智能电网全景调研与发展战略研究

智能电网全景调研与发展战略研究我国智能电网行业上下游企业优势从产业链来看，智能电网以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节。智能电网产业链上游为可再生能源发电和不可再生能源发电，中游为智能电网的各个环节，下游为终端用户用电环节。智能电网产业链上游主要是各类发电能源，可以分为可再生能源和不可再生能源两大类。其中可再生能源包括风能、水力、太阳能等，不可再生能源则有煤等燃料。根据数据显示，2020年我国发电装机容量为22．0亿千瓦，较2019年同比增长9．45%;2021年第一季度我国发电装机容量为2．6亿千瓦。可再生能源包括水能、风能、太阳能、生物质能等，是绿色低碳能源。根据数据显示，2020年我国水电装机3．7亿千瓦、风电装机2．8亿千瓦、光伏发电装机2．5亿千瓦、生物质发电装机2952万千瓦。我国不可再生能源则有煤和天然气等燃料，根据数据显示，2017-2020年期间我国原煤产量较为波动，2010-2015年期间呈先增后降态势，2016-2020年呈波动增长态势。2020年我国原煤产量为38．4亿吨，同比小幅波动。智能电网行业发展趋势及市场现状分析。现有电力体系面对输送电损耗、稳定性不足等多重问题，智慧电网、虚拟电厂、微电网等信息化手段有望成为解决问题的核心。其中智能化正是两网投资的核心所在，预计整个十四五期间两网在配用两侧的智能化投入有望加速增长，总量达2000+亿元。数据显示，2009-2020年国家电网总投资3．45万亿元，其中智能化投资3841亿元，占电网总投资的11．1%。第一阶段2009-2010年的电网总投资为5510亿元，智能化投资为341亿元，占电网总投资的6．2%;第二阶段电网总投资为15000亿元，智能化投资为1750亿元，占总投资的11．7%;第三阶段电网总投资为14000亿元，智能化投资为1750亿元，占总投资的12．5%。从2020年到2025年，中国智能电网设备市场将从62亿元跃升到439亿元，迎来爆发式增长。这一增长势头从2019年已经显现，去年中国智能电网公共充电桩的累计充电量同比上涨了189．76%。电网规模持续扩大，线路复杂度随之增加，叠加如今的双碳大背景之下，电网自动化、智能化等升级需求愈发迫切。现有的电力生产和供应电网需要减少二氧化碳的排放将推动该业务的未来增长。电网必须从众多的分布式来源纳入可再生能源电力生产中，并能使用点的需求和实时能力与电力供应相匹配。智能电网是当今世界电力、能源产业发展变革的体现，是实施新的能源战略和优化能源资源配置的重要平台。互联网++的风口下，智能电网必将开启能源与互联网有机结合的大门，智能电网布局也成为了国家抢占未来低碳经济制高点的重要战略措施。信息化可以优化电力产业链全环节，不论是大区域电能检测调控、绿电交易系统还是电网信息安全等多领域都需要信息化技术。信息化是优化电力产业各环节效率的关键，天然需求叠加投资的结构性加注，电力信息化有望长期高景气。双碳背景下电力系统转型加速，电力信息化成为优质赛道。从两网投资总量来看，十三五电网智能化投资约占13%，测算十四五两网智能化投资占比有望提升至14%-17%，投资额从约3000亿元提升至4500+亿元。从具体环节测算，配用电是主战场，分别占总投资额的31%和32%。智能电网建设行业研究报告旨在从国家经济和产业发展的战略入手，分析智能电网建设未来的政策走向和监管体制的发展趋势，挖掘行业的市场潜力，基于重点细分市场领域的深度研究，提供对产业规模、产业结构、区域结构、市场竞争、产业盈利水平等多个角度市场变化的生动描绘，清晰发展方向。信息技术行业发展概况和趋势（一）软件和信息技术服务业发展概况软件产业作为国家的基础性、战略性新兴产业，是国家重点支持和鼓励的行业，在促进国民经济和社会发展信息化中具有重要的地位和作用。工信部数据显示，2021年我国软件和信息技术服务业实现收入94，994亿元，同比增长17．