电能质量产业发展规划汇报

电能质量产业发展规划汇报2目录行业状况分析三市场状况分析四影响行业发展的有利因素和不利因素五市场发展策略前言二一六建议保障措施3一、行业发展背景行业发展背景全球工业的快速发展对能源消耗需求迅速增加，至上世纪70年代，造成能源大量消耗、能源价格快速上涨，以致能源危机发生。与此同时，矿物能源的使用对自然环境产生破坏，出现全球气候异常。在此背景下，各国政府出台能源节约政策，鼓励节能产品应用和技术推广。20世纪90年代，为企业、项目提供降低能耗、提高能效、减少排放等方面技术、装备、运营支持与服务的节能服务行业逐渐在我国兴起，目前已成为国家重点鼓励发展的科技服务业，是现代服务业的重要组成部分。近年来，我国节能服务业总产值持续快速增长，成为以市场机制推动节能减排的重要力量。根据中国节能协会节能服务产业委员会《“十二五”节能服务产业发展报告》，2015年我国节能服务产业总产值达3,127亿元，自2005年以来年复合增长率达52%。4一、行业发展背景行业发展背景4783217417588836125016532155265031270500100015002000250030003500200520062007200820092010201120122013201420152005-2015年中国节能服务产业总产值（单位：亿元）5二、行业状况分析1、电能质量治理设备制造业发展状况（1）行业发展历程电能质量治理设备制造业的发展，主要体现在无功补偿技术和谐波治理技术的不断创新和改进。a.无功补偿技术我国无功补偿细分产业的发展经历了技术引进、消化吸收和进口替代的过程，随着电力监管部门对用户功率因数要求的提高和企业对电能质量重要性认识的提升，无功补偿装置在国内的市场需求自2004年左右开始爆发。无功补偿方法有多种，从传统的带旋转机械的方式到现代的电力电子元件的应用，经历了数十年的发展历程，先后出现了调相机、固定补偿电容器、SVC、SVG等产品。6二、行业状况分析1、电能质量治理设备制造业发展状况同步调相机和固定补偿电容器：早期的无功补偿装置是同步调相机和固定补偿电容器。前者运行成本高、安装复杂，后者补偿容量较大，但不能连续调节，而且可能与系统发生谐振。该技术目前已逐渐淘汰。SVC（静止型动态无功补偿装置）：随着电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，应用晶闸管技术的SVC进入无功补偿的舞台，并逐渐占据主导地位。SVC是一种快速调节无功功率的装置，具有反应时间快（5～20MS）、运行可靠、无级补偿、分相调节、能平衡有功、适用范围广和价格低廉等优点，有较好的抑制不对称负荷的能力，应用十分广泛。SVC从70年代在国外投入运行，我国从80年代开始研究SVC技术及其应用。SVG（静止无功发生器）：将自换相桥式电路通过电抗器或直接并联在电网上，适当调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或直接控制其交流侧7二、行业状况分析1、电能质量治理设备制造业发展状况电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。与SVC相比，SVG的响应速度更快、运行范围更宽、谐波电流含量更小，并且电压较低时SVG仍可向系统注入较大的无功电流，其储能元件的容量较其所提供的无功容量要小。b.谐波治理技术谐波治理技术的演变大致经历了以下几个阶段：第一阶段：主要针对高压专线电网中的谐波问题，电弧炉、中频炉等大容量非线性负荷，谐波的治理技术采用无源滤波技术：LC滤波回路，主要通过了解电网线路阻抗，有针对性地设计特征次谐波LC滤波回路，实现对固定次数的谐波滤出，但有谐振的危险，对设计方案、元器件性能、检测数据有较高要求，无法满足系统变化的需求。8二、行业状况分析1、电能质量治理设备制造业发展状况第二阶段：采用电容器回路安装电抗器的技术保护补偿电容器来达到抑制谐波的作用，其一般只能最多减少30%左右的谐波流入电网，因此该技术不能减少谐波源增加对公用电网所造成的危害。