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电力自动化行业主要上市公司： 行业内上市企业主要有许继电气(000400)、国电南瑞(600406)、北京科锐(002350)和科大智能(300222)等;本文核心数据：电力自动化行业发展历程、发展现状、竞争格局、发展趋势行业概况1、 电力自动化定义及产品分类按照电能的生产和分配过程，电力自动化可以分为发电自动化和电网自动化两部分，其中根据发电方式的不同，可以把发电自动化分为水电站自动化、火电厂自动化以及新能源电站自动化;电网自动化又可以分为变电站自动化、配用电自动化和调度自动化三大部分。“十四五”规划中关于电力自动化行业的内容主要分为两部分。一是电力装备部分，“十四五”规划提出，要培育先进制造业集群，推动先进电力装备产业创新发展，优化相关产业链布局;对电力装备相关产业的扶持政策，将会显著提升电力自动化行业硬件设备领域的发展，电力自动化设备生产企业将在政策引导下提高技术水平，增强产品竞争力。二是电网建设方面，经过十多年的发展，中国的智能电网发展已经比较成熟，未来电网的建设重点会转向基础设施的智能化和智能微电网，这将为电力自动化行业带来新的市场，促进电力自动化行业新产品和新业态的诞生。2、 产业结构分析从行业的运转来看，电力自动化目前属于中下游环节当中，以中游发电厂自动化和电网自动化为主，上游钢铁行业、软件行业和机械加工制造构建了电力自动化系统和电力自动化使用场景的基础建设设施和软件环境。在发电场和电网当中，需要用到电力自动化系统对电力进行发、输、配、变、用电环节进行系统级别的监控以及调教，保证各个环节运转正常。行业发展历程：智能化已成为发展趋势总体看来，从中国电力系统建立之初到现在，中国电力自动化行业大致经历了传统工人阶段、自动化概念初贯彻阶段、调度工作阶段和调度自动化阶段，未来，中国电力自动化行业将朝着综合自动化方向发展。行业政策背景：大力推动与信息技术相结合发展2015年以来，中国电力自动化行业政策经历了研究试点、大力推广到开拓新领域的过程。随着基础设施的不断完善和智能电网的逐渐建成，中国电力自动化行业下一个阶段的发展重点将是智能微电网和与5G等新兴技术的结合。行业发展概况：行业总体呈现走高态势1、 中国电力自动化行业市场主体类型分析目前，中国电力自动化行业处于高速发展期，其主题类型主要由民营企业、国企和政府组成，由于行业发展的特殊性，国家电网等国有企业集团为行业内的主要运营主体，且行业集中度较高。2、 供给分析：供给集中度较高且受疫情影响较大中国电力自动化行业代表性企业的产品覆盖面较广，从电厂自动化产品到配电自动化产品再到输电自动化产品以及继电保护产品都有供应，从供给的主体来看，主要为国家电网集团和行业内主要龙头企业进行产品的制作生产：根据各公司年报，2020年受新冠疫情影响，中国电力自动化行业代表性企业产量普遍大幅下滑，其中大烨智能的配电自动化终端产量下跌了约85%，积成电子、北京科锐相关产品产量也下滑了25%以上。注：截至2022年4月，行业主要企业的年报尚未发布，因此上述产量数据统一选用2020年数据电力自动化行业一定程度上受到国有企业以及政府项目的直接引领，行业的供给现状可以从行业内招投标的状况反映出来，从代表性企业参与招投标事件数量上来看，从2017年开始，中国电力自动化行业招投标市场开始爆发式增长，当年参与招投标最多的国电南瑞投标数量达到了863件;到2019年，8家代表性企业参与的招投标数量总数达到了3936件，为近十年最高值。2020年，受疫情等因素的影响，全国智能电网及其他电力设施建设放缓，企业参与招投标事件数量开始下滑。从政府采购网的数据来看，中国电力自动化行业招投标项目较少且数量呈下降趋势，2014年中国电力自动化行业招投标项目有17件，2020年疫情之后，招投标项目数量下降至3件，2021年为5件。