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1 引言
智能電力儀表是一種基于微處理器系統(tǒng)、總線通訊和交流采樣等電子信息技術(shù)的電力儀表,它集數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理和控制功能于一身,具有電力參數(shù)測(cè)量、機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控及電能計(jì)量等功能,并提供通訊接口與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接。廣義上,智能電力儀表包括計(jì)量計(jì)費(fèi)型電能儀表及電力需求側(cè)智能電力儀表,前者主要用于電力部門對(duì)電力用戶的電量計(jì)量,電力需求側(cè)智能電力儀表則為用戶根據(jù)自身中低壓配電系統(tǒng)監(jiān)控、機(jī)電設(shè)備管理和電能管理等需求而安裝使用的儀表,廣泛用于中、低壓變配電系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)等領(lǐng)域,本文所述智能電力儀表均指電力需求側(cè)智能電力儀表。
2 智能電力儀表的分類及應(yīng)用
智能電力儀表是電工儀器儀表的子行業(yè)。近年來(lái),為滿足建筑、工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施等電力需求用戶的電力管理多樣化需求,智能電力儀表發(fā)展迅速,融合了人工智能、微電子、物聯(lián)網(wǎng)和通訊網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),可同時(shí)具有電力參數(shù)監(jiān)測(cè)、電能計(jì)量、電能分析、機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與傳輸?shù)裙δ堋⒕哂芯雀?、功能全、可通信、穩(wěn)定可靠特征。按功能劃分,智能電力儀表可分為三大類,即電力監(jiān)控類儀表、電能管理類儀表和電氣安全類儀表。
2.1 電力監(jiān)控類儀表
主要對(duì)電力需求側(cè)電力參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,可以完成故障診斷、越限報(bào)警、事件記錄,以及對(duì)運(yùn)行中的電氣設(shè)備進(jìn)行控制和保護(hù),產(chǎn)品又可以細(xì)分為數(shù)顯電測(cè)表、自動(dòng)化監(jiān)控儀表和保護(hù)儀表。
2.2 電氣安全類儀表
主要針對(duì)低壓配電系統(tǒng)檢測(cè)剩余電流,防止電氣線路或電氣設(shè)備接地故障引起電氣火災(zāi)、電氣設(shè)備損壞事故和人身觸電傷亡事故。產(chǎn)品主要包括電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、剩余電流動(dòng)作繼電器等。
2.3 電能管理類儀表
具有電能分析功能的儀表,用于建筑、工業(yè)企業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施電力內(nèi)部計(jì)量、監(jiān)測(cè)和分析電能質(zhì)量,包括電壓、電流不平衡度、諧波、主要電能質(zhì)量指標(biāo)測(cè)量、電壓波動(dòng)、波形采集和記錄等。
3 智能電力儀表行業(yè)現(xiàn)狀
3.1 應(yīng)用領(lǐng)域
智能電力儀表廣泛用于辦公樓、商場(chǎng)、酒店、體育場(chǎng)館、等建筑樓宇,冶金、煤炭、化工、造紙等工礦企業(yè),以及軌道交通、機(jī)場(chǎng)、碼頭、隧道等基礎(chǔ)設(shè)施中。
(1)建筑領(lǐng)域
建筑能耗與工業(yè)能耗、交通能耗被稱為我能源消耗的三大“耗能大戶”,近年來(lái),辦公建筑和大型公共建筑高耗能問(wèn)題日益突出。據(jù)統(tǒng)計(jì),辦公建筑和大型公共建筑年耗電量約占全城鎮(zhèn)總耗電量的22% ?!?ldquo;十二五”建筑節(jié)能專項(xiàng)規(guī)劃》明確提出,要通過(guò)能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)、分項(xiàng)計(jì)量、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等手段,實(shí)現(xiàn)公共建筑能耗的可計(jì)量、可監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)“十二五”期間公共建筑單位面積能耗下降10% 。用戶通過(guò)智能電力儀表與電力監(jiān)控系統(tǒng),可以采集到建筑物內(nèi)部的空調(diào)、暖通、電梯、照明乃至各個(gè)樓層的能耗與電力系統(tǒng)運(yùn)行情況,通過(guò)它建筑業(yè)主和研究人員能夠直觀掌握能耗數(shù)據(jù)和運(yùn)行信息,從而可以根據(jù)建筑物能耗特點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能控制改造及運(yùn)行管理化。
(2)工業(yè)領(lǐng)域
“十一五”期間,我工業(yè)能源消耗總量逐年增加,占全社會(huì)總能耗的比重由2005 年的70.9%上升到2010 年的73%左右,鋼鐵、有色金屬、建材、石化、化工和電力六大高耗能行業(yè)的能源消耗量占工業(yè)總能耗的比重由2005 年的71.3%上升到2010 年的77%左右[2]。2012年2月,工業(yè)和信息化部發(fā)布《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》,提出實(shí)施“企業(yè)能源管控中心建設(shè)工程”等九大節(jié)能工程,提升企業(yè)能源利用效率?;谥悄茈娏x表的能源管理系統(tǒng)及相關(guān)解決方案,正是通過(guò)對(duì)能源消耗的有效監(jiān)測(cè)和分析,進(jìn)而可以很好地幫助工業(yè)企業(yè)提高能源管理水平??梢灶A(yù)見(jiàn),隨著工業(yè)化與信息化的深度融合,隨著各行各業(yè)合同能源管理模式的興起,智能電力儀表在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛而深入。
