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智能电网与传感器

2015-06-26中国电器工业协会智能电网设备工作委员会郑新

电器工业 2015年10期
关键词:变压器电网传感器

/中国电器工业协会智能电网设备工作委员会 郑新/

随着智能电网与互感器行业的飞速发展,如今,不仅在智能电网领域已经可以寻觅到传感器的身影,而且智能电网还有望成为传感器使用的最大用户。建立智能电网所需大部分成本得花费在终端电力分布系统以及智能电网在电力设施上的终端信息系统,网络安全软硬件建设,很大一部分将投资在传感器网络上面,直接带动了传感器的市场。

第一部分 传感器行业概况

一、国内传感器行业现状

国内企业目前在成熟的传感器产品上已经占据了成本和技术优势,在高端的产品领域国内企业已经突破了技术门槛,处于推广前期。部分公司在光电传感器、红外传感器、速度传感器、加速传感器、GIS传感器等领域取得一定的突破,但尚未形成规模,在国家政策的支持和推动下,我国的传感器行业将得到高速成长。如图1所示。

国内主要传感器厂家及代表性产品如下∶

1)上海威尔泰:压力流量传感器;

2)麦克传感器有限公司:压阻式压力传感器;

图1 各行业传感器应用分布

3)汉威电子:气体传感器;

4)北京宝力马:温湿度传感器;

5)绵阳维博:电量传感器;

6)中星测控、青岛元芯:压力传感器;

7)深圳合力:石英力传感器;

8)中航电测、宁波柯力:称重传感器;

9)南京中旭:霍尔传感器;

10)昆山双桥:压阻压力传感器。

国内目前形成了三大传感器生产基地,具体是:

1)安徽基地:力敏、光敏规模经济;

2)陕西基地:电压敏、热敏规模经济;

3)黑龙江基地:气体、湿敏规模经济。

我国传感器产业经历了仿制和引进消化阶段,现已步入自主设计、探索创新阶段,并在高精度压力传感器、变送器用传感器、1000万吨炼油核心控制系统用传感器等领域取得了重大突破。

(1)传感器研究、生产、应用体系、产业布局“基本”形成

形成了以中科院国家实验室、传感器国家工程研究中心、高等院校为核心的研发体系;以公司企业为主体的生产体系;以工业自动控制、科学测试仪器、机电仪一体化产品、民生工程为服务对象的应用体系;以地区中心城市为主的产业布局,形成了珠三角地区、长三角地区、东北地区、京津地区、中部地区为主的传感器产业集群区。相应硅基MEMS压力传感器芯片生产线(6~8英寸)已建成约20余条,大量分布于长三角地区,但可用于工业流程控制、过程控制、汽车、轨道交通等的高精度、高稳定性MEMS硅基传感器核心敏感芯片的制造由于各自的产业和技术壁垒终没能形成规模。

(2)产品门类“基本”齐全,取得了一批重要科技成果

传感器3大系列,12大类,42小类,国内几乎都有研究、开发或生产,国内开发生产的传感器品种规格有12000余种。0.045%高精度高稳定性工业过程控制用传感器、变送器形成突破,在胜利油田、

吉林石化等得到推广;集合密度、微水及压力检测于一体的基于硅基MEMS技术的GIS硅压力传感器组合在高低压组合电器得到广泛应用,空气压缩机及水电水利测试、水位检测监测用压力传感器、水位液位计得到产业化推广,产品完全替代进口并实现出口;车用MEMS硅加速度计、硅压力传感器得以在汽车及消费电子开始被接受和推广使用,国产TPMS无线胎压传感器实现突破;碲镉汞红外传感器己用于我国风云系列卫星、海洋卫星以及神舟系列飞船,神舟六号载人航天器也用了一百余个国产传感器。微型惯性器件的MEMS加工工艺、封装技术取得突破性进展,实现了微型惯性器件MEMS工艺小批量制造能力,实现了4G硅片上高传感器批量制造。

