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電網數(shù)字化行業(yè)發(fā)展特征、歷程、核心驅動力及競爭格局
電網數(shù)字化領域涵蓋電網運行規(guī)律、設備特性及能源管理等多學科專業(yè)知識,新進入者缺乏長期實踐積累,難以精準把握電力業(yè)務核心需求,易在系統(tǒng)設計、數(shù)據(jù)集成等環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差,影響項目成效;企業(yè)數(shù)字化方面,新進入者缺乏對大型企業(yè)復雜業(yè)務體系或重資產管理項目的開發(fā)實施經驗,較難將技術應用與業(yè)務、資產管理相結合;項目經驗還涉及應對復雜項目環(huán)境的能力,如把控項目進度與質量等。新進入者由于項目經驗上的不足,難以在競爭激烈的數(shù)字化市場中立足。數(shù)字電網建設、企業(yè)數(shù)字化轉型、數(shù)字基礎設施建設均屬于技術密集型行業(yè),技術含量較高,對創(chuàng)新型人才的數(shù)量和專業(yè)水平均有較高的要求。我國在跨學科復合型高端專業(yè)人才的需求缺口仍然較大,而行業(yè)的高技術屬性帶來了高端人才培養(yǎng)周期較長的痛點。未來一段時間,高端人才的缺乏仍然是制約行業(yè)快速發(fā)展的挑戰(zhàn)之一。
1、電網數(shù)字化行業(yè)發(fā)展概述
當前,我國電網行業(yè)呈現(xiàn)出顯著的數(shù)字化特征,電網發(fā)展進入數(shù)字電網時代。數(shù)字電網將以“算力+電力”支撐電網安全、可靠、綠色、高效運行,促進電網企業(yè)數(shù)字化運營,帶動電網產業(yè)鏈升級,并逐步形成連接政府、電力產業(yè)上下游、用戶等相關方的能源產業(yè)新形態(tài)。
(1)數(shù)字電網的定義
南方電網在 2020 年發(fā)布的《數(shù)字電網白皮書》中對數(shù)字電網進行了定義:數(shù)字電網是應用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、移動互聯(lián)網、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代數(shù)字技術對傳統(tǒng)電網進行數(shù)字化改造,發(fā)揮數(shù)據(jù)的生產要素作用,以數(shù)據(jù)流引領和優(yōu)化能量流、業(yè)務流,增強靈活性、開放性、交互性、經濟性、共享性等,使電網更加智能、安全、可靠、綠色、高效。
數(shù)字電網有效支撐多能協(xié)同互補、源網荷儲互動、多網融合互聯(lián),增強系統(tǒng)動態(tài)平衡能力和資源大范圍優(yōu)化配置能力,提升清潔能源消納水平和能源綜合利用效率,是能源電力數(shù)字化綠色化協(xié)同轉型的集中體現(xiàn),在新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設中發(fā)揮關鍵載體作用。
(2)數(shù)字電網的架構
數(shù)字電網體系架構由物理系統(tǒng)、業(yè)務系統(tǒng)和信息系統(tǒng)構成。物理系統(tǒng)由數(shù)字化電力設備及其聯(lián)系構成,包括設備本體信息、實時信息和環(huán)境信息等;業(yè)務系統(tǒng)由各類業(yè)務及其流程構成,包括業(yè)務組織、業(yè)務對象、業(yè)務流程、業(yè)務規(guī)則等各類信息;信息系統(tǒng)是聯(lián)系物理系統(tǒng)和業(yè)務系統(tǒng)的紐帶,其利用數(shù)字技術對終端感知的數(shù)據(jù)進行采集、傳輸,存儲、分析計算及仿真優(yōu)化,并賦能物理系統(tǒng)及業(yè)務系統(tǒng)優(yōu)化重構。
數(shù)字電網的信息系統(tǒng)連接物理系統(tǒng)和業(yè)務系統(tǒng),通過電網物理系統(tǒng)的數(shù)字化,電網的“神經末梢”傳感器采集海量的設備與環(huán)境數(shù)據(jù),同時,通過業(yè)務系統(tǒng)數(shù)字化實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一歸集。信息系統(tǒng)連接著物理系統(tǒng)與業(yè)務系統(tǒng),利用通信網絡將不同業(yè)務域的信息相互關聯(lián),形成電網大數(shù)據(jù),以數(shù)據(jù)驅動各業(yè)務域的智能高效協(xié)同,成為數(shù)字電網的“神經中樞”。
