中國泛在電力物聯(lián)網在傳統(tǒng)電網領域的應用、電力投資、調度系統(tǒng)與智能電表發(fā)展趨勢

中國泛在電力物聯(lián)網在傳統(tǒng)電網領域的應用、電力投資、調度系統(tǒng)與智能電表發(fā)展趨勢

泛在電力物聯(lián)網+堅強智能電網=泛在能源互聯(lián)網。2019年國家電網公司年度工作報告中首次明確提出泛在電力物聯(lián)網，并將其列為與堅強智能電網相提并論的重點工作。2019年3月8日，國網公司召開工作會議，對建設泛在電力物聯(lián)網作出全面部署安排，加快推進“三型兩網、世界一流”戰(zhàn)略落地實施。泛在電力物聯(lián)網建設規(guī)劃分兩階段，到2024年全面建成泛在電力物聯(lián)網。

國網泛在電力物聯(lián)網建設規(guī)劃2019-2024

泛在電力物聯(lián)網指的是圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應用“大云物移智”（大數據、云計算、物聯(lián)網、移動互聯(lián)網、人工智能）等現(xiàn)代信息技術和先進通信技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統(tǒng)。

在傳統(tǒng)領域將會深度改變過往幾十年對于電網采集、控制、調度的業(yè)務運作模式，而在新興領域將沿著業(yè)務數據化和數據業(yè)務化兩個方向分別從對內和對外構建行業(yè)發(fā)展新生態(tài)。

泛在電力物聯(lián)網將帶來能源體系業(yè)務價值重構

在傳統(tǒng)電網領域，泛在電力物聯(lián)網的應用場景總體上可分為控制和采集兩大類。其中，控制類包含能分布式配電自動化、用電負荷需求側響應、分布式能源調控等；采集類主要包括高級計量、智能電網大視頻應用。未來在泛在電力物聯(lián)網應用場景下，控制領域將從當前的星型集中連接模式向點到點分布式連接切換，主站系統(tǒng)將逐步下沉，出現(xiàn)更多的本地就近控制和邊緣計算。泛在電力物聯(lián)網在傳統(tǒng)電網領域的應用

在新興領域，泛在電力物聯(lián)網將在統(tǒng)一感知、實物ID應用、精準主動搶修、虛擬電廠、智慧能源服務一站式辦理、大數據應用等領域，為電網企業(yè)和新興業(yè)務主體賦能。以智慧能源服務平臺建設為重點，泛在電力物聯(lián)網將為各類新興業(yè)務參與主體統(tǒng)一提供并網、監(jiān)控、計量、計費、交易、運維等平臺化共享服務，進而推動綜合能源服務、大數據運營、光伏云網、智慧車聯(lián)網、工業(yè)云網、三站合一、能源金融、虛擬電廠、智能制造等新興業(yè)務發(fā)展。

泛在電力物聯(lián)網應用場景—電網資產管理

泛在電力物聯(lián)網的投資與電網智能化投資、智能配電網投資及配網自動化投資存在一定的交叉，當前暫未看到國家電網公司公布相關的投資計劃?；趯^往電網投資結構分布及對泛在業(yè)務涉及的內容，我們認為對泛在投資的測算可以從大范圍和小范圍兩方面來把控，大范圍的投資包括感知層、網絡層、平臺層和應用層，其中感知層是對現(xiàn)有電網二次設備投資的全覆蓋，網絡層和平臺層則會因泛在建設增加新的內涵，而應用層未來則是基于電力大數據增值服務的應用場景。

大范圍的投資需要基于對電網公司的整體投資來定，并按照電網整體的投資規(guī)模、配電網投資占比及其構成等作如下假設：國內用電量增速保持在5%左右；國家電網公司電網投資規(guī)模保持在3-5%；2019國家電網規(guī)劃投資額為5,126億元，從19年前3季度電網經營和投資情況來看；2021年特高壓網架結構基本形成后，配網投資占比快速提升；配網端的泛在投資占比在2020年開始快速提升；發(fā)電端與輸電端的泛在投資約為配網端20%；預計2019年會有泛在專項投資建設的預算外增補。

2019-2024年中國電網投資規(guī)模及配網投資占比預測

2019-2024年中國配網投資及配網端泛在投資占比預測

2019-2024年中國泛在電力投資合計及泛在投資占比預測

2019年將在6大領域，重點推進27項泛在建設任務。2019年4月，國家電網公司正式完成19年泛在電力物聯(lián)網建設方案的制定，并下發(fā)至省網公司。從建設方案上看，2019年將圍繞對內業(yè)務、對外業(yè)務、數據共享、基礎支撐、技術攻關和安全防護六大領域開展共57項建設任務，其中重點開展27項建設任務。在27項重點任務中，對內、對外業(yè)務分別有11項和10項。擬實現(xiàn)目標可歸納為8點：1）優(yōu)化營配貫通業(yè)務；2）提升客戶服務水平；3）提升企業(yè)經營績效；4）提升電網安全經濟運行水平；5）構建智慧能源服務體系；7）推動優(yōu)勢資源商業(yè)化運營；8）推動多元化新興產業(yè)發(fā)展。

