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我国电力需求侧智能电力仪表行业现状与发展

发布时间:2014-12-23    浏览次数:1481

1  引言

智能电力仪表是一种基于微处理器系统、总线通讯和交流采样等电子信息技术的电力仪表,它集数据采集、信号处理和控制功能于一身,具有电力参数测量、机电设备状态监控及电能计量等功能,并提供通讯接口与计算机监控系统连接。广义上,智能电力仪表包括计量计费型电能仪表及电力需求侧智能电力仪表,前者主要用于电力部门对电力用户的电量计量,电力需求侧智能电力仪表则为用户根据自身中低压配电系统监控、机电设备管理和电能管理等需求而安装使用的仪表,广泛用于中、低压变配电系统、能源管理系统等领域,本文所述智能电力仪表均指电力需求侧智能电力仪表。

2  智能电力仪表的分类及应用

智能电力仪表是电工仪器仪表的子行业。近年来,为满足建筑、工业、基础设施等电力需求用户的电力管理多样化需求,智能电力仪表发展迅速,融合了人工智能、微电子、物联网和通讯网络等技术,可同时具有电力参数监测、电能计量、电能分析、机电设备状态监控、数据自动采集与传输等功能、具有精度高、功能全、可通信、稳定可靠特征。按功能划分,智能电力仪表可分为三大类,即电力监控类仪表、电能管理类仪表和电气安全类仪表。

2.1 电力监控类仪表

主要对电力需求侧电力参数进行测量,可以完成故障诊断、越限报警、事件记录,以及对运行中的电气设备进行控制和保护,产品又可以细分为数显电测表、自动化监控仪表和保护仪表。

2.2 电气安全类仪表

主要针对低压配电系统检测剩余电流,防止电气线路或电气设备接地故障引起电气火灾、电气设备损坏事故和人身触电伤亡事故。产品主要包括电气火灾监控装置、剩余电流式电气火灾监控探测器、剩余电流动作继电器等。

2.3 电能管理类仪表

具有电能分析功能的仪表,用于建筑、工业企业和基础设施电力内部计量、监测和分析电能质量,包括电压、电流不平衡度、谐波、主要电能质量指标测量、电压波动、波形采集和记录等。

3  智能电力仪表行业现状

3.1 应用领域

智能电力仪表广泛用于办公楼、商场、酒店、体育场馆、政府机关等建筑楼宇,冶金、煤炭、化工、造纸等工矿企业,以及轨道交通、机场、码头、隧道等基础设施中。

(1)建筑领域
建筑能耗与工业能耗、交通能耗被称为我国能源消耗的三大“耗能大户”,近年来,国家机关办公建筑和大型公共建筑高耗能问题日益突出。据统计,国家机关办公建筑和大型公共建筑年耗电量约占全国城镇总耗电量的22% 。《“十二五”建筑节能专项规划》明确提出,要通过能耗统计、能源审计、分项计量、动态监测等手段,实现公共建筑能耗的可计量、可监测,实现“十二五”期间公共建筑单位面积能耗下降10% 。用户通过智能电力仪表与电力监控系统,可以采集到建筑物内部的空调、暖通、电梯、照明乃至各个楼层的能耗与电力系统运行情况,通过它建筑业主和研究人员能够直观掌握能耗数据和运行信息,从而可以根据建筑物能耗特点进行节能控制改造及运行管理优化。

(2)工业领域
“十一五”期间,我国工业能源消耗总量逐年增加,占全社会总能耗的比重由2005 年的70.9%上升到2010 年的73%左右,钢铁、有色金属、建材、石化、化工和电力六大高耗能行业的能源消耗量占工业总能耗的比重由2005 年的71.3%上升到2010 年的77%左右[2]。2012年2月,工业和信息化部发布《工业节能“十二五”规划》,提出实施“企业能源管控中心建设工程”等九大重点节能工程,提升企业能源利用效率。基于智能电力仪表的能源管理系统及相关解决方案,正是通过对能源消耗的有效监测和分析,进而可以很好地帮助工业企业提高能源管理水平。可以预见,随着工业化与信息化的深度融合,随着各行各业合同能源管理模式的兴起,智能电力仪表在工业领域的应用将更加广泛而深入。

(3)基础设施
智能电力仪表及相关系统解决方案在基础设施领域的应用包括铁路、市政、电网、轨道交通、水务、环保、通讯等领域同样应用广泛。基础设施中特别是电网、轨道交通、通讯等用电领域,对设备运行的安全稳定性要求较高,各类电力检测仪表、多功能电表、谐波表、电能质量分析仪表应用市场广阔。智能电力仪表也正在成为智能电网和物联网的基础组成部分,在基础设施领域发挥越来越重要的作用。