(3)數(shù)字電網的特征
數(shù)字電網是電網發(fā)展的新階段,在物理屬性方面,數(shù)字電網更應表現(xiàn)為本體安全、綠色消納;在技術屬性方面,數(shù)字電網應充分利用先進數(shù)字技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲、運算及驅動業(yè)務,表現(xiàn)為平臺賦能、數(shù)據(jù)驅動;在價值屬性方面,數(shù)字電網不僅利用能量流實現(xiàn)經濟價值,更應構建能源生態(tài)體系,充分挖掘數(shù)據(jù)價值,表現(xiàn)為開放共享、價值創(chuàng)造。
數(shù)字電網的主要特征
資料來源:普華有策制圖
2、數(shù)字電網的發(fā)展歷程
中國電網的數(shù)字化演進呈現(xiàn)出清晰的代際特征,大致以5-10年為一個階段實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
發(fā)展歷程:從自動化到“數(shù)智化”
資料來源:普華有策制圖
3、電網數(shù)字化技術水平及特點
多年來,我國在數(shù)字電網建設領域不斷突破核心技術攻關、深化關鍵技術研發(fā),在智能電表、配電終端、電力傳感器等關鍵設備領域,國內企業(yè)憑借技術優(yōu)勢和成本優(yōu)勢,成功實現(xiàn)了對進口產品的替代,國內數(shù)字電網核心技術水平已躋身世界前列。
我國數(shù)字電網呈現(xiàn)安全性、可靠性、經濟性、預測性的發(fā)展特點。數(shù)字電網實現(xiàn)對分布式發(fā)電裝置的精準管理,有效提升電網運行的安全性和穩(wěn)定性;數(shù)字化技術促進了多層級微網之間的靈活功率互濟和潮流優(yōu)化,顯著提高了配網的經濟性;智能傳感設備、智能運維平臺及電力人工智能算法的應用,使電網的運維效率得到極大提升,設備狀態(tài)的實時監(jiān)控和故障預警能力顯著增強。
未來,隨著技術的不斷進步和應用的深入拓展,數(shù)字電網將進一步提升其智能化、數(shù)字化水平,為新型電力系統(tǒng)的建設和能源可持續(xù)發(fā)展提供更加堅實有力的支撐。
4、電網數(shù)字化行業(yè)面臨的主要發(fā)展機遇
電網數(shù)字化行業(yè)面臨的主要發(fā)展機遇
資料來源:普華有策制圖
(1)政策導向明確,為數(shù)字化轉型需求提供堅實保障
近年來,國家高度重視電網數(shù)字化的建設,并出臺了一系列政策以加快推動電網的改造升級和數(shù)字化智能化發(fā)展?!都涌鞓嫿ㄐ滦碗娏ο到y(tǒng)行動方案(2024-2027 年)》、《工業(yè)互聯(lián)網與電力行業(yè)融合應用參考指南(2024 年)》及相關政策鼓勵加快電力行業(yè)數(shù)字化、智能化、綠色化轉型;提升電網對清潔能源的接納、配置、調控能力。
政策明確提出要建設以數(shù)字化、智能化電網支撐的新型電力系統(tǒng),推動變電站和換流站智能運檢、輸電線路智能巡檢、配電智能運維體系的建設。這一舉措旨在通過數(shù)字化智能化技術,實現(xiàn)電網運行的高效化、智能化和可靠化,為構建新型能源體系和新型電力系統(tǒng)提供有力支撐。政策強調要從單一供配電服務主體向源網荷儲資源高效配置平臺轉變,圍繞建設安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合的新型配電系統(tǒng)這一總目標,全面推進電力能源產業(yè)的數(shù)字化轉型。國家發(fā)改委等部門也對電力能源企業(yè)的數(shù)字化轉型提供了專項支持,旨在通過推動數(shù)字技術與電力能源產業(yè)的深度融合,促進電力能源企業(yè)的轉型升級和高質量發(fā)展。
國家政策正積極引導和支持電網數(shù)字化建設,通過一系列措施推動電網的改造升級和數(shù)字化智能化發(fā)展,以滿足城市電力負荷增長需求,提升電網運行效率和可靠性,為構建新型能源體系和新型電力系統(tǒng)奠定堅實基礎。
(2)市場規(guī)模擴大,為數(shù)字化轉型提供廣闊空間
在電力需求持續(xù)攀升與能源結構深度轉型的雙重背景下,數(shù)字電網建設與電力能源企業(yè)的數(shù)字化轉型正迎來較大的市場機遇。從技術需求層面看,集中式新能源的廣泛普及與分布式能源的迅猛發(fā)展,對電網的智能化、數(shù)字化水平提出了更高要求。數(shù)字電網技術作為支撐新能源高效消納、保障電網安全穩(wěn)定運行的核心手段,其市場需求呈現(xiàn)增長態(tài)勢,涵蓋智能調度系統(tǒng)、配電物聯(lián)網、設備狀態(tài)感知等關鍵技術領域。同時,電力能源企業(yè)通過數(shù)字化轉型催生出能源大數(shù)據(jù)服務、虛擬電廠運營、電力交易撮合等創(chuàng)新商業(yè)模式,不僅重構了能源服務生態(tài),更開辟了萬億級新興市場空間。