(3)中低档产品“基本”满足市场需求

据统计,传感器能满足自动化仪表70%的要求,能满足中型工程80%的要求,满足大型工程60%的要求。先施科技、远望谷等企业在超高射频RFID产品领域,占据国内90%的市场。根据湘财证券研究报告,汉威电子公司气体传感器国内市场占有率达60%,气体检测仪器仪表市场占有率达9%。据不完全统计,国产中低端常规硅基压力传感器、变送器,宝鸡麦克传感器有限公司与南京沃天电子科技公司市场占有率可达70%。

(4)产品的设计水平、研发水平、应用水平普遍“提高”

通过“六五”到“十一五”的连续攻关,推出了一批成果,如设计技术经历了仿制、自主设计到创新阶段,以Ansys为分析平台,建立了方杯型、双岛型、梁膜型等传感器参数化模型,开展了各种硅杯的力学分析、芯片版图、芯体结构等设计应用软件和补偿软件。过程控制用传感器的精度己提高到0.075%/FS,稳定性也提高了一个数量级。国内推出的MEMS磁敏传感器其技术水平与德国博世集团水平不相上下,将传感和信号处理单元集成在一起,提高了灵敏度,成本仅为霍尔传感器的1/10。

我国传感器产业经历了仿制和引进消化阶段,现已步入自主设计、探索创新阶段,并在高精度压力传感器、变送器用传感器、1000万吨炼油核心控制系统用传感器等领域取得了重大突破。但由于传感器在重大技术装备中所占价值量不足2%,技术攻关及产业化难度大,较重大技术装备用传感器主要由国外进口。

二、国内外传感器行业对比

(一)技术对比

我国与发达国家相比,差距甚大,我国传感器的技术水平处于国际20世纪90年代的水平,落后10~15年;工艺水平落后15~20年;装备水平落后20~25年;性能指标落后3~5年。主要表现为:

1)可靠性不佳:现有国内高端产品的可靠性与国外产品相比较,相差约1~2个数量级。

2)MEMES几乎没有核心技术:国内90%以上为引进芯片,国内MEMES生产企业受国外企业的制约严重。

3)精度低:国内产品与国外产品在测量精度上相差1个数量级。

4)智能化弱:国内产品现有智能化程度较低,国外已进入实用阶段,我国处于起步阶段,缺乏标准和互通性。

5)封装技术未成系列、标准:不利于用户选型和产品互换。

6)技术更新周期慢:国外产品更新周期一般为3年,技术储备可提前10年。我国往往采用引进消化,缺乏原创,且科研与企业结合弱。

7)缺乏个性化解决方案:国外发展趋势是根据最终用户要求,提供针对使用而开发的专用解决方案,国内尚未形成产业。

8)缺乏强有力的传感器共性技术平台支撑:敏感芯片、封装技术、测试技术批产能力弱。

(二)产业化对比

中国传感器产业研究中心主任张小飞指出,目前国内传感器产业的关键问题在于,如何快速地将研究成果转变成商品。成熟商业模式的缺乏是目前制约国内传感器产业发展的核心短板。

三、发展趋势

近年来,传感器技术新原理、新材料和新技术的研究更加深入、广泛,新品种、新结构、新应用不断涌现。其中,“五化”成为其发展的重要趋势。

一是智能化。一个方向是多种传感功能与数据处理、存储、双向通信等的集成,可全部或部分实现信号探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯,以及内部自检、自校、自补偿、自诊断等功能,具有低成本、高精度的信息采集、可数据存储和通信、编程自动化和功能多样化等特点。另一个方向是软传感技术,即智能传感器与人工智能相结合,目前已出现各种基于模糊推理、人工神经网络、专家系统等人工智能技术的高度智能传感器,并已经在智能家居等方面得到利用。

二是可移动化,无线传感网技术应用加快。该技术被美国麻省理工学院(MIT)的《技术评论》杂志评为对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术之首。目前研发重点主要在路由协议的设计、定位技术、时间同步技术、数据融合技术、嵌入式操作系统技术、网络安全技术、能量采集技术等方面。迄今,一些发达国家及城市在智能家居、精准农业、林业监测、军事、智能建筑、智能交通等领域对技术进行了应用。

