 年之前为美国带来 100 亿美元/年的经济增长。据荷兰跨国公司KEMA 预测，20092012 年智能电网项目将在美国国内直接创造约 28万个工作岗位 2.1.2 欧盟智能电网规划欧盟智能电网规划 2006 年欧盟理事会的能源绿皮书欧洲可持续的、竞 争的和安全的电能策略明确强调，智能电网技术是保 证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。2006-2008年，欧盟依次发布了“欧洲未来电网的愿景与 战略”、“战略性研究计划”、“战略

17、部署文件”等三份战略 性文件，构成了欧盟的智能电网发展战略框架。2.1.3 日日韩韩智能电网智能电网发展情况发展情况（1）日本政府对智能电网的政策支持 日本政府主导该国智能电网的整体规划、对外合作和制定标准等，为智能电网的持续发展奠定基础。具体工作如下：由日本政府主导，日美间已合作开展了“智能电网”试验；日本政府于 2010 年开始了在孤岛的大规模构建智能电网试验，主要验证在大规模利用太阳能发电的情况下，如何统一控制剩余电力、频率波动以及蓄电池等问题；日本经产省设立了“智能电网国际标准学习会”，为谋取“智能电网国际标准”话语权做准备；日本经产省还在 2010 年度预算申请中列入 55 亿日元（

18、约 4 亿元人民币）用以支持研发智能电表和蓄电池技术，并进行新一代智能电网系统的实证试验。（2）日本智能电网的发展现状 日本电网基础设施相对完善，从发电站到各配电网都具有现成的传感器网络与通信网络，可以监控电力情况，已经具备很高通信 功能，且一直在维护并增强这方面功能。日本国内各方面的发展情况：企业层面：日本九州电力与冲绳电力将在九州及冲绳的岛屿地区，对利用太阳能等可再生能源的“岛屿微电网”进行验证试验。两家公司将利用日本能源厅的“孤立岛屿电力系统引入新能源补助金”，导入太阳能发电以及使用锂离子充电电池的蓄电池设备，对电力系统与可再生能源的联动进行验证。日本日立制铁所与东芝公司等设备制造企业已

19、进军美国智能电网市场，与美国国内十多家企业联手，在美国南部研发太阳能发电高效控制系统。行业层面：日本电气事业联合会发表了“日本版智能电网开发计划”，以 2020 年为目标，着重开发太阳能发电输出预测与蓄电池系统。在该机构敦促下，日本的 10 大电力企业正在共同实施太阳能发电数据测算与分析工作，开展蓄电池与太阳能相组合的小规模电源试验。研究机构层面：2009 年 3 月，东京工业大学成立“综合研究院”，智能电网是其主要研究任务之一；2009 年 7 月，日本电力中央研究所设立了“智能电网研究会”；2010 年开始，日本东京电力、东京工业大学、东芝公司和日立制铁所等单位将在东京工业大学校园内联合开

20、展日本智能电网示范工程试验，试验期为三年，一方面利用家用太阳能电池板供电，另一方面将剩余的电量储存在蓄电池中并转卖给电力企业。（3）日本智能电网的发展趋势 继续围绕太阳能发电建设智能电网。日本智能电网开发计划的核心是开发“与太阳能发电时代相应的输电网”，包括：太阳能发电输出功率预测系统、高性能蓄电池系统和火力发电与蓄电池相组合的供需控制系统。蓄电池技术是智能电网发展重点。因日本单门独户的建筑比较多，家庭为单位的太阳能发电的模式因此也成为重要选择。在这种背景下，日本计划在各建筑物内分别设置蓄电池，这样就可以在建筑物内部完成负荷控制，从而实现能源利用最优化。同时，起源于汽车行业的储能技术发展也使得

21、这种做法具有了现实可能性。韩国在 2008 年发布了“绿色能源工业策略”，推出了“韩 国版智能电网”设想。2.1.4 中国中国智能电网规划智能电网规划 2.1.5 美美国、欧洲、中国智能电网发展国、欧洲、中国智能电网发展差异差异 美国 欧洲 中国 动因 电网基础架构：技术陈旧、存在稳定性问题 电网基础架构：国家间电网互联存在问题 电网市场：不同国家 电源领域快速调节电源不足，电网调峰矛盾冲突，风电、太阳能等 电网市场：电网瓶颈影响市场效率 电网安全：房子大面积停电和恐怖袭击 电网运行的模式不同 环保：满足京都议定书的环保 新能源不满足大规模并网要求，储能电池大规模应用技术不足 配网网架薄弱，自