國家正通過戰(zhàn)略性投資布局加速電網數(shù)字化轉型進程。為構建新型電力系統(tǒng)、實現(xiàn)“雙碳”目標,國家明確要求電網企業(yè)加大在數(shù)字化基礎設施建設、關鍵技術攻關及創(chuàng)新應用示范等領域的投資力度。電網投資的增加直接拉動智能電網設備制造、系統(tǒng)集成、軟件開發(fā)等上下游產業(yè)鏈發(fā)展,并通過技術溢出效應帶動能源、交通、工業(yè)等領域的數(shù)字化協(xié)同轉型,形成超萬億規(guī)模的數(shù)字經濟新增量。隨著數(shù)字化轉型的縱深推進,電力能源企業(yè)將顯著提升供電可靠性、市場響應速度與綜合能效服務水平,在滿足經濟社會高質量發(fā)展用能需求的同時,通過技術革新與模式創(chuàng)新持續(xù)釋放市場潛力,為構建現(xiàn)代化經濟體系提供新動能。
(3)技術創(chuàng)新驅動,為數(shù)字化轉型提供強大動力
新一代信息技術的快速發(fā)展為數(shù)字電網建設、企業(yè)數(shù)字化轉型、數(shù)字基礎設施建設提供了強大的技術支撐。云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、人工智能、區(qū)塊鏈等技術的深入應用,正重塑各行業(yè)的發(fā)展格局。云計算通過彈性資源池化,大幅降低企業(yè) IT 部署成本,使企業(yè)能夠快速搭建數(shù)字化業(yè)務平臺;大數(shù)據(jù)技術從海量碎片化數(shù)據(jù)中挖掘價值,助力企業(yè)精準決策,例如電力系統(tǒng)可通過分析用戶用電數(shù)據(jù),優(yōu)化電網調度;物聯(lián)網技術實現(xiàn)設備的互聯(lián)互通,例如,在數(shù)字電網中,電力設備實時反饋數(shù)據(jù),保障電網運行的穩(wěn)定性與安全性;人工智能憑借強大的學習與分析能力,在圖像識別、智能客服、預測性維護等場景中發(fā)揮關鍵作用,如電力巡檢機器人利用 AI 技術自動識別設備故障;區(qū)塊鏈以其去中心化、不可篡改的特性,構建起安全可信的數(shù)據(jù)共享環(huán)境,在能源交易領域,實現(xiàn)電力點對點交易,提升交易效率并降低信任成本。新一代信息技術相互融合、協(xié)同創(chuàng)新,不斷催生新的商業(yè)模式與應用場景,持續(xù)為數(shù)字化轉型注入技術創(chuàng)新動力。
(4)國產化進程加速,為數(shù)字化轉型服務商提供發(fā)展機遇
國產自主可控是國家長期發(fā)展的戰(zhàn)略基石,“十四五”規(guī)劃、《中國制造2025》等政策明確將自主可控作為國家戰(zhàn)略,推動關鍵領域核心技術突破,數(shù)字化轉型行業(yè)帶來國產化發(fā)展機遇。
隨著國內科技水平的不斷提升和產業(yè)鏈的不斷完善,越來越多的國產設備和技術被應用于數(shù)字化轉型領域。國產化替代降低了企業(yè)的采購成本和維護成本,提高了企業(yè)的自主可控能力和安全保障水平。國產化電力設備和技術在性能和質量上已經達到國際先進水平,能夠滿足數(shù)字電網建設和企業(yè)數(shù)字化轉型需求。2022 年,二十大報告中提到,要推進國家安全體系和能力現(xiàn)代化,堅決維護國家安全和社會穩(wěn)定,包括加強重點領域安全能力建設,確保能源資源供應鏈安全。電力行業(yè)作為能源領域中的重要一環(huán),為確保供電安全,硬件設備及信息系統(tǒng)的自主可控滲透率將在“十四五”期間進一步提升。此外,2022 年9 月底下發(fā)的《關于加快推進國有企業(yè)數(shù)字化轉型的指導意見》中對央企及地方國企落實國產替代做出了明確要求,預計在 2027 年完成相關信息系統(tǒng)的國產化替換,國央企及政府機構的信息管理系統(tǒng)仍有較大國產化替換空間,我國數(shù)字化轉型提供商面臨關鍵技術及設備國產化替代機遇。
5、電網數(shù)字化行業(yè)競爭格局及主要玩家
我國電網數(shù)字化行業(yè)內的競爭企業(yè)主要以國有企業(yè)為主,行業(yè)集中度較高,包括東方電子、國電南瑞、四方股份、許繼電氣、南網數(shù)字、國能日新等,該類企業(yè)全面布局電力生產的各個環(huán)節(jié),技術實力雄厚,市場份額較大,形成了較強的市場競爭力。此外,部分規(guī)模較小的國有企業(yè)或民營企業(yè)采用專注化戰(zhàn)略,主攻細分市場,如調度自動化、發(fā)電廠用電自動化等,通過差異化競爭在特定領域占據(jù)一席之地,雖然體量較小,但業(yè)績彈性較大,如朗新集團、威勝信息等。新能源的大規(guī)模接入對電網的靈活性、可靠性和智能化水平提出了更高要求,也為各類企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。