第三阶段：随着谐波问题逐渐由专用电网向公用电网转移，有源滤波技术快速发展，成为目前行业技术发展的主流：一方面，公用电网负载容量普遍较小、数量众多，产生的谐波次数和谐波量波动大，采用无源滤波技术不但不能解决谐波问题而且有可能引起谐振；另一方面，公用电网无功补偿大多采用集中补偿，谐波抑制技术易造成补偿回路过载，而有源滤波技术从补偿电网中检测出谐波电流和基波无功，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而方向相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波成分，同时动态补偿基波无功功率，使电网无功功率因数达0.99。有源滤波技术能对频率和幅值都变化的谐波及无功功率进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响。9二、行业状况分析1、电能质量治理设备制造业发展状况（2）行业发展现状为了合理高效的利用电能，发达国家75%以上的电能需经过变换或控制后使用，这一比例仍在不断提高。与发达国家相比我国用电环境更为复杂，且目前我国电能仍主要采用传统输配方式，电力电子技术在输配电、用电过程中应用程度相对较低，电能质量问题较为突出，主要表现在：①我国是生产制造业大国，产业结构中重工业与高耗能企业占据较高份额，如钢铁、冶金、石油、化工、水泥、建材等，这些企业的生产设备与装置易产生谐波、闪变、电压跌落、三相不平衡等电能质量问题，并通过电网将这些电能质量问题传递给其它广大电力用户，造成严重的电网污染；②由于我国电能质量监测与监管机制尚不完善，难以做到“谁污染、谁治理”，电能质量问题主要体现在用户侧市场，我国对电能质量治理的需要也更加迫切、要求更高。10二、行业状况分析1、电能质量治理设备制造业发展状况近几年，我国电能质量治理及相关电力电子设备制造业发展较为迅速，迎来极佳的行业发展契机：①受惠于节能减排、清洁能源发展、制造业转型升级等多项产业政策的支持；②不仅在输变电、发电行业及钢铁、冶金、煤炭等传统制造业中的应用规模日益增长，电能质量治理设备在城市轨道交通、智能电网、电动汽车、数据中心以及高端制造业中的应用亦不断拓展和深化；③国内电力电子及应用技术水平的突飞猛进。我国传统的无功补偿市场主要在供电、输配电一侧。作为制造业大国，近年来用电设备及用电负荷大幅增加，导致电能质量问题日益突出，促进了用电侧无功补偿市场的快速增长。中国电源工业协会数据显示，用户侧无功补偿装置对新增发电装机容量的比例约0.3:1，即每增加1kVA发电容量，需配套0.3kvar低压无功补偿装置；用户侧无功补偿装置在替代更换市场对存量发电11二、行业市场情况1、电能质量治理设备制造业发展状况装机容量的比例为0.03:1，即1kVA发电容量可带来0.03kvar低压无功补偿装置需求。在我国电力装机容量不断增长的背景下，2010年-2014年我国用户侧无功补偿市场规模从2010年的68.8亿元逐步增至2014年的88.7亿元，年复合增长率达6.56%。考虑到未来对电网质量管理的不断加强，以及对原有无功补偿装置的替代更新，低压无功补偿的市场容量会进一步扩大，预计到2020年市场规模会达到144.31亿元，年复合增长率达7.69%。12中国用户侧无功补偿市场2010-2020年市场容量及市场规模预测(单位：亿元)二、行业市场情况1、电能质量治理设备制造业发展状况68.874.173.787.588.690.898.9107.9118.5130.6144.30204060801001201401602010201120122013201420152016201720182019202013二、行业状况分析1、电能质量治理设备制造业发展状况通过对一些用电负荷的分析测试，冶金行业的谐波含量约为30-35%，化工、制药、建材行业谐波含量约为30%，民用及办公负荷的谐波含量不低于10%，由此估计全部电力负荷中谐波含量不低于15%，这些谐波大部分没有得到有效治理。