2022年中国智能电网产业洞察报告-36氪

智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以数字化、信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能化电网。相较于传统电网，智能电网可以提供更加可靠的电力保障，同时兼容各类设备的接入，动态优化电力资源配置，而消费者的参与则使得电网运营方式更加丰富。1、发展环境政策环境：国家相关部门相继出台利好政策，我国智能电网产业迎来发展新机遇2009年，国家电网首次提出“智能电网”概念；2010年3月，“加强智能电网建设”被写入政府工作报告。自此，智能电网的发展已经上升为国家战略。近年来，国务院、发改委、能源局等陆续出台行动意见、发展规划等政策文件，促进智能电网产业高质量发展。2022年3月，发改委、能源局联合印发《十四五现代能源体系规划》，提出以电网为基础平台，增强电力系统资源优化配置能力，提升电网智能化水平；2022年7月，住建部、发改委印发《十四五全国城市基础设施建设规划》，要求推进分布式可再生能源利用、混合电网应用，提高分布式电源和配电网协调能力。技术环境：5G、数字孪生、深度学习等新兴技术助力电网智能化进程加速《智能电网技术标准体系(2010版)》是我国制定的第一个智能电网标准规划，将智能电网产业分为支撑层、电力层、运营层三个层次。随着各层次技术的不断改进和完善，智能电网逐渐具备了更为强大的资源优化配置能力，可实现高度智能化的电网调度。运营层面，智能电网综合应用电网规划技术、继电保护技术、安全稳定分析与控制技术及调度自动化技术等；电力层面，智能电网涵盖了特高压输电、智能输电路线、配电网运行与控制、微电网、分布式电源并网、电能替代及用电自动化等方面；支撑层面，通过数字孪生、5G及深度学习等技术进行融合，极大的提高了电网数智化水平。数字孪生是以数字化方式创建物理实体的虚拟实体，其在整体规划、信息可视化、风险预测、辅助决策等方面具有重大价值，在智能电网的设计、施工、运维等应用阶段起到了强有力的支撑作用。例如，设计阶段，数字孪生技术以倾斜摄影技术为基准获取电网建设的实景照片并以BIM三维电网建模的方式呈现，最大限度地节省人力成本并实现高效智能电网设计分析；运维阶段，通过数字孪生技术的应用实现优化设备检修频率、电力设施配置、联络开关投切、相间负荷调整等，进而为工作人员提供科学的决策支撑。5G技术提高网络速度、降低网络延迟、增强连接能力和提高安全可靠性等是智能电网规模化发展的关键一环。例如，基于5G的强连接能力实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析与信息交互等，为用户提供个性化需求服务。此外，5G+无人机实现无人巡检，5G+智能配电终端解决配网通信“最后一公里”问题。深度学习是一种基于人工神经网络的人工智能技术，将深度学习应用于智能电网可以缓解智能电网高维复杂数据的挖掘特征提取难度，弥补传统机器学习方法在实际应用中的训练数据不足，解决泛化能力差等问题，大大提高智能电网的稳定性和可靠性。2、发展现状发电、变电、输电、配电、用电及调度六个环节。上游发电主要是各类发电能源，可以分为传统能源和新能源两大类。其中新能源包括风电、核电、光伏，传统能源包括火电、水电等。中游输变配电指的是输电、变电、配电三个层面，是产业的核心环节。输电环节是发电厂和负荷中心之间进行电能传输的过程，国内输电线路的电压等级可分为安全电压、低压、高压、超高压和特高压五个档次。其中，特高压输电具有输电容量大、距离远、损耗低、占地少的特点，在能源优化配置中起到了主导作用，目前中国能建、永福股份等公司正在积极拓展特高压业务；变电环节是将电压由低等级转变为高等级(升压)或由高等级转变为低等级(降压)的过程，电力机器人的广泛应用提升了该环节的数智化水平，实现对变电站、开闭所等场所内的电力设备进行带电监测。例如，许继电器的变电站智能辅助系统包括变电站设备在线监测、安防等监控子系统，实现设备状态和运行环境的全面感知和智能巡视；配电环节则是向用户分配电能的过程，配电系统由配电变电所、高压配电线路、配电变压器、低压配电线路以及相应的控制保护设备组成，是当代电力供应的基础。智能电网产业链下游包括用电与智能调度系统。根据行业用电性质可划分为工业用电、商业服务用电、居民用电和其他类用电等。产业链结构：下游用电及调度环节成为智能电网发展重点根据国家电网数据，我国“十三五”期间对智能电网投资最大的环节为用电，投资金额达505亿元，占比达到35.3%。电网智能化进程正不断向用电环节推进，更加智能化且信息交互能力更强的用电设备使得用户多元化的用电需求得到满足。此外，调度系统是电网运行控制的神经中枢，是实现电网资源优化配置和灵活高效调度的核心环节，现已成为智能电网产业发展重点。根据赛迪顾问数据，2021年用电环节和调度环节的市场规模在智能电网中占比已经达到了51.5%。市场规模：“政策+技术”推动产业高速增长，产值规模将达千亿级近年来，我国电网规模持续扩大，线路复杂度的提升倒逼产业智能化升级转型。同时，宏观政策利好叠加新兴技术不断涌现，智能电网迎来规模化发展阶段，市场规模由2017年的476.1亿元增长至2021年的854.6亿元，年均复合增长率达到15.7%。根据中商产业研究院预测，2022年产业市场规模有望达到979.4亿元。3、发展趋势与展望智能电网与新能源发电协同发展，助推实现“碳达峰、碳中和”远景目标“双碳”背景下，国家正加大力度规划建设以大型风光电基地为基础、以清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。新能源的陆续投用实现了传统能源结构与新能源的优势互补，能源转型深入推进，倒逼现有电网组织结构向着数字化、智能化的方向不断演进。智能电网具备强大的资源优化配置能力和高度智能化的电网调度能力，能够有效解决分布式能源中各种新能源发电的接入和调配的问题，提高现有电网对新能源发电的接纳能力，从而助推我国新能源发电体系的加速构建，推动新能源发电量占比持续走高。根据国际能源署数据，未来新能源将成为我国发电装机增长最快的电源类型，2018-2040年风电、光伏装机规模年均增速将分别达到5.6%和8.8%，远超其他发电形式。预计到2030年，我国风电、太阳能发电等新能源发电装机规模将超过煤电成为第一大电源，2060年前新能源发电量占比有望超过50%。区块链技术赋能智能电网，构建高效能源信任体系一方面，区块链技术可有效提高电网数据的安全性：以去中化的存储方式代替传统的中心化存储方式，通过在电网数据采集层建立数据采集基站并分组管理数据链，构成多区块链电网数据存储系统，从而降低存储资源消耗以及网络攻击者入侵篡改电网数据的成功概率；另一方面，区块链技术支持智能电网的电力交易，通过利用与场景耦合的区块链共识机制、