同時，下發(fā)類四大類25項綜合示范任務。國網按照分類別、分等級、分區(qū)域的原則，初步確定四大類25項綜合示范任務，為泛在電力物聯(lián)網建設樹立綜合標桿和典型范例，以實現(xiàn)“以點帶面”的推廣。其中，省級綜合示范包括河北雄安能源互聯(lián)網等5項任務、地市級綜合示范包括江蘇南京電網智慧運營和綜合能效提升等7項任務，縣級綜合示范包括浙江寧波梅山智慧能源互聯(lián)網等5項任務，園區(qū)級綜合示范包括天津智慧能源小鎮(zhèn)等8項任務。

2019年8月，江蘇南京成為全國首個泛在電力物聯(lián)網技術先行先試城市，溧水試點項目已經落地，江北新區(qū)等地的項目正在推進中。其中，溧水南門110KV變電站成為全國首個投運的智能全感知變電站，巡檢機器人、紅外攝像頭、套管介損監(jiān)測、無線溫度監(jiān)測、局放監(jiān)測、蓄電池監(jiān)測等智能感知元件、無線專網、邊緣物陪著代理等設施全面投入使用。

2019年國網信息通信投資額有望達到210億元

泛在電力物聯(lián)網將電力發(fā)、輸、配、用各環(huán)節(jié)的生產、運營、服務企業(yè)及其設備、物資、人員連接起來，產生共享數據，為各主體提供服務，因此也涉及到智能電網產業(yè)鏈的方方面面。尤其在配電網端，因其在能源轉換環(huán)節(jié)發(fā)揮著樞紐作用，是實現(xiàn)分布式能源接入、源網荷儲協(xié)同、三站合一、多能互補等對內對外全方位應用場景的基礎平臺，將成為泛在建設的主戰(zhàn)場。

一、電網投資

我國電網投資的重心正在由主干網向配網側轉移，提升配網、農網供電水平，增強電網服務清潔能源成未來趨勢。預計十三五期間，我國配電網投資將超過20,000億元；其中，繼保、智能變電站、配網建設、用電領域、電網調度、電力信息通信等領域市場規(guī)模分別約90億、1000億、17000億、2000億、251億、79億。

十三五期間兩網配網投資大幅提升

十三五期間兩網配網投資大幅提升

隨著特高壓骨干網架建成及新能源大規(guī)模接入，配網投資補欠賬的進程正在加快。2015-2018年間，國網和南網合計在配電網領域的投資規(guī)模約為1.2億元，距離十三五規(guī)劃2萬億元投資仍有很大差距。

2006-2018年國家電網歷年電網工程投資（億元）

自2016年政府工作報告中提出“抓緊新一輪農網改造升級”以來，農網改造工程進展成效顯著，并確定于2019年提前一年完成農網升級改造任務。然而與城市電網相比，農村電網在供電能力、可靠性等方面仍存在一定差距。根據國家電網的數據，當前農村用戶的供電可靠率為99.795%，較城市用戶低0.16個百分點，即平均停電時間多出14.14小時/戶。

城網與農網戶均停電時間（小時）

城網與農網電壓合格率（%）

根據國家電網計劃，其將在18-21年投資3300億元，繼續(xù)強力推進農網改造升級工程，著力解決農網網架薄弱、結構不合理等突出問題；力爭徹底解決農網“卡脖子”、臺區(qū)容量不足等問題，到2020年農村戶均供電能力提升26%。預計未來2-3年仍將帶來大量二次設備需求。

2011-2018年我國農網投資趨勢（億元）

2018年配網終端占比

配變電智能終端招標量在提升（萬只）

二、調度系統(tǒng)和智能電表

二次設備更換大潮，智能電表招標加速，新于調度系統(tǒng)有望于2020年起應用加速。我國對一二次設備有明確的使用年限規(guī)定，一次設備使用壽命不超過30年、二次設備使用壽命不超過12年，若分析故障率、經濟性發(fā)現(xiàn)，二次設備最佳更換周期約為9年。過往電力投資數據顯示，2006-09年是二次設備的第一個投資高潮，若按9-12年的使用周期，當前已經進入到二次設備更換大周期。

2019年智能電表已開始進入存量集中替換周期，今年國網2批次電能表及用電信息集采設備招標量合計達到7721萬只，同比增長36.64%；招標金額