三是微型化,MEMS传感器研发异军突起。随着集成微电子机械加工技术的日趋成熟,MEMS传感器将半导体加工工艺(如氧化、光刻、扩散、沉积和蚀刻等)引入传感器的生产制造,实现了规模化生产,并为传感器微型化发展提供了重要的技术支撑。目前,MEMS传感器技术研发主要在以下几个方向:微型化的同时降低功耗;提高精度;实现MEMS传感器的集成化及智慧化;开发与光学、生物学等技术领域交叉融合的新型传感器。

四是集成化,多功能一体化传感器受到广泛关注。传感器集成化包括两类:一种是同类型多个传感器的集成,即同一功能的多个传感元件用集成工艺在同一平面上排列,组成线性传感器(如CCD图像传感器)。另一种是多功能一体化,如几种不同的敏感元器件制作在同一硅片上,制成集成化多功能传感器,集成度高、体积小,容易实现补偿和校正,是当前传感器集成化发展的主要方向。

五是多样化,新材料技术的突破加快了多种新型传感器的涌现。新型敏感材料是传感器的技术基础,材料技术研发是提升性能、降低成本和技术升级的重要手段。除了传统的半导体材料、光导纤维等,有机敏感材料、陶瓷材料、超导、纳米和生物材料等成为研发热点,生物传感器、光纤传感器、气敏传感器、数字传感器等新型传感器加快涌现。另据BCCResearch公司指出,生物传感器和化学传感器有望成为增长最快的传感器细分领域,预计2014~2019年的年均复合增长率可达9.7%。

四、未来值得关注的四大领域

随着材料科学、纳米技术、微电子等领域前沿技术的突破以及经济社会发展的需求,四大领域可能成为传感器技术未来发展的重点。

一是可穿戴式应用。据美国ABI调查公司预测,2017年可穿戴式传感器的数量将会达到1.6亿。以谷歌眼镜为代表的可穿戴设备是最受关注的硬件创新。谷歌眼镜内置多达10余种的传感器,包括陀螺仪传感器、加速度传感器、磁力传感器、线性加速传感器等,实现了一些传统终端无法实现的功能,如使用者仅需眨一眨眼睛就可完成拍照。

二是无人驾驶。在该领域,谷歌公司的无人驾驶车辆项目开发取得了重要成果,通过车内安装的照相机、雷达传感器和激光测距仪,以每秒20次的间隔,生成汽车周边区域的实时路况信息,并利用人工智能软件进行分析,预测相关路况未来动向,同时结合谷歌地图来进行道路导航。奥迪、奔驰、宝马和福特等全球汽车巨头均已展开无人驾驶技术研发,有的车型已接近量产。

三是医护和健康监测。国内外众多医疗研究机构,包括国际著名的医疗行业巨头在传感器技术应用于医疗领域方面已取得重要进展。如罗姆公司目前正在开发一种使用近红外光(NIR)的图像传感器,其原理是照射近红外光LED后,使用专用摄像元件拍摄反射光,通过改变近红外光的波长获取图像,然后通过图像处理使血管等更加鲜明地呈现出来。一些研究机构在能够嵌入或吞入体内的材料制造传感器方面已取得进展。如美国佐治亚理工学院正在开发具备压力传感器和无线通信电路等的体内嵌入式传感器,该器件由导电金属和绝缘薄膜构成,能够根据构成的共振电路的频率变化检测出压力的变化,发挥完作用之后就会溶解于体液中。

四是工业控制。2012年,GE公司在《工业互联网:突破智慧与机器的界限》报告中提出,通过智能传感器将人机连接,并结合软件和大数据分析,可以突破物理和材料科学的限制,并将改变世界的运行方式。报告同时指出,美国通过部署工业互联网,各行业可实现1%的效率提升,15年内能源行业将节省1%的燃料(约660亿美元)。2013年1月,GE在纽约一家电池生产企业共安装了1万多个传感器,用于监测生产时的温度、能源消耗和气压等数据,而工厂的管理人员可以通过iPad获取这些数据,从而对生产进行监督。

