关于我国智能电网及其发展的思考

□王熙喜

( 上海大智慧股份有限公司，上海 200127)

在新一轮能源竞争中，中美都将“智能电网”视作能源战略重点加以规划。目前我国电网智能化投资的比例较低，为改变现状，我国电网智能化投资分三个阶段进行改造升级。

一、智能电网的基本情况

2010年6月30日，智能电网两项子规划——《智能电网技术标准体系规划》和《智能电网关键设备(系统)研制规划》正式由国家电网发布，标志着我国智能电网迈出了“具有实质性的一步”，媒体称将引爆万亿商机，但将从明年才能开始逐步实现。《智能电网技术标准体系规划》提出了综合与规划，以及包括发电、输电、变电、配电、用电、调度在内的一系列“智能”分支、26个技术领域、92个标准系列的技术标准体系。从各环节来看，变电、配电和用电三个环节的智能化投入金额最多，预计占整个智能化投资的比例分别为21%、22%和33%，合计达76%，约3000亿元。

6月30日，国家电网公司与中国科学院在京签署战略合作协议，决定在智能电网领域进行战略合作，联合开展关键技术与相关领域产业化研究，积极推进坚强智能电网建设。双方将重点在电动汽车、物联网及传感器、高温超导、电力光纤到户、大容量储能系统、半导体照明、信息处理和智能城市等领域开展合作。

国家电网华东电网有限公司董事长帅军庆说，中国发展智能电网的特点与欧、美又有不同。其独特挑战是保障特大规模、特高电压等级、特大输电能力输电网的“清洁、安全、自愈、经济、互动”运行。这是由我国能源的资源与需求呈逆向分布决定的，客观上需要实现能源的大范围转移，需要大幅提高线路的输送能力。特高压电网是指交流1000千伏、直流正负800千伏及以上电压等级的输电网络，目前全国特高压电网建设还亟待进一步完善。智能电网的特点是传统电力装备产业与新兴产业的高度融合，产品高度集成，技术含量和附加值高，产业链长，经济带动作用强。通过智能电网产业的发展，还能相应促进风力发电、太阳能发电、生物质发电等新能源产业的规模化发展和电动汽车的普及，已成为我国实施能源发展战略、把握全球产业调整机遇、抢占新一轮发展制高点的重要产业之一。国家电网公司总经理刘振亚表示，随着坚强智能电网的建成，未来10年，国家电网公司预计可累积减排约105亿吨二氧化碳，对国家完成2020年碳强度降低40%～45%目标的贡献率为20%以上。

二、智能电网各环节发展重点

2010年国网设备总投资为2500亿元左右，由于智能电网工作尚处于试点阶段，今年主要任务是75个电动汽车充电站、6200个充电桩和其他智能电网示范工程建设，投资不到250亿元，低于10%。6月30日公布的《智能电网关键设备研制规划》在中国首次系统地提出了包括7个技术领域、28个技术专题和137项关键设备的研制规划，并且有针对性地划分了“已有设备”、“在研设备”和“待研设备”等类别。

发电环节：新能源发电并网系统和大容量储能系统。风电、太阳能发电具有间歇性和不稳定性，风电和太阳能装机容量的增大对电网的稳定性和可靠性造成了不利影响。大规模储能设备主要分为化学电池储能、机械储能、燃料电池储能等。其中化学储能主要分为钠硫电池、液流电池和锂离子电池储能。机械储能主要为抽水蓄能储能。 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。

输电环节：柔性输电和特高压 。主要是解决灵活交流输电技术(FACTS)等输电新技术的国产化以及特高压交直流输电技术国产化问题。

变电环节：智能化变电站。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。 行业内主要的企业包括南瑞继保、国电南瑞、北京四方、许继电气、深圳南瑞、积成电子等。

配电环节：配电自动化和分布式能源接入。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。 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。

用户环节：智能电表。用户环节的重点方向是实现电网与用户的双向互动。同时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。据IBM最新的一份研究报告，意大利主要的电力运营商2001年启动了AMM项目， 安装和改造约3000万智能电表， 实现自动抄表和管理，为该电力公司节省约5亿欧元管理费用。

调度环节。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。目标是在国调、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，提升大电网调度驾驭能力，保障电网安全、稳定、经济、优质运行。在网省调市场，国电南瑞的市场占有率达到了 78%；在县调市场中国电南瑞的市场占有率大约为 30%。

三、智能电网领域具体领域分析

我们上面分析了智能电网在各领域的应用及各环节未来投资的金额和投资比例，以下我们主要就各个具体应用领域分析一下市场容量及主要相关上市公司。

新能源并网。新能源并网技术我们主要关注风电变流器和太阳能逆变器。东莞证券俞春燕预计未来10 年我国风电变流器市场总容量在280-460 亿元左右。目前我国的风电变流器90%以上从国外进口，毛利率50%左右。风电变流器行业排名前三位的是CONVERTEAM、ABB、EMERSON。目前上市公司有荣信股份(和金风科技合作)、海得控制、湘电股份和九洲电气在进行风电变流器的研制与推广。随着国内变流器厂商的研究与试运行，未来风电变流器有望实现进口替代。外资生产逆变器的主要有艾思玛(SMA)、KACO、康能(Conergy)等，内资主要是合肥阳光(占国内市场份额的60%左右)，荣信股份、九洲电气和科华恒盛都在研发与推进阶段。预计到2020 年，我国的光伏发电规模将达2000 万千瓦，按照2 元/W 计算则未来十年逆变器的市场容量近400 亿元，市场容量巨大。据相关资料2008 年全球光伏逆变器的销售额为25 亿美元。

数字化变电站。数字化变电站是一个枢纽，能够将电磁信号变成光信号，易于操作和控制。目前已经有70 多座数字化变电站投入使用。预计到2020 年国网新增数字化变电站15000 个，在变电环节今后每年的智能化投资约为70 亿元。变电站自动化主要包括设备的在线监测和状态监测。设备的在线监测主要有思源电气、理工监测(09 年市场份额第一)生产，目前毛利率在50%以上。

柔性输电。智能电网不仅对电网的安全、稳定和经济运行水平提出很高的要求,而且需要电网具有超越现有水平的灵活性和可控性。柔性输电技术是实现坚强智能电网的重要技术支撑,无功补偿(SVC、SVG)则是柔性输电的核心技术。SVC 主要用于冶金、煤炭、电厂、电网、电气化铁路等部门。目前冶金行业的保有量已达到70%左右。煤炭行业保有量也较高。而电网则刚刚开始普及。预计未来电网领域对SVC 和SVG 的年均需求在30 亿元以上。SVC 市场的主要生产商为荣信股份，市场份额在50%左右，毛利率在50%左右。

智能电表。目前国家电网已经开始智能电表的招投标。未来五年国网在用电环节的年均投入量在110 亿元左右，其中智能电表是主要的投入领域。初步估算，我国需将3000万块～5000万块电表更改为智能电表，基本是世界上最大的。智能电表领域目前竞争者众多，行业竞争激烈，可以关注科陆电子、许继电气和长城开发。

参考文献：

[1]李新民.智能电网新规引爆万亿商机[N].经济参考报，2010-06-30.

[2]雍珣.基于WEB的办公自动化系统的设计与实现[J].山西广播电视大学学报，2009，(5).