7%，其中软件信息技术服务收入60，312亿元，占软件和信息技术服务业比重为63．50%。受益于国家产业政策对软件及信息技术服务业的大力支持和互联网、云计算、大数据等新兴技术与产业深度融合的促动，预计软件和信息技术服务业仍将保持增长态势。到2025年，数字经济核心产业增加值占国内生产总值比重达到10%，数据要素市场体系初步建立，产业数字化转型迈上新台阶，数字产业化水平显著提升，数字化公共服务更加普惠均等，数字经济治理体系更加完善。展望2035年，力争形成统一公平、竞争有序、成熟完备的数字经济现代市场体系，数字经济发展水平位居世界前列。（二）地理信息产业发展概况地理信息产业是以现代测绘技术和信息技术为基础发展起来的综合性高技术产业，是采用地理信息技术对地理信息资源进行生产、加工、开发、应用、服务、经营的全部活动，以及涉及这些活动的各种设备、技术、服务、产品的实体集合体。地理信息技术与资源的应用范围十分广泛，包括城市、交通、国土、矿产、水利、环保、气象、海洋、测绘等数十个领域。随着各个行业对地理信息技术与资源需求的不断扩大，近年来我国地理信息产业一直保持着较高的发展速度。根据中国地理信息产业协会数据，2021年我国地理信息产业产值为7，524亿元，同比增长9．2%，预计未来仍将保持增速态势。（三）智能电网行业发展概况1、电网总投资发展概况电力是保障社会经济发展、提高人民生活水平的基础产业，电网是连接电厂与用户、优化配置能源资源的基础平台，电网投资是稳定经济增长、服务民生、促进产业升级的有效措施。中国电力企业联合会数据显示，2010年至2021年，中国电网投资额由3，448亿元增长至4，951亿元，投资增速虽有波动，但电网是涉及国计民生的基础行业，故电网投资具有刚性需求。2、智能电网投资发展概况智能电网是在传统电力系统基础上，通过集成新能源、新材料、新设备和先进传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等新技术，形成的新一代电力系统，具有高度信息化、自动化、互动化等特征，可以更好地实现电网安全、可靠、经济、高效运行。为提高能源综合利用效率、提升电网可靠性，国家电网和南方电网均已布局智能电网投资。根据国家电网社会责任书，2020年电网投资额为4，605亿元，2010年至2017年电网投资额保持增长态势，2017年以后有所下滑，但年均投资始终保持在4，500亿元以上，未来国家电网将持续推动电网高质量发展，通过特高压网络布局不断完善，加速各级供电网络协调发展，提升电网智能化水平；根据南方电网2020年企业社会责任报告，南方电网2020年电网投资额为907亿元，智能电网发展格局已基本形成，十四五期间，南方电网电网建设将规划投资约6700亿元以加快数字电网建设和现代化电网进程，推动以新能源为主体的新型电力系统构建。3、智能电网发展受国家政策扶持2015年7月，国家能源局发布《国家能源局关于印发配电网建设改造行动计划（2015—2020年）的通知》（国能电力〔2015〕290号）》，明确提出推进配电自动化和智能用电信息采集系统建设，实现配电网可观可控，满足新能源、分布式电源及电动汽车等多元化负荷发展需求，推动智能电网建设与互联网深度融合。2016年11月，国家发改委、国家能源局发布《电力发展十三五规划（2016-2020年）年》，要求推进互联网+智能电网建设。全面提升电力系统的智能化水平，实现能源生产和消费的综合调配，充分发挥智能电网在现代能源体系中的作用。2021年2月，国家发改委发布《国家发展改革委、国家能源局关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》（发改能源规〔2021〕280号）提出，要着力构建清洁低碳、安全高效的能源体系，提升能源清洁利用水平和电力系统运行效率，贯彻新发展理念，更好地发挥源网荷储一体化和多能互补在保障能源安全中的作用。