第二部分 传感器与智能电网

一、概况

随着智能电网与互感器行业的飞速发展,如今,不仅在智能电网领域已经可以寻觅到传感器的身影,而且智能电网还有望成为传感器使用的最大用户。建立智能电网所需大部分成本得花费在终端电力分布系统以及智能电网在电力设施上的终端信息系统,网络安全软硬件建设,很大一部分将投资在传感器网络上面,直接带动了传感器的市场。同时,为适应智能电网的建设需求,传感器也在向智能化、系统化、网络化、数字化方向发展。智能传感器是具有信息处理功能的传感器,带有微处理机,具有采集、处理、交换信息的能力,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。

智能电网与众多智慧体系一样,不是单独的个体,而是众多装备与技术共同作用的产物。其中在监测第一线的传感器设备虽小,但绝对重要。在智能电网发展中,利用传统的传感器已经无法对某些电力产品的质量、故障定位等作出快速直接测量并在线监控。而利用智能传感器可直接测量,对产品质量指标、以及故障等进行测量(如温度、压力、流量)。例如,为了满足智能电网发展需求,我国推出了光纤电流传感系统,实现了管线电流传感系统的全数字闭环控制,具有稳定性和线性度好、灵敏度高等特点,满足了大量程范围的高精度测量要求。

目前,智能传感器已经成为国际上传感器研究的热点和前沿。未来,数字化、信息化、物联网技术的融合,将带动传感器向智能化方向发展。随着传感器制造成本降低,市场对传感器功能的要求也越来越全面和专业化,传感器智能化也将被普及和应用。

二、智能电网中传感器的应用情况

国家电网公司2009年底颁布的《高压设备智能化导则》具体描述了智能化设备的五个基本技术特征。

(1)测量数字化

对高压设备或其部件的相关参量进行就地数字化测量,测量结果可根据需要发送至站控层网络或/和过程层网络,用于高压设备或其部件的运行与控制。所属参量包括变压器油温、有载分接开关分接位置,开关设备分、合闸位置等。

(2)控制网络化

对有控制需求的高压设备或其部件实现基于网络的控制。如变压器冷却装置、有载分接开关,开关设备的操作机构等。控制方式包括:

1)高压设备或其部件自有控制器就地控制;

2)智能组件通过就地控制器控制;

3)站控层通过智能组件控制(如需要)。

正常运行情况下,网络化控制的优先顺序是:站控层、智能组件、就地控制器。

(3)状态可视化

基于自监测信息和经由信息互动获得的高压设备其他状态信息,通过智能组件的自诊断,以智能电网其他相关系统可辨识的方式表述自诊断结果,使高压设备状态在电网中是可观测的。

(4)功能一体化

功能一体化包括以下三个方面:

1)在满足相关标准要求的情况下,将传感器或/和控制器与高压设备或其部件进行一体化设计,以达到特定的监测或/和控制目的;

2)在满足相关标准要求的情况下,将互感器与变压器、断路器等高压设备进行一体化设计,以减少变电站占地;

3)在满足相关标准要求的情况下,在智能组件中,将相关测量、控制、计量、监测、保护进行一体化融合设计。

(5)信息互动化

信息互动化包括以下两个方面:

1)与调度系统交互。智能设备将其自诊断结果报送(包括主动和应约)到调度系统,使其成为调度决策和高压设备事故预案制定的基础信息之一;

2)与设备运行管理系统互动。包括智能组件自主从设备运行管理系统获取宿主设备其它状态信息,以及将自诊断结果报送到设备运行管理系统两个方面。

以上的五个基本特征中,三个与传感器直接相关,即测量数字化(体现了传感器信号输出形式)、功能一体化(体现了传感器与电器设备要一体化融合设计)、状态可视化(传感器为状态可视化及故障诊断提供了基础数据),可见传感器的性能对于高压智能化是否真正能实现可靠稳定是至关重要的。