22、动化率不到 9%变电站自动化系统故障高，可靠性差，几点保护盒安控装置的标准化水平需提高 特高压互联大电网控制和调度能力弱，实施监控和预警系统的在线分析能力弱。关注点 电力网络基础架构的升级更新，最大限度的利用信息科技实现系统智能 关注可再生能源和分布式能源的发展，并带动整个行业发展模式的转变 以特高压为骨干网络，各级电网协调发展的坚强智能电网 发展目标 美国能源部对以2030年电网计划：一个完全自动化的电力传输网络，可以监控每个用户和节点，并保证信息机电能在发电厂、设备及其任意点之间的双向流动。2020 年后，欧洲的输电网络变得灵活、易接入、可靠和经济。出具阶段将扩展分布式能源和可再生能源的监

23、控和远程控制，实现更大的链接灵活性；重机阶段将制定能处理合理数量的分布式能源和可再生的管理制度；最终阶段将实现全主动的电力管理，运用实时通讯和远程控制的分布式电网管理。第一个时间段是 2009 年-2010 年，这个阶段被称为规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术技术研发和设备研制，开展各环节的试点工作。2011 年-2015 年是全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。2016 年-2020 年为引领 提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水

24、平。2.2 中国智能电网发展重中国智能电网发展重点点 环节环节 重点重点发展发展项目项目 发电 新能源发电并网系统和大容量储能系统 输电 柔性输电和特高压 变电 智能化变电站 配电 配电自动化和分布式能源接入 送电 智能电表 调度 智能管理软件 2.2.1 发电环发电环节节 发电环节主要是解决清洁能源发电的并网、运行控制和 大容量储能设备。预计到 2020 年电网接入风电超过 1 亿千瓦，光伏发电超 过 2000 万千瓦，抽水蓄能达到 5000 万千瓦。同时推广 应用 10 兆瓦级大容量 储能设备。2.2.2 输电环节输电环节 输电方面主要是解决灵活交流输电技术（FACTS）以及 特高压交直流

25、输电技术等输电新技术的国产化问题 主要目标主要目标 重点发展重点发展 1、建设特高压为主干电网，各级电网协调发展的坚强智能电网 2、实现输电线路状态检修和全寿命周期管理 3、广泛采用交流输电技术，提高线路输送能力和电压、潮流控制的灵活 性 1、特高压交流和直流相关工程建设 2、智能化 FACTS 设备通用控制保护平台运用 3、特高压串联补偿器、静止同步串联补偿器（SSSC）、统一潮流控制器（UPFC）的开发应用、静止无功补偿设备（SVC）、静止无功发生器（SVG）等；推动大功率 IGBT 关键技术的研发与国产化。2.2.3 变电环节变电环节 预计到 2015 年，新建 110（66）kV 及以

26、上电压等级智能 变电 站超过 8000 座，变电容量超过 20 亿 kVA。2015 年，国网经营区 域 110（66）kV 以上电压等级智能变电站占 变电站总座数的 40%以上。主要目标主要目标 发展内容发展内容 1、设备信息和运行维护策略与电力调度实现全面共享互动，实现基于状态的全寿命周期综合优化管理 2、枢纽及中心变电站全面建设或改造成为智能化变电站 3、实现全网运行数据的统一采集、实时信息共享以及电网实时控制和智能调节，支撑各级电网的安全稳定运行和各级高级应用 1 智能变电站自动化关键技术与装备 2 设备在线监测一体化和自诊断 3 变电一次设备智能化的关键技术与设备研制与应用 4 智能

27、变电站监测装置和自动化装置的检测检定 5 技术标准体系 6 运行环境监测 7 运维管理集约化 2.2.4 配电环节配电环节 预计到 2015 年，电动汽车充电站建设达到 4000 个，到 2020 年达到 10000 个。配电环节主要解决我国配电网架薄弱、配电自动化普及 率实用化低、分布式能源接入、储能和电动汽车普及问题。配电环节配电环节主要目主要目标标 1.建成高效、灵活的配电网络，配电网具备灵活重构、潮流优化能力和 可再生能源接纳能力，配电网自愈将取得突破 2.实现集中/分散储能装置及分布式电源的兼容接入与统一控制 3.供电可靠性和电能质量提升 4.完成实用性配电自动化系统的全面建设 2.