3、 需求结构：货物类项目需求量最大从项目类型来看，中国电力自动化行业招投标项目中，最多的是货物类招投标，2014-2022年货物类招投标事件共67件，占全部招投标项目的01%，其次是工程类招投标，数量为17件，占比达到了54%，最少的是服务类招投标，数量仅3件。4、 电力自动化行业市场规模根据中国电力行业发展规划，以及电力自动化行业的历史发展规律，未来电力自动化行业地位进一步提高，技术水平与国际先进技术差距将进一步缩小，普及覆盖了也将会大大提高。前瞻结合中金公司和国家电网发布的相关数据对行业市场规模进行初步统计，2020年由于疫情的因素，各个企业的电力自动化环节设备和相关技术产出都承受了明显的降低，行业的市场规模发展增速受到了较大影响，2021年随着疫情的好转，各行各业的复工复产，中国电力自动化行业也步入了高速发展的态势。前瞻初步统计2021年中国电力自动化行业市场规模突破1100亿元。行业竞争格局1、 区域竞争电力自动化上市企业中，江浙沪的上市企业处于优势地位，一共有50家上市企业在此区域注册。可以看出我国能源电力系统和电网设备相关上市企业在区域内已形成了一定程度的区域聚集效应，其次广东省的行业上市公司排在全国第三位，有13家上市企业聚集。根据采招网提供的招投标信息，在电力自动化招投标领域，江苏省的招投标项目众多，且遥遥领先于其他区域，达到5706项，其次为内蒙古，达到1882项。2、 企业竞争从业务的分布结构和产业链布局来看，国家电网集团的下属企业——许继电气和国电南瑞的业务产品线都排在第一梯队，几乎覆盖了产业链的所有环节，在电力自动化领域的发电、输电、变电、配电领域都有着一定规模的战略规划，布局齐全;北京四方和积成电子处于第二竞争梯队，其业务领域主要在配电、变电领域进行布局。3、 中国电力自动化行业集中度分析根据中国电力自动化主要企业官网提供的财报和国家电网官网提供的公司企业信息来看，目前中国电力自动化行业中，许继集团和国电南瑞在营业收入、市场份额和产品销量上都具有绝对的优势，并且根据行业发展特点、考虑行业壁垒等特征，前瞻初步统计目前中国电力自动化行业CR3达到35%，CR5超过50%，CR10达到70%水平，行业总体市场集中度处于高位。行业发展前景趋势及预测配网自动化是实现智能配电网的基础，在电网改造的过程中，中国电网建设取得一定的成果。2019年中国220V以上的变电设备容量约92亿千伏安，到2025年，中国220V以上的变电设备容量将达05亿千伏安。根据前瞻的初步统计预测，2022年中国电力自动化行业市场规模将突破1300亿元，并且将以15%左右的复合增长率成规模上涨的态势，预计2027年将超过2800亿元。以上数据参考前瞻产业研究院《中国电力自动化行业深度调研与投资战略规划分析报告》 
五 无功补偿无功补偿应根据分散补偿和集中补偿相结合原则进行配置，二次侧功率因数应根据用户性质测定。根据《电力系统电压质量和无功电力管理规定》的要求，在最大负荷时，一次侧不应低于95。《城市电力网规划设计导则》要求，110kV变电所无功补偿一般取主变容量的1/4～1/6，实际上城区内10kV线路较短，且大部分为电缆网，无功容量较充足，因此以补偿主变损耗为主。变电所无功补偿为主变容量的8%～15%即可，当采用高阻抗变压器时需取较大值，投切时，10KV电压波动约为5%，满足小于5%的要求。六 10kV中性点运行方式长期以来，我国10kV配电网大部分采用中性点不接地方式，它的最大优点是发生单相接地故障时并不中断向用户供电。随着配电网的扩大，电缆线路的增多，电网对地电容电流大幅度上升，直接威胁着电力系统的安全运行。根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》，电容电流超过10A时中性点应改为消弧线圈接地。