基于《高压设备智能化导则》的要求以及行业的实际需要,近年来智能电网行业内传感器的应用得到了飞速推广,电力设备中采用了大量的智能化传感器,作为典型设备,这里以智能开关设备及变压器为例,对目前电力行业中常用的传感器类型进行介绍。

(1)智能开关设备

1)断路器机械特性位移传感器用于监测断路器动触头动作特性。机械特性位移传感器采用旋转光栅测量原理,将断路器机构的角位移转换为脉冲电信号。通过对脉冲电信号进行计数和处理,可得到断路器分、合行程、速度、时间等参量。因为断路器分、合操作冲击能量很大,传感器容易损坏,需要厂家改善传感器抗机械冲击性能。

2)小电流传感器用于监测断路器机构控制回路及储能电机电源回路电流信号。传感器采用霍尔效应原理,将穿过传感器的控制电线中的电流值转换为电压信号。该传感器原理简单应用较为成熟。

3)SF6气体状态传感器用于监测高压开关气室中的SF6气体的密度、压力、温度、水分等参量,密度的测量通常采用直接测量密度和通过压力、温度计算两种方式实现,水分的测量通常采用阻容法,即物质的水分含量对其电学参数的影响进行测量。目前该传感器在水分测量方面存在缺陷,存在测量精度低和易失效的状况,需要厂家在水分测量的性能及可靠性方面做进一步研究。

4)UHF局放传感器用于接收局部放电产生的特高频电磁波信号,通过对传感器接收到的特高频信号进行跟踪分析处理,可得到高压开关气室内部的局部放电状况。目前市场上的局放传感器普遍灵敏度较低,测量范围较小,需进一步研究改善。

(2)智能变压器设备

1)速动油压继电器是一种以油箱内部压力变化速度作为测量信号源的压力保护继电器。当油箱内部变压器油在单位时间内的压力升高速度达到整定限值时,速动油压继电器将迅速动作使控制回路及时发出信号,保护变压器油箱的安全。

2)压力释放阀是用来保护油浸式变压器等电气设备过压力保护的安全装置,可以避免油箱变形或爆裂。当油浸式变压器内部发生事故时,油箱内的油被气化,产生大量气体,使油箱内部压力急剧升高。此压力如不及时释放,将造成油箱变形或爆裂。安装压力释放阀就是当油箱内压力升高到压力释放阀的开启压力时,压力释放阀在2ms内迅速开启,使油箱内的压力很快降低。当压力降到压力释放阀的关闭压力值时,压力释放阀又可靠关闭,使油箱内永远保持正压,有效地防止外部空气、水气及其他杂质进入油箱。

3)气体继电器是油浸式变压器一种主要的保护装置,因变压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流冲动时,使气体继电器的接点动作,以接通指定的控制回路,并及时发出信号或自动切除变压器。

4)测温装置即变压器用温度控制器。通常所说的温度计是用来测量(监视)变压器油顶层温度或变压器绕组温度,并带有电气接点用于控制变压器冷却系统及发出报警(跳闸)信号的保护仪器。

5)变压器压力监测通过监测变压器的油压,监视变压器油枕的油位,变压器油平均温度、故障等信息。该监测是近几年刚刚提出来的一种新的监测手段。

6)油位表是主要监测变压器油枕油位的装置,是一种带电气触头的磁力式液位表,供油浸式电力变压器储油柜内油位的模拟指示用,并且当油位达到最低或最高限度时发出电气报警信号。

7)变压器油在线监测。通过在线监测油中H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO、CO2等特征气体含量、气体组分的含量以及产气速度可以确定变压器的故障类型,油中气体含量在线监测分色谱在线监测、传感器监测及在线分离气体的方法有薄膜渗透取气法、抽真空取气法、载气和空气循环取气法等。

8)局放在线监测。变压器局部放电在线监测是通过变压器本体装设高精度的电流、超声传感器来监测变压器内部局部放电的电流大小以及确定放电位置,能够有效地反映变压器内部的绝缘状况。