28、2.5 用电环节用电环节智能电表智能电表 用户环节主要解决用户用电效率低、用户管理与服务标 准规范体系不健全等问题。用电环节主要目标用电环节主要目标 1构建智能化双向互动体系，实现电网与用户的双向互动，满足用户多样 化需求 2.通过智能电网推动智能楼宇、智能家电、智能交通等领域技术创新，改变终端用户用电模式，提高用电效率 2.2.6 调度环调度环节节 该环节需要解决的问题有：大电网安全稳定运行、节能 减排和资源的优化配置、新能源和可再生能源的接入控 制等。调度环节主要目标调度环节主要目标 1.在国调、5 个网调及 26 个省调建成智能调度支持系统并在地县调进行推广应用 2.同时在分布式一体化平

29、台支撑的基础上，建设实时监控与预警、安全 校核、调度计划和调度管理四大类应用，实现同质化调度管理 3.另外将提升大电网调度驾驭能力、资源优化配置能力、科学决策管理 能力和灵活高效调控能力，保障电网安全、稳定、经济、优质运行。2.2.7 智能电网智能电网案例案例 2009 年 2 月 4 日，地中海岛国马耳他在周三公布了和 IBM 达成的协议，双方同意建立一个“智能公用系统”，实现 该国电网和供水系统数字化。IBM 及其合作伙伴将会把 马耳他 2 万个普通电表替换成互动式电表，这样马耳他的电厂就能实时监控用电，并制定不同的电价来奖励节 约用电的用户。这个工程价值高达 9100 万美元（合 700

30、0 万欧元），其中包括在电网中建立一个传感器网络。这 种传感器网络和输电线、各发电站以及其他的基础设施一起提供相关数据，让电厂能更有效地进行电力分配并 检测到潜在问题。IBM 将会提供搜集分析数据的软 件，帮助电厂发现机会，降低成本以及该国碳密集型发 电厂的排放量。第三节第三节 中国中国智能电网设备市场需求分析智能电网设备市场需求分析 3.1 坚强智能电网投资结构概述坚强智能电网投资结构概述 政策导向决定投资力度，投资重点在电网智能化。随着国网2010 年智能电网规划完成，坚强智能电网将进 10 年的建设高潮。坚强智能电网的建设，而在科技创新、电力市场化改革的推动下，政策导向将决定投资力度与节

31、奏，从结构图中可以看出，“信息流”代表的电网智能化是投资重点。图表:中国坚强智能电网体系架构示意图 2010-2020 年，坚强智能电网建设将拉动数万亿的投资，预计将带来近 8400 亿元的智能电网设备需求。其中坚强电网部分，即指特高压输电网，预计将在 2012-2015 年迎来建设高峰，2020 年完全建成，将带来总计近 2200 亿元的电力设备需求;电网智能化包括发电、输电、变电、配电、用电、调度等六大部分，预计将在 2015 年前后迎来建设投资高峰、2020 年前后初步建成，将带来超过 6200 亿元的电力设备需求。图表:坚强智能电网 2010-2020 年建设节奏预测 资料来源：国家电

32、网公司 图表:智能电网建设电力设备需求构成 资料来源：平安证券研究所 需要指出的是，坚强智能电网建设对于电力设备市场的影响，认为有以下几个重点需要特别关注：对于电力设备整体市场规模，智能电网建设短期来看(5-8 年内)将带来增量，长期来看(8-10 年以上)将提高电力设备的资产利用效率，同时传统电力设 备市场将逐步萎缩，这两个效应叠加，智能电网对整体电力设备市场规模的长期影响为负面;坚强智能电网带来的电力设备需求，以电网智能化为主，估算占比将达到 70%以上;交流特高压建设部分，由于该部分建设在国家政策层面的不明朗性,未来对此部分市场容量应当持保守态度，完成全部规划中投资的概率并不大。3.2