(3)基礎(chǔ)設(shè)施
智能電力儀表及相關(guān)系統(tǒng)解決方案在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用包括鐵路、市政、電網(wǎng)、軌道交通、水務(wù)、環(huán)保、通訊等領(lǐng)域同樣應(yīng)用廣泛?;A(chǔ)設(shè)施中特別是電網(wǎng)、軌道交通、通訊等用電領(lǐng)域,對(duì)設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定性要求較高,各類電力檢測(cè)儀表、多功能電表、諧波表、電能質(zhì)量分析儀表應(yīng)用市場(chǎng)廣闊。智能電力儀表也正在成為智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)組成部分,在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
3.2市場(chǎng)規(guī)模
據(jù)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,近些年,我電工儀器儀表總產(chǎn)量保持總體增長(zhǎng)、增速波動(dòng)較大。2011年,工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到456.7億元,同比增長(zhǎng)81.8%。2009年至2011年,電工儀器儀表工業(yè)總產(chǎn)值年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到58.5%,總體來(lái)看,近些年電工儀器儀表行業(yè)總體保持較快幅度增長(zhǎng)。
圖1:2007-2011年電工儀器儀表工業(yè)總產(chǎn)值與增長(zhǎng)(單位:億元)
數(shù)據(jù)來(lái)源:儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì),2012.10
智能電力儀表行業(yè)是電工儀器儀表中增長(zhǎng)速度相對(duì)較快的領(lǐng)域,下游產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)能力較強(qiáng)。據(jù)電工儀器儀表信息網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,2007-2011年間,我智能電力儀表市場(chǎng)規(guī)模已由2007年的16.2億元上升至2011年的33.5億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)19.9%。
圖2:2007-2011年智能電力儀表市場(chǎng)規(guī)模與增長(zhǎng)(單位:億元)
3.2市場(chǎng)特點(diǎn)
(1)市場(chǎng)整體處于快速發(fā)展階段
智能電力儀表是電工儀器儀表領(lǐng)域增長(zhǎng)速度較快的領(lǐng)域。智能電力儀表經(jīng)過(guò)近十幾年的發(fā)展,產(chǎn)品接近成熟,功能逐步從簡(jiǎn)單、低端朝多元化、轉(zhuǎn)變。精度、性能穩(wěn)定性、通信手段和協(xié)議開(kāi)放性也將進(jìn)一步提升。隨著智能電力儀表的發(fā)展和普及,依托于智能電力儀表的能源管理、物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等應(yīng)用則成為未來(lái)發(fā)展的,并且將帶動(dòng)智能電力儀表持續(xù)快速發(fā)展。
(2)市場(chǎng)總體較為分散,未來(lái)行業(yè)應(yīng)用集中度有待提高
智能電力儀表市場(chǎng)主體由外企業(yè)和企業(yè)形成的三個(gè)梯隊(duì)組成。*梯隊(duì)主要由外電力儀表企業(yè)組成,包括施耐德、ABB、溯高美等。這些企業(yè)憑借其品影響力,在智能電力儀表應(yīng)用領(lǐng)域占有一定份額。梯隊(duì)由度較高、實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)的企業(yè)組成,包括珠海派諾、深圳中電、愛(ài)博精電、廣東雅達(dá)、江陰斯菲爾、丹東華通、上海安科瑞等。這些企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量較好,產(chǎn)品渠道建設(shè)相對(duì)完善,在智能電力儀表領(lǐng)域占有比重。三梯隊(duì)由中小企業(yè)組成,這些企業(yè)規(guī)模偏小,銷售渠道建設(shè)尚不完善,產(chǎn)品質(zhì)量與*梯隊(duì)企業(yè)產(chǎn)品尚有差距。但我智能電力儀表市場(chǎng)總體仍處于較為分散的狀態(tài),梯隊(duì)中規(guī)模靠前的珠海派諾、深圳中電、江陰斯菲爾、上海安科瑞,所占*不足13%左右。三梯隊(duì)企業(yè)數(shù)量眾多,所在*約達(dá)60%以上。隨著智能電力儀表行業(yè)更加成熟,未來(lái)我智能電力儀表行業(yè)集中度仍將進(jìn)一步提升。
3.3市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)分析
(1)競(jìng)爭(zhēng)模式
