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中国能源结构不断改善,新能源发电比例持续上升
随着社会经济的发展变化,中国能源结构发生了深刻变化,2018年,非化石能源在能源消费中的占比达到14.3%,有望实现2020年非化石能源占比达到15%的目标。中电联数据显示,新能源的主要利用形式为发电,其中水电、风电、核电、太阳能发电等非化石能源发电装机容量在2019年底达到8.4亿千瓦,比上年增长8.7%,占全国发电装机容量的41.9%,比上年底提高1.1个百分点。分类型来看,在中国利用较为广泛的是水电、风电、太阳能发电和核电,累计装机容量分别为:水电3.6亿千瓦、并网风电2.1亿千瓦、并网太阳能发电2.0亿千瓦、核电4,874万千瓦。
自动化技术与设备推动了新能源行业技术进步
自动化指生产、管理中,机器设备、系统在无人或少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期目标的过程。自动化技术在很大程度上扭转了传统作业模式,加速了传统工业技术改造。自动化技术及设备已经在新能源发电的系统构成、功能实现、安全运行、优化调度、电能质量保障等方面得到广泛应用,推动了新能源行业技术进步。
自动化设备主要涵盖了控制、驱动、执行、反馈及网络五个层面,主要包括工控机、SCADA系统、DCS系统、变频器、传感器、工业以太网等。
自动化技术可用于风电场区域化集中控制
风电调度自动化系统主要用于风电场区域化集中控制,对区域内各个风电场集中进行数据采集、监视、控制和优化,保证风电场的安全性、可靠性和经济性,减少风电场值守人员。
风电调度自动化系统由中央监控、数据传输、现场监控三个部分组成:
n 中央监控:接收各个风电站的运行数据,监控其运行状态,保存其运行数据,处理显示参数,进行技术分析,为管理层、技术部门、维护部门提供有针对性的报表。
n 数据传输:在每个风机的塔筒底部放置工业以太网交换机、环网设备及核心设备通过光纤互联,将采集到的风电机组运行的各种参数传送到远程监控中心,同时将监控中心下发的各种指令传送到风机控制器,完成对风电机组的控制。
n 现场监控:风电监控部分安装在每台风力发电机塔筒的控制柜内,每台风力发电机组的现场监控可对该风力发电机的运行状态进行监控,并对采样的数据进行初步处理。
受新能源利好政策驱动,工业自动化应用规模持续提升
过去五年,在新能源利好政策的刺激下,中国风力发电、光伏发电累计装机容量稳居世界第一,自动化技术与设备在新能源发电领域的应用也更加成熟。从项目成本来看,2.5兆瓦的风电场项目投资金额大约为4亿元,自动化设备的采购及安装成本占项目投资总额的70%,接近3亿元,自动化设备主要承担发电系统运行安全保障及日常维护工作,随着新能源发电项目规模逐年提升,工业自动化在新能源行业的应用也将迎来更加广阔的发展空间。
2015-2019年期间,工业自动化在新能源行业的应用规模由969.7亿元上升至1,099.3亿元,年复合增长率为3.2%。其中2018-2019年呈下降态势,原因在于2018年光伏新政的发布给光伏电站的开发、建设规模与确认销售的进度带来了一定程度的影响,而这种影响延续到了2019年。2020年初,新冠疫情爆发,预计2020年第一季度与第二季度新能源发电站项目推进速度将放缓,随着疫情逐渐好转,经济生活秩序恢复,三四季度新能源发电项目将加速推进,工业自动化在新能源行业的应用长期向好势头不会改变,发展主要驱动力为:
(1)根据可再生能源发展的“十三五”规划,到2020年底,新能源发电在全国发电量中的比重增加到9%以上(2015年底中国新能源发电量占比为5%),接近增长2倍;
(2)国家高度重视新兴技术创新,有利于促进基于大数据、云平台、工业互联网技术的自动化设备在新能源智能监测与调度系统的智能化应用持续深化。
大力发展储能技术是未来新能源行业的自动化技术与设备重要发展趋势
近年来,在加快清洁能源开发利用的同时,风电、光伏发电出现送出难、消纳难问题。目前中国清洁能源消纳问题存在较为明显的地域和时段集中分布的特征。其中,弃风弃光主要集中在新疆、甘肃和内蒙古等地区。根据国家能源局数据,从重点区域看,光伏消纳问题主要出现在西北地区,其弃光电量占全国的87%,弃风主要集中在新疆、甘肃、内蒙古,三省(区)弃风电量占全国弃风电量的81%。在消纳能力不足的前提下,发展储能技术将促进大规模清洁能源消纳能力的提高。国家高度关注储能技术的发展,并在《可再生能源“十三五”发展规划》中给出了具体发展方向。
深度见解:受新冠疫情影响,新能源消纳压力加剧,自动化企业经营风险提升
受新冠疫情影响,各地出台了严格的疫情防控措施,对商务出差造成了不便,将对2020年一季度风电、光伏新增建设并网规模和进度产生影响。风电、光伏发电项目前期方案设计、招标环节需要大量的沟通,预计项目建设进度需往后延迟半年左右,恐对自动化企业预期效益产生不利影响。
短期来看,受疫情影响,春节假期延长,出行受限,复工延迟,对2020年一季度的服务业、制造业用电有着巨大影响。全年来看,受产业结构转型调整、经济下行压力增大,外贸出口受限等因素影响,制造业、传统高耗能行业用电量增速会受到影响。一季度北方地区新能源发电消纳压力仍将维持高位。全年来看,在疫情影响下,2020年社会用电量增速将放缓,新能源发电消纳压力持续增大,新能源发电行业整体压力加剧,自动化企业经营风险提升。