33、新一代坚强电网：世界第一特高压输电网建设新一代坚强电网：世界第一特高压输电网建设 特高压骨干输电网将构成我国新一代坚强电网。我国主要能源基地分布、负荷中心分布于国土的西部、东部，之间距离长达800-3000 公里，长距离低损耗送电是我国电网必须解决的问题，特高压作为骨干电网正解决了这个问题。“特高压电网”，指交流 1000 千伏、直流正负 800 千伏及以上电压等级的输电网络。相比目前普遍采用的远距离输电 500 千伏超高压交流电网，特高压电网具备更远距离、更大容量、更低损耗、更节约土地资源等优点，能够更好的适应 800 至 3000 公里远距离大容量电力输送需求，有利于大煤电基地、大水电基地

34、、大型核电基地、大型可再生能源基地的开发和电力外送。图 表 资料来源：国家电网公司 2010-2020 年特高压输电网总投资将超过 6000 亿元。按照国网的规划，到 2020 年，中国将形成以“三华”(华北、华中、华东)特高压同步电网为受端，东北特高压电网、西北 750 千伏电网为送端，联接各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大型可再生能源基地的“一特四大”坚强电网结构，跨区、跨国输电能力达到 4.2 亿千瓦，其中特高压承载部分达到 3.5 亿千瓦。年均投资大幅度增长，短期内对传统输电网投资替代作用有限。由于特高压投资受单个工程项目进度影响很大，因此这里仅给出阶段年均投资的估计。预计 20

35、10-2015 年，特高压建设年均投资将达到 467 亿元，相比 2008-2009 年年均投资 274亿元增长 70%。长期来看，特高压投资将对高压、超高压即 220-500kv 电压等级的输电网投资将构成替代作用。但中短期来看，由于我国电网投资与电源投资比例正处于不断优化中(从原先的 4：6 向世界普遍的 6：4 过渡)，预计“特高压替代”和“电网投资比例优化”对 220-500kv 电压等级的输电网投资影响将对冲。图表:特高压建设阶段年均投资增速 资料来源：平安证券研究所 图表:我国电网投资与电源投资比例优化 资料来源：中电联 2010-2020年特高压输电网带来的设备市场容量将超过21

36、00亿元，其中直流特高压设备为主。根据估算，2010-2020 年，特高压建设将为交流特高压设备带来 740 亿元市场需求，其中一次设备670 亿、二次设备 70 亿;将为直流特高压设备带来超过 1400 亿元市场需求，其中一次设备 1376 亿、二次设备 41 亿。图表 资料来源：平安证券研究所 3.2.1 交流特高压交流特高压 2010-2020 年交流特高压总投资将超过 3500 亿元。国网公司计划到 2020 年，建成特高压交流变电站 53 座，变电容量 3.36 亿千伏安，线路长度 4.45 万公里。根据已建成的晋东南-南阳-荆门的造价，预计国网 2010-2020 年特高压交流将总

37、投入约 3100 亿元，预计南网特高压交流投入为国网规模的 10%-15%，到 2020 年，我国特高压交流的投入将超过 3500 亿元。图表:部分交流特高压项目总投资 从以上已完成的项目、已评估预算的规划项目中，得出估算交流特高压项目总投资的大致公式约为：静态投资=变电容量/10，且随变电容量增高而带来的规模效应下浮 5%-10%。由此，预计国网 2010-2020 年1000kv 交流特高压总投资额估算。图表 交流特高压主设备总需求将超过 740 亿元。2010-2020 年，按照十二五、十三五期间交流特高压建设总投资 1500、2000 亿元估算，预计将为特高压一次主设备带来总计超过 6

38、70 亿的市场需求，其中变压器、电抗器、特高压开关、接地开关的市场需求分别超过 208 亿、108 亿、237 亿、117 亿的市场需求。二次设备方面，按照总投资额 2%计算，2010-2020 年的市场需求将达到 70 亿元。图表:晋东南-南阳-荆门、淮南皖南上海交流特高压一次主设备投资 图表 十二五、十三五交流特高压工程一次主设备市场容量估算市场容量估算(亿元)3.2.2 直流特高压直流特高压 2010-2020 年 800kv 直流特高压输电网建设总投资将超过2700 亿元。特高压直流输电系统中间不落点，用于点对点、大功率、远距离的直接将电力从能源基地送往负荷中心，或者用于区域电网背靠背