3.2市场规模

据中国仪器仪表行业协会数据显示,近些年,我国电工仪器仪表总产量保持总体增长、增速波动较大。2011年,工业总产值达到456.7亿元,同比增长81.8%。2009年至2011年,中国电工仪器仪表工业总产值年均复合增长率达到58.5%,总体来看,近些年中国电工仪器仪表行业总体保持较快幅度增长。

智能电力仪表行业是电工仪器仪表中增长速度相对较快的领域,下游产业带动能力较强。据中国电工仪器仪表信息网数据显示,2007-2011年间,我国智能电力仪表市场规模已由2007年的16.2亿元上升至2011年的33.5亿元,年均复合增长率达19.9%。

3.2市场特点

(1)市场整体处于快速发展阶段
智能电力仪表是电工仪器仪表领域增长速度较快的领域。智能电力仪表经过近十几年的发展,产品接近成熟,功能逐步从简单、低端朝多元化、高端转变。精度、性能稳定性、通信手段和协议开放性也将进一步提升。随着智能电力仪表的发展和普及,依托于智能电力仪表的能源管理、物联网、智能电网等应用则成为未来发展的重点,并且将带动智能电力仪表持续快速发展。

(2)市场总体较为分散,未来行业应用集中度有待提高
智能电力仪表市场主体由国外企业和国内企业形成的三个梯队组成。第一梯队主要由国外知名电力仪表企业组成,包括施耐德、ABB、溯高美等。这些企业凭借其品牌影响力,在国内智能电力仪表应用领域占有一定份额。第二梯队由国内知名度较高、实现规模化生产的企业组成,包括珠海派诺、深圳中电、爱博精电、广东雅达、江阴斯菲尔、丹东华通、上海安科瑞等。这些企业产品质量较好,产品渠道建设相对完善,在国内智能电力仪表领域占有绝对比重。第三梯队由国内中小企业组成,这些企业规模偏小,销售渠道建设尚不完善,产品质量与第一梯队企业产品尚有差距。但我国智能电力仪表市场总体仍处于较为分散的状态,第二梯队中规模排名靠前的珠海派诺、深圳中电、江阴斯菲尔、上海安科瑞,所占市场份额不足13%左右。第三梯队企业数量众多,所在市场份额约达60%以上。随着智能电力仪表行业更加成熟,未来我国智能电力仪表行业集中度仍将进一步提升。

3.3市场竞争分析

(1)竞争模式
从主力厂商的竞争模式上看,以施耐德为代表的国际品牌走的是高端路线,产品定位高端,价格较高;国内领先企业里以珠海派诺为代表的依靠优良的品质、中高端的市场定位、快速的定制开发能力、系统化的实施能力,市场占有率有望逐步扩大;以安科瑞为代表的在产品线覆盖面全且以中低端为主,在批量的生产能力方面具有优势,凭借相对低廉的价格占领市场。

(2)竞争格局
国内生产智能仪表的厂商较多, 2011年,国内智能电力仪表销售额在1000万元以上的厂家有100多家,厂商分散,市场集中度不高。从厂商品牌、产品成熟度、市场占有率总和考虑,目前处在第一梯队的施耐德、朔高美、ABB等;第二梯队则是6-8家国内知名厂商占据,包括珠海派诺、江苏斯菲尔、上海安科瑞等;第三梯队即为国内广大中小企业和部分综合性厂商,数量众多,产品产量及市场占有率均与第一、第二梯队存在差距。

4  智能电力仪表行业发展趋势

4.1影响因素

(1)有利因素

政策环境利好行业发展。节能减排相关政策促进行业发展。2007年,《节约能源法》发布,鼓励、支持节能科学技术的研究、开发、示范和推广,促进节能技术创新与进步。 2012年颁布的《工业节能“十二五”规划》及《“十二五”建筑节能专项规划》中,均对能源监测工作的提出了一定的要求。此外,2011年颁发的《产业结构调整指导目录(2011年本)》中,建筑类的“智能建筑产品与设备的生产制造与集成技术研究”,信息产业类的“软件开发与生产”、环境保护与资源节约综合利用类的“为用户提供节能诊断、设计、融资、改造、运行管理等服务”等被列为鼓励项目。

国家信息化与工业化融合的发展战略促进智能仪表发展。2011年4月6日,工业和信息化部、科学技术部、财政部、商务部、国有资产监督管理委员会联合印发《关于加快推进信息化与工业化深度融合的若干意见》 其中第四条“以信息化推动绿色发展,提高资源利用和安全生产水平”明确提出对重点耗能企业的能源信息化建设要求,将极大促进智能仪表在工业生产过程中的应用需求。