以西安西电变压器有限责任公司为例,其目前采用的传感器类型及厂家分布如表1所示。

表1 智能变压器设备主要应用传感器类型及厂家分布

三、亟待解决的问题

通过近年来的不断实践与摸索,在智能电网对于传感器的应用越来越普遍的同时,也陆续遇到了一系列的问题,迫切需要得到解决。

(一)典型传感器存在的个性问题

(1)气体密度监测传感器

目前所采用气体密度传感器可监测气体压力,当设备气室内气体压力小于报警值时常闭接点闭合输出气压低报警信号。显然,在输出报警信息之前设备已经发生了漏气,气体压力肯定有降低的趋势,但是却因为传感器的问题忽略了,因此完善气体监测缺陷就要开发具备模拟量输出(4~20mA)或者数字量输出的密度表,这样才可实时地监测气压压力变化趋势,根据趋势曲线可提前发现存在漏气缺陷的设备。

(2)温度检测传感器

目前由于环境及等技术问题,测温传感器大多未能放置在实际需测量元件表面或气室内,这样就造成了传感器所测温度其实不能直接反应元件或气室的真实温度,因此需要传感器公司与设备供应商共同研发,将传感器集成至元件或气室之中,感温部分能够与元件直接接触,直接测量所需实际温度。

(3)合分闸线圈电流监测传感器

合分闸线圈电流监测主要采用霍尔传感器实现,如图2所示。

图2 合分闸线圈电流监测用霍尔传感器

显然霍尔传感器外形尺寸依然很大,很难集成到开关柜智能组件的电路板上,目前国内有部分公司采用某种芯片进行合分闸线圈电流监测也能实现同样的效果,而且便于设计在电路板上;如果不集成到电路板上,也需要做一个传感器模块,将模块安装在开关柜低压室,但不应安装在断路器操作机构内。

(4)光栅角位移传感器(行程-时间传感器)

角位移传感器采用光电编码传感器,一般安装在断路器操作机构主轴上,如图3所示。

图3 光栅角位移传感器

角位移传感器的安装至关重要,要避免操作机构振动耦合至传感器,导致波形异常。采用非接触式测量角位移应该是更好的测量方案,不过需要相应的传感器。

(5)汇控柜温湿度控制用传感器

由于智能化电力设备智能组件的IED组件大都安装在汇控柜内,因此柜内的温湿度控制比较重要。目前普遍采用的模式是加装温湿度控制器来实现柜内温湿度控制,但是由于环境变化等因素,效果大多不理想。

(6)电子式互感器(ECT、EVT、ECVT)

主要是安装问题,电子式互感器往往是电力设备制造商购买然后在厂内进行总装,因此需要提前沟通好互感器与现有开关本体安装配合的问题。由于开关厂普遍不具备电子式互感器的调试检测能力,因此总装完成后,ECT制造商应到开关厂进行调试。

(二)应用中存在的普遍性问题

(1)不易安装

由于开关设备在设计时没有考虑过传感器的安装,因此会导致传感器没有充足的安装空间,即使勉强安装成功,对传感器的长期稳定运行影响很大。尤其是角位移传感器必须要安装至开关设备操作机构,矛盾最为突出。

(2)传感器使用寿命不能满足设备的寿命需求

电力设备使用寿命要求较高,现有的传感器大多带有电容等电子元器件,而一般电解电容的寿命为3年,一般陶瓷电容寿命为7年,因而现有传感器寿命很难达到电力设备总体寿命要求。

(3)传感器使用工况不适合电力设备使用工况

例如,开关设备机械寿命要求1万次(弹簧)或3万次(永磁),动作过程中,存在强振动、强电场等问题。开关正常运行过程中,还承载着高电压大电流,因而目前现有的传感器,如直线位移传感器、红外位移传感器等,理论上机械寿命是无限次,但一旦安装于开关设备并与开关设备一起参与动作,就会导致传感器损坏或测量不准确等问题。