4、信息技术行业行业未来发展趋势（1）信息技术行业先进信息技术、互联网理念与智能电网、智慧能源深度融合目前大数据、云计算、人工智能、物联网等新一代信息技术方兴未艾，物理电网与新一代信息技术和互联网理念的融合进一步推动电网数字化、智能化发展，实现电网量值传递、状态感知、在线监测、行为跟踪、趋势分析、知识挖掘和科学决策，促进电网运行更加安全、可靠、智能、经济。随着传感、信息、通信、控制技术与能源系统的深入融合，传统单一能源网络向多能互补、智能化方向发展，从而实现能源协同供应和综合梯级利用。同时，随着综合能源服务业务、智慧能源的发展、及互联网技术的深入应用，能源耦合系统基础设施将逐步完善，我国能源网络将进一步升级。（2）信息技术行业智能电网和智慧能源将促进软件及服务投入增加软件投入是智能电网、智慧能源发展的必要措施。智能电网和智慧能源的发展依赖互联网理念、大数据、云计算、人工智能等新技术的开发，而软件信息化投入是新技术的开发的必要环节，因此可以预见的是，我国智能电网和智慧能源的逐步升级将促进软件及服务投入的增加。智能电表发展智能电表和传统电表的主要区别在于，智能电表和系统主站之间可以通过通讯模块实现数据传输。2009-2015年国内电网智能化起步，第一代智能电表铺开，2014年国家电网电能表招标量达到顶峰9159万只。国网第二代智能电表招标始于2020年，相比于第一代智能电表，第二代智能电表可选配电能质量模块和负荷识别模块，行业整体处于量价齐升的高景气状态。2021年中国智能电表招标量为7391．0万只，共分为三个批次招标。招标主要以A级单相智能电能表为主，2021年三批次招标数量分别为3277．67万只、2529．12万只、548．26万只，占总量的89．0%、83．1%、82．4%。2015年起国家电网信息化设备加速招标，为智能电网的发展提供了底座。2020年受疫情影响，招标数量有所下降。据不完全统计：2021年国家电网服务器和交换机招标数量分别为11265和11305件。全球及中国智能电网行业现状分析（一）技术专利从全球智能电网行业技术专利申请量角度来看，2020年全球专利总申请量达72．2万项左右，同比增长11%，到2021年全球智能电网技术专利申请量增长至81．5万项左右，同比增长12．9%，其中三星的专利申请量最多，约为38．2万项，占比46．9%，仅此于三星专利申请量，国家电网公司的专利申请量约为25．4万项，占比31．2%，除此之外其他公司的智能电网技术专利申请量占比合计为21．9%。（二）市场规模据北京研精毕智调研统计，2020年全球智能电网行业市场规模约为762亿元，较上年末增长12%，2021年行业市场规模达到850亿元以上，与2020年相比增速为11．6%，预计未来将继续保持不断增长的趋势，到2025年全球智能电网行业市场规模将增长至1200亿元左右。（三）发电量在当今全球社会的发展背景之下，能源使用量与国家的经济发展水平紧密相连，根据最新发布的行业分析报告显示，2021年全球范围内发电量约为28．5万亿千瓦时，较2020年的26．9万亿千瓦时相比增长约6%。从全球各地区的电力生产情况来看，亚太和北美地区的发电量占比较高，2021年两者的发电量分别达到14万亿千瓦时和5．4万亿千瓦时，占比全球总发电量的49．1%和19%，其他地区的发电量相比之下较低。（四）竞争格局目前全球智能电网行业集中度较低，从整体上来看分布格局较为分散，2021年行业CR5集中度约为35．6%，全球市场参与者包括ABBGroup、CiscoSystems，Inc．、MitsubishiElectric、Fujitsu和GeneralElectricCompany等企业，分别占比全球市场的12．2%、8．1%、6．5%、5．9%和2．9%。智能电网产业链分析近年来，中国社会用电居高不下，2021年中国全社会用电量达83128亿千瓦时，同比增长10．9%，用电量快速增长主要受国内经济持续恢复发展、上年同期低基数、外贸出口快速增长等因素拉动。其中第二产业用电量为56131亿千瓦时，工业用电量为55090亿千瓦时。