電網數(shù)字化行業(yè)競爭梯隊、特點、代表企業(yè)
資料來源:普華有策制圖
(1)國網信息通信股份有限公司
國網信通是我國信息通信及能源數(shù)字化領域的骨干企業(yè),是以能源數(shù)字化為核心的能源互聯(lián)網服務提供商,是國務院國資委“雙百行動”企業(yè)。公司深耕云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、人工智能等技術,為電力、能源、政務、交通等行業(yè)提供數(shù)字化平臺、智能應用及運維服務,產品和服務覆蓋全國各地及多個海外地區(qū)。
(2)東方電子股份有限公司
東方電子及旗下子公司的產品體系覆蓋智能電網“發(fā)、輸、變、配、用”電全環(huán)節(jié),形成“源-網-荷-儲”完整的產業(yè)鏈布局。
(3)國電南瑞科技股份有限公司
國電南瑞是我國能源電力及工業(yè)控制領域的領軍企業(yè),是以能源電力智能化為核心的能源互聯(lián)網整體解決方案提供商,是國務院國資委“科改示范企業(yè)”。公司深耕量測控制、數(shù)字融合、電力電子等技術,為能源電力、市政公用、節(jié)能環(huán)保、水利水務、軌道交通、工礦等行業(yè)提供軟硬件產品、整體解決方案,產品和服務覆蓋全國各地及 100 多個國家和地區(qū)。
(4)北京四方繼保自動化股份有限公司
四方股份是一家新型電力系統(tǒng)解決方案提供商,專注于智慧發(fā)電
及新能源、智能電網、新型配電網、智慧用電等領域,提供繼電保護、自動化與控制系統(tǒng)、電力電子、一二次融合、智慧物聯(lián)等產品及解決方案。
(5)許繼電氣股份有限公司
許繼電氣致力于為國民經濟和社會發(fā)展提供能源電力高端技術裝備,為清潔能源生產、傳輸、配送以及高效使用提供全面的技術、產品和服務支撐,產品廣泛應用于電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)。
(6)朗新科技集團股份有限公司
朗新集團是專業(yè)的能源科技企業(yè),一直服務于電力能源領域,聚焦能源數(shù)字化、能源互聯(lián)網雙輪戰(zhàn)略。公司的能源數(shù)字化業(yè)務為電力能源客戶提供軟件解決方案;能源互聯(lián)網業(yè)務為電力消費用戶提供豐富的能源服務場景。
(7)威勝信息技術股份有限公司
威勝信息構建了“物聯(lián)網+芯片+人工智能”的核心競爭力,提供面向全球的能源數(shù)字化綜合解決方案。
(8)國能日新科技股份有限公司
國能日新主要面向新能源電站、發(fā)電集團及電網公司等電力市場主體提供新能源信息化產品及相關服務,產品主要以新能源發(fā)電功率預測產品為核心,以新能源并網智能控制系統(tǒng)、電網新能源管理系統(tǒng)為輔助,以電力交易、智慧儲能、虛擬電廠等相關創(chuàng)新產品為延伸和拓展。
《2025-2031年電網數(shù)字化行業(yè)市場調研及發(fā)展趨勢預測報告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模,產業(yè)政策/規(guī)劃、相關技術/專利、競爭格局、上游原料情況、下游主要應用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結構、市場集中度、重點企業(yè)/玩家,企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅動因素、市場前景預測,投資策略、主要壁壘構成、相關風險等內容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調研項目、產業(yè)研究報告、產業(yè)鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認證、市場占有率報告、十五五規(guī)劃、項目后評價報告、BP商業(yè)計劃書、產業(yè)圖譜、產業(yè)規(guī)劃、藍白皮書、國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè)認證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。