报告发布方:中金企信国际咨询《2024-2030年智能配电网市场竞争力分析及投资战略预测研发报告》
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变配电及智能配电网行业现状:输电网是电力系统中的主要网络,负责将电能从发电厂输送至负荷中心,也可以在不同电网之间互送电能;配电网是在供电区之内将电能分配至用户的网络,直接为电力用户服务;变电则涉及到对电源进行电压等级变换,并对电能进行重新分配。在远距离输电中,电压越高,电流越小,损耗越小,因此变压主要目的为降损。变压环节所涉及的设备主要有各类型变压器、高低压开关柜、高低压成套设备、高低压负荷开关、高低压断路器等。
输配电控制设备是构成输配电系统的主体,主要指电力系统中电能从发电厂传输至电力用户之间的用于输送电能与分配电能所使用的设备,通过接受、分配、控制电能,保障用电设备和输电线路的正常工作。输配电及控制设备制造业是与电力工业密切相关的行业,担负着为国民经济、国防事业以及人民生活电气化提供所需各种电气设备的重任。
根据电压等级来划分,配电网可分为高压配电网(35kV-110kV)、中压配电网(6kV10kV)和低压配电网(220/380V)。配电网由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、开关柜、环网柜、故障指示无功补偿器及一些附属设施等组成。不同电压等级下的主要设备分类及功能特点如下所示:
长期以来,我国电力投资存在“重电源、轻电网,重输电、轻配网”的情况,导致配电网的建设水平和自动化水平不足。配电网建设将是未来国内电网发展建设的重点,主要原因如下:
一方面,与发达国家相比,我国配用电系统运行效率以及供电可靠性仍存在较大提升空间。我国电网存在负荷率低,运行效率较低,运输线损较大、供电可靠性较差等问题,配电智能化可有效降低各环节线损率,提升运行效率,同时电力物联网建设能够对电网实现智能化管理,帮助迅速找出甚至预防故障信息,减少用户停电时间,提升供电可靠性。
另一方面,2020年国家推出“双碳”目标,未来新能源发电占比势必大幅提升,配电网作为电力系统的重要基础设施,是连接集中发电环节和终端用户用电环节的关键枢纽,是服务国家实现“双碳”目标的基础平台。传统电力系统是建立在化石能源基础上进行的规划设计,而新能源如风力、光伏发电存在显著的波动性、间歇性、资源分布不均衡等特征,现有电力系统无法灵活调配电力,同时分布式电源、电动汽车等新型配网元件的出现给电网的承载和调配带来较大压力,对配电网智能化建设提出了更高要求,因此未来配电网势必需要转型升级。综上,配电网智能化升级将是未来电网发展的主要趋势。在新型电力系统中,电网形态由单向逐级输配电为主的传统电网,向包括直交流混联大电网、直流电网、微电网和可调节负荷的能源互联网转变。其中,大电网承担电能的大容量、远距离输送任务;配电网将接入源网荷储等元素,发挥能源综合承载与互动作用;微电网将与多类能源网络互联互通,发挥终端用能交互与自治协调的作用。
在应用层面,新型电力系统的供给端和需求端分别对配电网提出了安全化、智能化等更高要求:就供给端而言,分布式电源大规模、高比例接入提高了对配电网的硬性要求,因为分布式电源广泛采用逆变器等设备并网,使得网络结构更加复杂,加大了运行控制难度。另外,受天气的影响,分布式能源发电易出现电力供应缺口,供电保障问题较传统能源更为严重。这要求配电网提升弹性自适应能力和对分布式能源的就地消纳能力,避免停电事故。
就需求端而言,用户终端多元化发展,对配电网的智能化要求提升。智能楼宇、智慧园区、微电网等新型用能组织将大量涌现并接入配电网,与之形成双向互动并实现“能量流、信息流、价值流”的融合。同时随着新能源汽车、分布式储能的快速发展,终端用电量明显上升,用电场景更丰富。这就要求配电网具备更强大的承载、感知和智能调控能力,能够满足多元化负荷“即插即用”接入需求。具体而言,传统配电网和智能配电网在电源、网络、负荷、控制技术等层面的主要区别如下:
当前,我国电力需求还处在增长期,双循环发展新格局以及“双碳”目标将带动国内用电持续增长;新旧动能转换趋势下,传统用电行业增速下降,先进装备制造等高科技领域和现代服务业将成为未来用电增长的主要推动力量。根据中电联2021年末发布的《电力行业碳达峰碳中和发展路径研究》,我国电力需求还处在较长时间的增长期,预计2025年、2030年、2035年我国全社会用电量分别为9.5万亿千瓦时、11.3万亿千瓦时、12.6万亿千瓦时,预计“十四五”、“十五五”、“十六五”期间年均增速分别为4.8%、3.6%、2.2%。2021年3月出台的“十四五”规划中明确提出要加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设。国家电网和南方电网多次表示将加大电网尤其是配电网投资力度,规划于2025年基本建成安全可靠、绿色智能、灵活互动、经济高效的智能配电网,未来我国配电网投资规模将进一步提升。
“十四五”期间,国家电网计划投入电网投资2.4万亿元,大力推进新能源供给消纳体系建设。一方面,持续完善特高压和各级电网网架;另一方面,加快建设现代智慧配电网,促进微电网和分布式能源发展,满足各类电力设施便捷接入、即插即用。2022年,国家电网计划安排电网投资额为5,012亿元,已达历史最高水平,同比增长约6%。2023年国家电网将继续加大投资,发挥投资对经济社会的拉动作用,电网投资将超过5,200亿元,再创历史新高,同比增长约4%。同时,“十四五”规划投资将向配网侧倾斜,投资占比有望提升至60%以上。2021年11月,南方电网亦发布发展规划,“十四五”期间电网建设规划投资6,700亿元,较“十三五”期间增加51%,其中,配电网建设将被列为工作重点,规划投资达3,200亿元,占比约48%。
综上所述,国家电网与南方电网在“十四五”期间将合计投资3万亿元以上,高于“十三五”期间全国电网总投资2.57万亿元、“十二五”期间的2万亿元。在新型电力系统的加速建设背景下,我国配电网、智能配电网在电网投资中占比将不断提升,未来发展前景广阔。