從主力廠商的競(jìng)爭(zhēng)模式上看,以施耐德為代表的品走的是路線,產(chǎn)品定位,價(jià)格較高;企業(yè)里以珠海派諾為代表的依靠良的品質(zhì)、中的市場(chǎng)定位、快速的定制開(kāi)發(fā)能力、系統(tǒng)化的實(shí)施能力,*有望逐步擴(kuò)大;以安科瑞為代表的在產(chǎn)品線覆蓋面全且以中低端為主,在批量的生產(chǎn)能力方面具有勢(shì),憑借相對(duì)低廉的價(jià)格占領(lǐng)市場(chǎng)。
(2)競(jìng)爭(zhēng)格局
生產(chǎn)智能儀表的廠商較多, 2011年,智能電力儀表銷售額在1000萬(wàn)元以上的廠家有100多家,廠商分散,市場(chǎng)集中度不高。從廠商品、產(chǎn)品成熟度、*總和考慮,目前處在*梯隊(duì)的施耐德、朔高美、ABB等;梯隊(duì)則是6-8家廠商占據(jù),包括珠海派諾、江蘇斯菲爾、上海安科瑞等;三梯隊(duì)即為廣大中小企業(yè)和部分綜合性廠商,數(shù)量眾多,產(chǎn)品產(chǎn)量及*均與*、梯隊(duì)存在差距。整體的競(jìng)爭(zhēng)格局如下圖所示:
圖3:2011年智能電力儀表市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局
4 智能電力儀表行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
4.1影響因素
(1)有利因素
政策環(huán)境利好行業(yè)發(fā)展。節(jié)能減排相關(guān)政策行業(yè)發(fā)展。2007年,《節(jié)約能源法》發(fā)布,鼓勵(lì)、支持節(jié)能科學(xué)技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)、示范和推廣,節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步。 2012年頒布的《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》及《“十二五”建筑節(jié)能專項(xiàng)規(guī)劃》中,均對(duì)能源監(jiān)測(cè)工作的提出了一定的要求。此外,2011年頒發(fā)的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》中,建筑類的“智能建筑產(chǎn)品與設(shè)備的生產(chǎn)制造與集成技術(shù)研究”,信息產(chǎn)業(yè)類的“軟件開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)”、環(huán)境保護(hù)與資源節(jié)約綜合利用類的“為用戶提供節(jié)能診斷、設(shè)計(jì)、融資、改造、運(yùn)行管理等服務(wù)”等被列為鼓勵(lì)項(xiàng)目。
信息化與工業(yè)化融合的發(fā)展戰(zhàn)略智能儀表發(fā)展。2011年4月6日,工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、財(cái)政部、商務(wù)部、有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合的若干意見(jiàn)》 其中四條“以信息化推動(dòng)綠色發(fā)展,提高資源利用和安全生產(chǎn)水平”明確提出對(duì)耗能企業(yè)的能源信息化建設(shè)要求,將極大智能儀表在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用需求。
戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)智能儀表發(fā)展。2010年發(fā)布的《務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中,明確了要將節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)中推廣環(huán)保技術(shù)裝備及產(chǎn)品,推進(jìn)市場(chǎng)化節(jié)能環(huán)保服務(wù)體系建設(shè),在新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)中,推動(dòng)智能終端的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。由此可見(jiàn),政策環(huán)境對(duì)于智能電力儀表行業(yè)利好。
新能源以及新行業(yè)的發(fā)展,助力市場(chǎng)擴(kuò)大。隨著社會(huì)的發(fā)展,對(duì)核電、水電、光能、風(fēng)能等新能源的需求逐步擴(kuò)大,以減少對(duì)能源的依賴。新能源及新行業(yè)的發(fā)展給電力儀表帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇。以光伏電站為例,需匯流箱多路直流檢測(cè)裝置、直流多功能電表、諧波表等多種儀表。根據(jù)北京大學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究中心研究數(shù)據(jù)顯示,到2020年,我光伏年裝機(jī)量將達(dá)7000MW,累計(jì)裝機(jī)量為28550MW,可以推算出,到2020年,每年需電力儀表84萬(wàn)臺(tái),累計(jì)市場(chǎng)容量有3426萬(wàn)臺(tái)。此外,隨著對(duì)節(jié)能環(huán)保的重視以及智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的興起,將我智能電力儀表的應(yīng)用帶來(lái)更加廣闊的市場(chǎng)空間。
用戶主動(dòng)參與能效管理意識(shí)的提高,帶來(lái)新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。隨著電力需求側(cè)用戶管理節(jié)能意識(shí)和精益化管理水平的提升,對(duì)配電系統(tǒng)和各種機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理的需求逐步增加,進(jìn)而帶來(lái)新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