九三年起为配合变电所无人值班，国内研制了多种自动跟踪消弧线圈补偿装置，其原理大同小异，基本上都在原调匝式消弧线圈的基础上增加控制装置，由于其原理相对简单，可以运行于全补偿状态，工艺要求低，因此目前市场占有率较高，其它还有调隙式、直流偏磁式、调容式等，均由于各种原因难以进入实用状态。顺便说一下，目前有厂家在消弧线圈调谐装置中附加接地检测装置，其原理与出线保护装置中的接地检测装置是一致的，但使用时二次电缆需增加很多，不宜采用。消弧线圈的调节采用微机自动跟踪补偿装置。当主变无中性点引出时，结合变电所的所用电，在10KV母线上设置接地（曲折）变压器。近年来，国内各大城市10kV中性点改用电阻接地的越来越多。采用电阻接地，单相接地故障时动作于跳闸，健全相过电压倍数可限制在8倍以下，进一步降低弧光过电压，电网可采用绝缘水平较低的电气设备，提高设备运行条件和提高人身安全。目前中性点电阻值大致有77Ω（上海）、10Ω（北京、广州）、16Ω（深圳），电阻值大小取值各有利弊，从各地运行情况来看，都是可行的。但在以架空线为主的电网中应慎用电阻接地。七 过电压保护根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》，变电所应设有防止直接雷和雷电波侵入的过电压保护措施。全户内变电所采用屋顶避雷带防直击雷，屋顶避雷带采用-40×4镀锌扁钢或8圆钢，半户内变电所设独立避雷针对主变进行保护。八 接地变电所接地方式以水平接地体为主，辅以垂直接地极，主接地网采用-50×6镀锌扁钢，布置上尽量利用配电楼以外的空地，深埋接地极。变电所主接地网的接地电阻应不大于5欧姆。考虑到微机保护监控系统对接地要求较高，二次设备室及10kV二次电缆沟接地采用25×4铜排。当110kV采用GIS时，110kV配电装置室也需采用铜排接地。九 防污等级根据《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》，户外电气设备取污秽等级2级，爬电比距5CM/kV。对于户内设备，该标准中没有规定，但参照《高压开关设备的共用订货技术导则》，可取瓷质材料8CM/kV，有机材料0CM/kV。当户外设备户内安装时，可取2CM/kV。十 保护监控无人值班变电所设计与常规变电所最大的不同点在于二次监控设备必须满足现场无人值班要求，目前采用微机保护基本上没有多大疑义了，而监控方式通常有两种模式： 采用综合自动化系统 采用常规二次保护加RTU应该说，两者都能满足无人值班的要求，后者结构简单、造价低廉，但采用综合自动化系统技术上更先进，集成化程度更高，更易于做成面向对象的层次结构，从技术上讲是发展方向。随着计算机技术、自动控制技术的不断完善和成熟，综合自动化设备性能日趋稳定，价格逐渐下调，应作为新建变电所的首选系统，而后者可以作为老变电所改造用。采用综合自动化，就应该采用分布式结构（10kV保护装置安装在开关柜上），以充分发挥其功能，减少二次电缆，降低造价，但分布式保护装置应解决配电装置室的散热通风及电磁干扰问题。作为无人值班变电所，所内不宜设置固定的计算机监视设备（后台机），但应设置能与现场维护调试用便携式计算机相适应的硬、软件接口。另外，为了运行维护方便，变电所遥测、遥信、遥控量和当地显示量应按《无人值班变电所设计规程》进行设置，加以统一化、标准化。十一 交流所用电和直流系统 交流所用电变电所宜设置二台所用变压器，容量为80～100KVA。当变电所设置三台主变时分别接入#1、#3主变低压侧母线，设置二台主变时则分别接入其低压侧母线。所用电采用中性点直接接地TN系统，额定电压380/220V，采用单母线分段接线。 直流系统直流电源宜采用一组220V蓄电池，容量应满足全所事故停电2h的放电容量，一般为100AH，单母线接线。蓄电池组宜采用性能可靠、维护量少的蓄电池，如阀控式密封铅酸蓄电池等。直流系统应具有自动调节功能，充电装置实现智能化实时管理，并应设置一套微机直流接地监测装置。