随着对不可再生能源的大量开采，不可再生能源临近枯竭，同时使用传统能源造成的环境问题也日益严重。仅仅依赖攫取不可再生能源以促进中国经济发展的方式显然已不符合现如今中国的国情，以石油和煤炭为核心的化石能源时代注定在不远的将来宣告结束，新能源和化石能源互补的混合能源时代是中国在未来经济发展过程中要面临的新时代。为了适应即将到来的混合能源时代，中国亟需以新一轮技术革命、产业革命为支点，用更为科学的、环保的、可持续的发展模式来替代以往粗放的发展模式。因此，为了保证电力系统在国民经济建设中继续发挥中流砥柱的作用，智能电网在中国迅速发展。在国家大力鼓励和支持发展可再生能源、清洁能源发电的背景下，近年来我国清洁能源发电量占比不断走高，但火力发电量占比仍旧在70%以上。从中国电网建设周期来看，大致可以划分为四个阶段：1）2010年以前主干网基建时期；2）2011-2015年自动化升级及智能化起步期；3）2015-2020年信息化升级及智能化扩散期；4）2021年后配电网智能化及新型电力系统建设期。截止2020年中国35千伏及以上输电线路杆路长度为18．82亿米，35千伏及以上输电线路回路长度21．56亿米，35千伏及以上变压器铭牌容量812893万千伏安。信息技术行业行业竞争格局（一）软件和信息技术服务业竞争格局中国软件和信息技术服务业企业较多，市场集中度尚不明显，市场化程度较高，竞争较为激烈。工信部数据显示，截至2020年末，国内存在3．87万家软件企业，其中大型软件企业3，548家，数量占比为9．18%，业务收入占整体软件行业收入比例为59．70%，行业集中度总体不高。虽然软件行业整体竞争激烈，但云服务、大数据服务等细分领域增长高于行业平均水平，根据工信部数据，2021年云服务、大数据服务共实现收入7，768亿元，同比增长21．2%，高于软件行业整体增速。此外，目前客户对软件企业的多元化服务能力、服务效率、服务质量、响应速度以及长期服务的稳定保障能力提出了更高的要求。综合来看，拥有良好客户基础、服务能力和技术实力的软件服务企业将在激烈的竞争中逐渐扩大市场份额。（二）智能电网行业竞争格局智能电网行业经过多年发展，业内厂商已经在各自领域形成了特色优势，但整体市场分散、集中度不高。国内智能电网企业分为两类，一类为电力系统内部的科研院所和信息化建设单位，行业内竞争格局体现出专业化、市场化的特点。首先，新一代信息技术的发展带动智能电网向深化应用阶段发展，对智能电网企业的技术水平和其对用户需求的精细化把握提出了更高要求，因此具备细分领域专业优势的企业更具有市场竞争力。其次，随着电力体制改革的深化，参与电力行业信息化建设主体将更加多元，行业竞争更加市场化和多元化。智能电力产品的发展情况和未来发展趋势智能电力产品涵盖了智能电表和用电信息采集终端等公司主要产品。其中，智能电表由测量单元、数据处理单元等组成，具有电能量计量、实时监控、自动控制、信息交互及数据处理等功能，是国家智能电网在用电侧的核心感知元件，对于电网实现信息化、自动化、互动化具有重要支撑作用。用电信息采集终端产品主要包括集中器、专变终端等，负责对智能电表的数据进行采集、处理、存储与传输，并可对智能电表进行控制和检测，是连接智能电网感知设备与主站系统的重要载体，其与智能电表存在配套关系。国家电网智能电表于2009年出台智能电网规划，同年智能电表开启集中招标采购。2019年国家电网智能电表招标总金额为159．84亿元，同比增长31．33%。受疫情影响，以及叠加新标准过渡期，2020年招标总金额下滑16．01%至134．25亿元。2021年智能电表需求明显回升，招标总金额达到200．59亿元，同比增长49．41%。2022年，国家电网招标总金额为256．39亿元，同比增27．82%。在新型电力系统建设进程中，新能源并网运行、市场化电价机制调整等因素催生了对智能电表的新要求，例如双向计量、在线监测、负荷管理等。智能电表早期标准普遍参照对标IEC系列，2012年OIML（国际法制计量组织）在IEC基础上制定