(4)传感器输出信号易被干扰

很多仪表用的传感器,输出mV级微弱信号,因而使用并应用于高压开关设备领域,将会导致信号失真。其次,传感器厂家为了提高传感器抗干扰能力,将传感器与传感器引出线(屏蔽线)一体化设计,从而导致设备运行过程中,传感器更换复杂。

(5)传感器缺乏与开关设备一起型式试验的验证数据

目前,传感器安装于电力设备上,缺乏与电力设备一起参与型式试验的验证数据和验证结果,连使用最为广泛的无线测温传感器,大部分只有1~8年的运行经验,与电力设备一同参与型式试验时,其性能欠佳。

(6)传感器缺乏相关标准和规范

传感器没有统一接口,从而导致后期开发困难和现场维护困难。传感器接口包括机械接口、电气接口、软件接口等。机械接口不同,从而导致配线过程中,传感器备用配线复杂。电器接口不同,从而导致信号处理电路和供电电路复杂,无形中提高了处理单元的成本。软件接口复杂,导致现有传感器不通用,无法实现所谓的互换性和互操作性。

第三部分 总结

根据资策会产业情报研究所(MIC)统计,2010年全球智能电网市场规模约有900亿美元,较2009年成长近30%;预估至2015年时将成长至1900亿美元,年复合成长率约18%。其中,传感器与控制器组件将占有最高的市场比重,约为整体市场的50%。

根据行业分析公司NanoMarket的《2014-2021智能电网传感器市场报告》,全球智能电网传感器市场将从2014年的264亿美元(约合人民币1624.4亿元)增长到2019年的365亿美元(约合人民币2245.8亿元),到2021年将近468亿美元(约合人民币2880亿元)。

我们也看到了阻碍两个行业共同发展的问题:

(1)交流不畅

目前,传感器企业与智能电网的直接对话少之又少,更多的情况下是通过中间企业进行间接的接触。这些中间企业大多是一些具体的智能电网用智能元件的制造商,他们虽然可以为智能电网提供满足要求的产品,却并不能发挥桥梁的作用,不能将两个行业真正地联系起来。智能电网无法真正了解传感器行业的发展情况,传感器行业同样无法了解智能电网领域的诉求,这种情况极大地限制了两个行业的发展,急需改善。

(2)专业化程度不足

通过此次的调研,我们发现,虽然目前的传感器产品广泛应用于智能电网领域,但是对于智能电网迫切需求的功能性、专业性较强的智能化产品,现有的传感器很难实现其要求,必须进行系统的二次开发或针对性研发。传感器行业如欲真正的进入智能电网这片市场,必须加大研发力度,满足用户的需求。

(3)技术仍需突破

与国外专业传感器厂商相比,国内的企业在技术上仍处于劣势。虽然在常用互感器领域国内企业占领了国内大部分市场,甚至出口,但在高端智能化传感器领域,由于国内技术实力尚显不足,国外厂商占据了统治地位。而随着智能电网的飞速发展,其对于传感器产品的要求越来越高,尤其是对智能传感器的需求与日俱增。为了满足这一需求,打破技术壁垒,向高端智能化领域迈进,是现今国内传感器企业需要完成的迫切任务。

但与此同时,我们看到了积极的一面:

(1)市场需求与日俱增

作为物联网的主要载体,传感器产品不仅仅在智能电网行业内,在与物联网相关的各行各业中,都扮演着越来越重要的角色。我们越来越需要以传感器为桥梁和纽带,建立我们的物联网,连通我们的世界,也连通我们的电网。

(2)产业规模不断扩大

依托需求的增长,不论是传感器还是智能电网,规模均与若干年前不可同日而语。传感器已经进入了各行各业,智能电网也即将深入千家万户。这种需求促使越来越多的企业投入到两个行业的建设中,形成了朝气蓬勃的发展环境。

(3)技术水平稳步提高

最为典型的技术密集型产业,智能电网与传感器行业始终追求技术的与日俱进。两个行业的发展,除了产业规模的扩大,必须完成技术的现代化。虽然目前在一些核心技术上还有待攻关,但总体而言,技术水平仍然在稳步提高,成绩喜人。

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