十二 建筑物变电所所址标高应高于频率为2%洪水位，变电所土建应采用联合建筑并按最终规模一次建成，建筑物的建筑风格、外墙面装修与周围环境相协调，内装修应简化实用。建筑物不宜设通长窗，如城市规划要求或采光需要底层可设置假窗或高窗。变电所的防震、消防、通风应符合国家有关规定。按无人值班要求变电所附房应从简设置，110kV变电所规模为二台主变时建筑面积应控制在700M2(主变放户外)及900M2(主变放户内)，占地面积1600 M2，三台主变时建筑面积应控制在1200M2(主变放户外)及1500M2(主变放户内)，占地面积1900 M2。十三 结论 变电所主接线应力求简化，宜优先采用线路变压器组接线。 中等城市变电所宜设置二台主变，大城市可设置三台主变。 为保证10KV母线电压在合格范围内，应采用有载调压变压器。 变电所无功补偿宜取主变容量的8%～12%，当采用高阻抗变压器时需取较大值。 变电所优先采用半户内布置（主变布置在户外）。 110kV应尽量采用装配式结构，慎用GIS。 10kV以架空线为主的系统中性点应采用消弧线圈接地，消弧线圈的调节采用微机自动跟踪补偿装置。全电缆网系统中性点采用低电阻接地。 新建变电所监控装置应优先采用综合自动化系统，保护装置应采用分布式结构。 直流系统宜设一组100AH蓄电池组，交流所用电宜设置二台，所用变压器应与接地变相结合。。 建筑物装修应简单实用，布置上尽量减少占地面积和建筑面积。
电力系统分为五大环节，其自动化应用与传统工作模式相比，能够大幅缩减工人运作成本。随着自动化技术的推行与应用，电力系统运作效率更为高效。自动化系统一般将其应用于控制中心，用以调节电力系统内部操作结构与模式。同时现代化的控制中心可以提供电力系统更为精准的电力控制，从而全面监控电路系统运作状况。自动化系统一般从控制中心呈辐射线状网络铺盖整条电路系统，全面且立体化的网络覆盖设置，可以确保相应的电路系统信息传递更为精准、更为高效。（二）当前电力自动化技术应用范围电网的自动调节与配比电力系统自动化设备与应用范围比较广泛。随着计算机技术自动化的普及，电力供应模式早已摒弃传统的单一电路管理方式，而是利用自动化设备对电力线路选择进行最优择取。不仅有效提高了电路系统自动化控制水平，还提高了智能化在电路系统应用的进程脚步。电网自动化调节与配比，正是其主要应用和价值体现的所在。利用自动化技术能够有效控制与采集电力生产数据，通过自动监控与评估系统，能够使工作人员在PC终端掌握电路生产情况，以及电压情况。最终可以确定各项设施的工作效益，保障电厂电力供应能力一直处于稳定且高效状态。电力系统变电站技术在电力系统中，变电技术是其核心价值及工作重要环节。作为电力转换承轴，变电站电力变压技术主要为高压电转化为低压电，及低压电转化为高压电两种电力转化模式。变电技术的核心设备是变压器，通过变压器能有效转变与控制电路电压，确保工作更为安全稳定。另外变电站技术的自动化进程可提升线路稳定和数据实时传输，确保数字化发展进程更为有效。对于电网调度的自动化也能起到一定积极影响。可以说变电站的应用与发展是电力系统发展核心关键，也是重要基础步骤。二、电力系统自动化技术发展的现状我国的电力系统自动化技术在建国之初就有了初步的发展，并保持了快速的发展趋势，互联网技术和计算机计技术的迅猛发展为电力系统自动化技术的发展提供了巨大的技术支持。（一）自动化技术在电网调度中的应用电网调度的现代化自动控制系统以计算机技术为核心，计算机技术对电力系统的实时运行信息进行监测、收集和分析，并完成系统操作的高效进行。电网的调度自动化操作，通过自动控制技术的应用，实现电网运行状态的实时监测，确保了电网运行的质量和可靠性，实现了电能的充分供应，使人们的需求得到满足。自动化技术应用的同时，将能源损耗达到最低，确保了供电的经济性和环保性，实现了电能的节约。