39、互联。参照国家电网规划，预计到 2010-2020年国家电网 800KV 直流特高压投资将超过 2400 亿元，南网预计投资规模为国网的 10%-15%，国网、南网合计总投资额将超过 2700 亿元。直流特高压一二次主设备总需求将超过 1300 亿元。换流变压器、换流阀、直流场设备、交流设备、二次设备是特高压直流项目主要采购的设备。参照向家坝-上海 800kv 直流特高压工程的设备投资比例，按照十二五、十三五期间直流特高压1500、1200 亿元的总投资，估算出 2010-2020 期间直流特高压各主设备的市场需求。图表 十二五、十三五直流特高压工程主设备市场容量估算 3.3 电网智能化：可持

40、续发展的广阔市场电网智能化：可持续发展的广阔市场 智能电网的建设重点是电网智能化，而非特高压，重点是二次设备，而非一次设备。智能电网的核心特征：信息化、自动化、互动化，层层递进，最终实现电网智能化。预计在科技创新、电力市场化改革两大因素的推动下，2015 年前后，我国的智能电网建设将全面转向电网智能化的六大方面：发电、智能输电、智能化变电站、智能配电网、智能用电、智能调度。图表 电网智能化各方向对应的主要设备 2010-2020年，预计电网智能化带来设备市场容量将超过6200亿元。电网智能化的一个重要目标，是利用高度集成的二次设备，提高对整体电网一次设备的管控能力，并提高资产利用效率，因此，从

41、这个角度看，未来电力设备领域，真正的可持续的市场需求将是二次设备。另一方面，应当更加关注智能配电网、智能用电建设，此部分合计带来的市场需求预计将超过总体需求的 50%。图表 2010-2020 年电网智能化建设各类电力设备市场容量结构 3.3.1 新能源发电电网接入设备：绿色能源的智新能源发电电网接入设备：绿色能源的智能入能入口口 能源革命是世界第四次工业革命的核心，能源革命决定电源接入设备的广阔市场。当前世界经济和社会发展遇到的核心问题是能源紧张、环境污染严重，这两方面都与能源直接相关，21 世纪初开始的第四次工业革命中能源革命是核心。坚强智能电网的一个重要使命，就是最大限度的消纳新能源、分

42、布式能源，保证能源的可持续供应，推动低碳经济发展。到 2020 年，需要安装电网接入设备的新能源发电总装机，将超过1.7 亿千瓦，年均增速将达到 20%以上。我国承诺到2020年非化石能源的消费量占到整个能源消费量的 15%，为了实现这个目标，除了大力发展水电、核电之外，新能源也占据重要地位。按照目前的规划，到 2020 年，风电装机容量将达到 1.5 亿千瓦，太阳能发电装机容量将达到 2000 万千瓦，生物质能发电装机容量将达到 3000 万千瓦，而海洋能、地热能等其他新能源预计占比较少。三大新能源发电方式中，除生物质能发电类似火电，基本不需要电网接入设备外，风能、太阳能发电由于其不稳定性、

43、电能质量低等特点，必须要安装电网接入设备。图表 2010-2020 年风电、太阳能发电装机规划 到 2020 年，新能源发电接入设备总需求预计将超过 1000 亿元。按照我国规划的风电、太阳能发电 2020 年装机规模，以及变流器、逆变器的市场单价，对新能源发电接入设备总需求进行了估计。其中，光伏逆变器市场总需求预计将达到 500 亿元，风电变流器市场总需求预计将达到 390 亿元。预计，风电、太能能发电装机规模 2020 年突破目前规划是大概率事件。考虑到风电、光伏发电预测系统等其他接入设备的市场需求，预计总的市场规模将超过 1000 亿元。该部分市场目前规模很小，几乎全部为新增市场容量。预

44、计2010-2012 年国内光伏逆变器市场容量年均增速将达到 260%、117%、30%，此后也将维持 20-30%的增速。由于风电已经走过了高速成长期，2010 年后风电变流器市场容量年均增速将保持在 10%上下，这部分市场目前多为国外巨头所占据，对于国内厂商的意义在于只要能够形成“替代效应”，市场增速依然很可观。图表 2010-2020 年新能源发电接入设备市场容量估算 图表 国内光伏逆变器市场容量增长率预测 图表 国内风电变流器市场容量增长率预测 3.3.2 智能输电设备：全面提升效率与可靠性智能输电设备：全面提升效率与可靠性 3.3.2.1 柔性输电设备柔性输电设备 柔性输电系统将大大