受益于产业政策支持、下游应用市场需求拉动及电力电子行业内部不断进步，近年来我国谐波治理设备市场规模快速增长，由2010年的2.87亿元增至2014年的10.05亿元，年复合增长率达36.80%。预计到2020年我国谐波治理市场规模将达17.80亿元，2014年-2020年复合增长率达10.02%。14二、行业状况分析1、电能质量治理设备制造业发展状况2010年-2020年我国谐波治理市场规模(单位：亿元)2.874.635.648.6510.0510.2811.8113.3314.8416.3317.8024681012141618202010201120122013201420152016201720182019202015二、行业状况分析2、电力电子设备制造业发展概况电力电子技术的核心是电力电子元器件技术。电力电子元器件的发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。由于在降低能源消耗、提升能源使用效率、确保用电安全等方面良好的应用效果，电力电子技术目前已涉及国民经济的众多部门，广泛应用于电力、汽车、现代通信、机械、石化、织、家用电器、灯光照明、冶金、铁路、医疗设备、航空、航海等众多行业。发达国家超过75%的电能经过电力电子变换或控制后使用，预计未来将达到95%以上的使用率。我国由于产业发展起步较晚，大部分电能仍采用传统输配方式，电力电子技术使用率远低于发达国家，仍存在较大提升空间。16二、行业状况分析2、电力电子设备制造业发展概况未来，电力电子技术将向以下几个方向发展：①集成化：高度集成化将使电力电子装置体积更小、重量更轻、功率密度更高、性能更优；②智能化：装置更具自动调节能力，从而获得更高的性能指标，包括高效率、高功率因数、宽调速范围、快速准确的动态性能及高故障容错能力等；③通用化：有效扩大使用范围，降低制造成本；④信息化：现代信息技术应用于电力传动系统中，使其不仅是转换、传送能量的装置，也成为传递和交换信息的通道。17二、行业状况分析（1）产品和技术方面的未来发展趋势电能质量治理的核心是能够对所供应的电力进行控制、变换，为用户或负荷提供质量合格、性能稳定、符合要求的电力，其中无功补偿与谐波抑制技术是电能质量治理的关键支撑技术。随着各种变频器、换流器、整流装置在负荷侧的大量使用，电网中存在着大量波动负荷和非线性负荷。电力电子装置开始成为完成这种控制和变换的关键，基于全控的IGBT器件的静止无功发生器（SVG）和有源电力滤波器（APF）成为电能质量治理技术发展的主要方向。近年来，电力电子装置逐渐向高频化、高功率密度及低损耗的方向发展。新的拓扑结构、控制方法层出不穷。多电平结构的SVG、APF开关损耗小、等效输出高频纹波小、输出滤波设计简单，可大大提高装置的功率密度，逐渐成为设计的主流。3、行业未来发展趋势18二、行业状况分析随着电力系统的改变，特别是分布式电源高密度地接入电网，对电能质量治理技术产生以下新的需求：负荷侧同时也是电源侧，电网结构复杂性和分布式电源的不确定性，使供配电系统的电能质量恶化，其中有功不平衡引起的电压稳定、低频振荡、损耗增大问题尤为严重。而解决上述问题关键技术是储能技术和有功补偿技术，这是电能质量治理领域的未来发展方向之一。有功控制技术是电能质量治理的关键技术之一，储能发电是实现有功控制的主要手段。在分布式电源接入电网和负荷终端对有功控制的需求、储能技术进步促使成本降低，以及产业政策支持的驱动之下，储能发电产业已开始呈现爆发式增长趋势。在未来的几年内，储能电产业价值规模将在每年数百亿元左右，意味着有功控制技术将成为电能质量治理产业重要的支撑技术之一。3、行业未来发展趋势19二、行业状况分析随着新一轮电改政策的推动，以及互联网、物联网技术的发展，需求侧能管理愈发受到政府、企业的重视，区域供配电网络会进一步整合各种供用电设备，实现智能互联、信息互通，大量用电企业会依托云数据平台和智能设备，开展第三方运维和托管，将出现集能源供应、能源管控、能源调度、能源使用一体化的新型工商业企业集群，导致智能化、定制化柔性电力技术迅猛发展。（2）电力行业格局改变，推动电力设备制造企业转型升