战略新兴产业促进智能仪表发展。2010年发布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中,明确了要将节能环保产业中推广先进环保技术装备及产品,推进市场化节能环保服务体系建设,在新一代信息技术产业中,推动智能终端的研发及产业化。由此可见,政策环境对于智能电力仪表行业利好。

新能源以及新行业的发展,助力市场扩大。随着社会的发展,对核电、水电、光能、风能等新能源的需求逐步扩大,以减少对不可再生能源的依赖。新能源及新行业的发展给电力仪表带来了发展机遇。以光伏电站为例,需汇流箱多路直流检测装置、直流多功能电表、谐波表等多种仪表。根据北京大学产业发展研究中心研究数据显示,到2020年,我国光伏年装机量将达7000MW,累计装机量为28550MW,可以推算出,到2020年,每年需专用电力仪表84万台,累计市场容量有3426万台。此外,随着国家对节能环保的重视以及智能电网和物联网产品的兴起,将我国智能电力仪表的应用带来更加广阔的市场空间。

用户主动参与能效管理意识的提高,带来新的市场机会。随着电力需求侧用户管理节能意识和精益化管理水平的提升,对配电系统和各种机电设备进行监测和管理的需求逐步增加,进而带来新的市场机会。

(2)不利因素

国外巨头产品成熟,市场竞争激烈。国内智能电力仪表企业面临国内和国外企业的双重竞争。国外电气巨头,包括施耐德、ABB、溯高美等,相对于国内厂家,国外电气龙头企业的解决方案更加成熟。

产品标准有待完善和统一。由于智能电力仪表行业在我国属于新兴行业,发展时间相对较短,正处于从成长起步到快速发展的过渡阶段。国内厂商较为分散,且不同用户不同配电系统的要求的限制,目前我国出台的智能电力仪表产品标准尚不能满足该行业设计、生产、验收的要求,产品标准的滞后,给我国智能电力仪表的顺利发展带来一定压力。

4.2市场规模预测

得益于国家政策的支持、建筑、交通等行业的快速发展以及终端用户对智能化管理的需求,智能电力仪表市场规模势必将随着信息通信技术的发展及普及。预计2015 年我国智能电力仪表年市场容量将实现翻番,预测2012-2017年间,我国智能电力仪表市场规模行业年均复合增长率将在17%左右,2017年我国智能电力仪表市场规模预计将约达到75.3亿元,同比增幅约为24%。

4.3 行业发展趋势分析

智能电力监控系统中的各类仪表设计趋向于模块化,以迅速响应客户定制需求。随着微电子、人工智能技术发展,终端客户对智能电力仪表功能要求提升,未来进一步拓展仪表功能、保持较高的稳定性能和可靠性、提高仪表精度、能适应不同外部环境和用户需求仍然是智能电力仪表产品发展核心。

由于智能电力仪表应用广泛,客户对智能电力仪表的存在定制化需求,通常同一个厂家仅提供主流的型号,每种电表又会有各种不同的版本,这就使得电力仪表生产中有明显的“小批量、多品种”特征。无论是硬件还是软件都能采用模块化设计,将技术相对成熟和标准的部分进行模块化既有效缩短产品的开发周期,又能提高产品设计的可靠性,是智能电力仪表行业发展的重要趋势之一。

国内智能电力仪表的功能、精度、性能稳定性将进一步提高。未来,国内智能电力仪表功能将逐步从简单、低端功能朝多元化、高端功能转变,以满足终端客户系统建设需求。精度、性能稳定性和外观设计水平也将进一步提升。从主流厂商的产品来看,如施耐德PM800系列,其电压电流的测量精度可以达到0.075%,而国内同类产品一般在0.2%。高精度对应着更高的防电磁干扰设计、更精确的核心计量元件的选用,对厂商的研发和制造能力有着更高的要求。目前,国内主流厂商已经开始逐渐接近以施耐德为代表的领先表计水平;性能稳定性方面,智能电力仪表属于工业耐用品,非人为原因一般不宜损坏。国内厂家一般提供2年质保,个别厂家可以提供10年的质保,不同厂家产品的性能稳定性还是存在一定的差异。

5  结语

智能电力仪表是电工仪器仪表的新兴细分行业,随着通信、半导体、计算机技术的进步,以及市场的多样化需求,智能电力仪表将在未来5-10年之间持续具备良好的基础,产量、销售额有望稳步增长。

资料来源:《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》,建科〔2007〕245号

《工业节能“十二五”规划》,工业和信息化部,2012年2月

资料来源:根据《2011年中国机械工业年鉴》、《2010-2011中国电工仪器仪表行业发展报告》整理,2012.10

文章来源:中国建筑电气网

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