45、提高输电系统的传输灵活性、传输效率和传输容量。柔性交流输电系统是 FlexibleACTransmissionSystems 中文翻译，英文简称 FACTS，指应用于交流输电系统的电力电子装置。利用大功率电力电子元器件构成的装置来控制调节交流电力系统的运行参数或网络参数，优化电力系统运行状态，提高交流电力系统线路的输电能力。静止无功补偿器(SVC)，静止同步补偿器(STATCOM)又称作 ASVG，晶闸 管 投 切 串 联 电 容 器(TCSC)，静 止 同 步 串 联 补 偿 器(StaticSynchonousSeriesCompensator)以及统一潮流控制器(UPFC)就是基于 FA

46、CTS 装置家族的成员。在电力系统中应用 SVC，可有效地降低电力传输过程中的线路损耗，使电网的传输效率提高 30%-70%，节能作用显著，并具有降低电压波动、抑制谐波、保障电网安全等作用。新能源发电的发展、电力市场改革构成柔性输电设备市场的双重推动因素。一方面，新能源发电的不稳定性，以及分布式发电的分散性、小规模等特点，直接导致未来电网电能质量和安全受到极大挑战;另一方面，电力市场改革导致发电、输电分离，输电运行和投资风险和不确定性等级的显著增加。应对这两方面挑战，电网企业需要在输电系统引入更大的灵活性，即要引入柔性输电系统。经济的发展要求输电网能够提供质量更高、更“柔性”即可控的电力传输服

47、务，最终能够和储能电站一起，做到“电力流的自由双向流动”，在这样的大背景下，新能源发电、电力市场改革双重推动，柔性输电设备的需求将快速增长。2010-2020 年，柔性输电投资带来的 SVC 市场容量将超过 230亿，未来 3-5 年市场将呈现加速上涨局面。柔性输电在电网的渗透率目前很低，约不到 5%，未来 10 年将是柔性输电高速发展的黄金时期。仅 SVC/SVG 在输电网中的市场容量，保守估计将达到 150亿元左右，加上其他柔性输电设备需求，预计柔性输电投资带来的设备需求将超过 230 亿元。未来 3-5 年，电网 SVC 市场将呈现加速上涨局面。图表 2010-2020 年 SVC 市场

48、容量估算 图表 国内电网用 SVC 市场容量增长率预测 3.3.2.2 电网在线监测电网在线监测 在线监测是智能电网实现“自动化”、“智能化”的基础，国家政策、电网公司战略均积极推动在线监测。发改委、科技部、商务部、知识产权局联合发布的当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2007 年度)中第 80 类“电网输送及安全保障技术”中明确指出包括“在线监测及诊断装置”。另一方面，国网、南网均明确提出，要从 2010 年起开始全面推广实施设备状态检修，全面提升设备智能化水平。图表 电力系统中的在线监测应用 2010-2020 年，仅变压器色谱在线监测设备的市场容量，预计将超过 50 亿元，加上断路

49、器在线监测、电缆在线监测等设备需求，预计电网在线监测设备市场总需求将超过 100 亿元。在关键设备的检修制度由定期检修向状态检修发展的过程中，各种关键设备都有实施在线监测的需求。以其中主要产品变压器在线监测为例，我国变压器在线监测产品主要应用于 110kV 及以上电压等级的变压器。近年来，在线监测技术已日趋成熟，变压器在线监测产品已逐渐被电力系统认可和使用，750kV 及以上电压等级的变压器已全部安装了在线监测设备。未来 5-10 年，电网在线监测市场将保持加速增长局面，年均增长率有望达到 50%以上。随着状态检修即将在我国电力系统全面推广实施，预计未来我国电力系统 110kV 及以上电压等级

50、的存量、新增变压器将逐步全面安装在线监测设备，电网在线监测市场将迎来黄金发展时期!图表 2010-2020 年变压器色谱在线监测(MGA)市场容量估算 图表 国内 MGA 市场容量增长率预测 3.3.2.3 智能变电站：建设电网的坚强节点智能变电站：建设电网的坚强节点 数字化变电站是由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)和网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)构建，建立在 IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。图表 传统变电站、数字化变电、智能变电站 从数字化变电站走向智能变电站，标志着智能电网的全面建设。智能变电站，是在数