(2)不利因素
外*產(chǎn)品成熟,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。智能電力儀表企業(yè)面臨和外企業(yè)的雙重競(jìng)爭(zhēng)。外電氣*,包括施耐德、ABB、溯高美等,相對(duì)于廠家,外電氣的解決方案更加成熟。
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有待完善和統(tǒng)一。由于智能電力儀表行業(yè)在我屬于新興行業(yè),發(fā)展時(shí)間相對(duì)較短,正處于從成長(zhǎng)起步到快速發(fā)展的過(guò)渡階段。廠商較為分散,且不同用戶不同配電系統(tǒng)的要求的限制,目前我出臺(tái)的智能電力儀表產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)尚不能滿足該行業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)收的要求,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的滯后,給我智能電力儀表的順利發(fā)展帶來(lái)一定壓力。
4.2市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)
得益于政策的支持、建筑、交通等行業(yè)的快速發(fā)展以及終端用戶對(duì)智能化管理的需求,智能電力儀表市場(chǎng)規(guī)模勢(shì)必將隨著信息通信技術(shù)的發(fā)展及普及。預(yù)計(jì)2015 年我智能電力儀表年市場(chǎng)容量將實(shí)現(xiàn)翻番,預(yù)測(cè)2012-2017年間,我智能電力儀表市場(chǎng)規(guī)模行業(yè)年均復(fù)合增長(zhǎng)率將在17%左右,2017年我智能電力儀表市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將約達(dá)到75.3億元,同比增幅約為24%。
圖4:2012-2017年智能電力儀表市場(chǎng)規(guī)模與增長(zhǎng)預(yù)測(cè)(單位:億元)
4.3 行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析
智能電力監(jiān)控系統(tǒng)中的各類儀表設(shè)計(jì)趨向于模塊化,以迅速響應(yīng)客戶定制需求。隨著微電子、人工智能技術(shù)發(fā)展,終端客戶對(duì)智能電力儀表功能要求提升,未來(lái)進(jìn)一步拓展儀表功能、保持較高的穩(wěn)定性能和可靠性、提高儀表精度、能適應(yīng)不同外部環(huán)境和用戶需求仍然是智能電力儀表產(chǎn)品發(fā)展核心。
由于智能電力儀表應(yīng)用廣泛,客戶對(duì)智能電力儀表的存在定制化需求,通常同一個(gè)廠家僅提供主流的型號(hào),每種電表又會(huì)有各種不同的版本,這就使得電力儀表生產(chǎn)中有明顯的“小批量、多品種”特征。無(wú)論是硬件還是軟件都能采用模塊化設(shè)計(jì),將技術(shù)相對(duì)成熟和標(biāo)準(zhǔn)的部分進(jìn)行模塊化既有效縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,又能提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性,是智能電力儀表行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。
智能電力儀表的功能、精度、性能穩(wěn)定性將進(jìn)一步提高。未來(lái),智能電力儀表功能將逐步從簡(jiǎn)單、低端功能朝多元化、功能轉(zhuǎn)變,以滿足終端客戶系統(tǒng)建設(shè)需求。精度、性能穩(wěn)定性和外觀設(shè)計(jì)水平也將進(jìn)一步提升。從主流廠商的產(chǎn)品來(lái)看,如施耐德PM800系列,其電壓電流的測(cè)量精度可以達(dá)到0.075%,而同類產(chǎn)品一般在0.2%。高精度對(duì)應(yīng)著更高的防電磁干擾設(shè)計(jì)、更的核心計(jì)量元件的選用,對(duì)廠商的研發(fā)和制造能力有著更高的要求。目前,主流廠商已經(jīng)開(kāi)始逐漸接近以施耐德為代表的表計(jì)水平;性能穩(wěn)定性方面,智能電力儀表屬于工業(yè)耐用品,非人為原因一般不宜損壞。廠家一般提供2年質(zhì)保,個(gè)別廠家可以提供10年的質(zhì)保,不同廠家產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性還是存在一定的差異。
5 結(jié)語(yǔ)
智能電力儀表是電工儀器儀表的新興細(xì)分行業(yè),隨著通信、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,以及市場(chǎng)的多樣化需求,智能電力儀表將在未來(lái)5-10年之間持續(xù)具備良好的基礎(chǔ),產(chǎn)量、銷售額有望穩(wěn)步增長(zhǎng)。
資料來(lái)源:《關(guān)于加強(qiáng)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理工作的實(shí)施意見(jiàn)》,建科〔2007〕245號(hào)
《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》,工業(yè)和信息化部,2012年2月
資料來(lái)源:根據(jù)《2011年機(jī)械工業(yè)年鑒》、《2010-2011電工儀器儀表行業(yè)發(fā)展報(bào)告》整理,2012.10
文章來(lái)源:建筑電氣網(wǎng)