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“十四五”电网投资再提速,BIM为电网信息化重要环节

2022-11-22 17:52
财闻网
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“十四五”电网投资再提速,BIM为电网信息化重要环节

双碳政策下新能源行业高增速发展,提振我国电力行业投资建设与转型升级需求。双碳目标提出以后,发展清洁能源成为各国共识,新能源在电力结构中占比提升。随生产、加工技术进步,相关制造设备持续迭代,各环节辅材、零部件的成本下降,效率上升,LCOE 实现持续下降,新能源装机的经济性得以提升。

光伏装机量自2020年起迎来新一轮快速增长,202年,我国光伏新增装机量达到 54.88GW,同比增加13.9%,2022年前三季度,国内光伏新增装机量已经达到52.6GW,同比增长 105.8%,已接近 2021年全年水平,根据CPIA预测,“十四五”期间,我国光伏年均新增光伏装机或将超过75GW。

风电装机量同样在 2020年迎来一轮高速增长,2020年全国风电新增装机量达到 72.11GW,同比增长 180%。新能源装机量的大幅增长将带动发电侧从设计、施工到调度、运维等产业链多个环节的需求,各环节供应商均有望受益于新能源高增下订单的持续放量。

2022 年新能源政策不断出台,前三季度新能源装机量稳步扩大。政策层面主要围绕大力支持光伏等可再生能源的开发利用等要点讨论,其中对于风光大基地、源网荷储一体化等方面关注度仍较高,且在加速建设优化新能源供给消纳体系,优化营商环境、规范市场秩序,促进光伏产业链供应链协同发展等方面的配套体系做出规划。

根据国家能源局最新数据,2022年前三季度,我国可再生能源新增装机 90.36GW,占全国新增发电装机的78.8%。其中,风电和光伏发电占比最高,风电新增19.24GW、光伏发电新增52.6GW,分别占全国新增装机的16.8%、45.8%。

分布式光伏经济性较集中式更强,主要户用项目IRR显著高于集中电站。政策推动下,企业参与整县推进模式积极性提高。2021年,全国新增光伏装机54.88GW中,分布式 29.28GW,占比53.4%,首次突破 50%。

2022年前三季度,全国光伏新增装机52.6GW中,光伏电站17.27GW、分布式光伏 35.33GW,分布式光伏占比达到67.16%,近两年来分布式光伏的装机量增速超过集中电站。分布式光伏建设或能为发电侧产业链各环节参与者带来更大的增量空间。

“十四五”期间海上风电新增装机量有望迎来较快增长。根据国家能源局最新数据,2022 年前三季度,全国风电新增并网装机19.24GW,其中陆上/海上风电新增装机分别有 18GW/1.24GW。截至2022年9月底,全国风电累计装机 348GW,其中陆上/海上风电累计装机320/27GW。海上风电网装机量存在较大的增长空间。

近年来我国海上风电新增装机量增速较快,始终保持在40%以上的同比增速,2021年我国海上风电新增装机量较2020年增加3倍以上。2022全球海上风电大会上,全球海上风电联盟提出,2050年全球海上风电累计装机容量至少要达到2000GW。

中国预计到“四五”末,海上风电累计装机容量达到100GW以上,2030 年累计达 200GW以上,到 2050 年累计不少于1000GW。以此目标推算,未来三年我国海上风电年均新增装机量将保持在 24GW 左右。

风光大基地建设加快推进,未来有望贡献较大弹性。2021年11月,第一批大基地名单规模 97.05GW,截至 2022 年 5 月已开工 85GW。2022 年,《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》中明确风光大基地在“十四五”期间装机 200GW,在“十五五”期间装机 255GW。

2022 年 11 月,国家能源局新闻发布会上表示,第一批大型风电光伏基地已全部开工,第二批项目正在陆续开工,目前正在抓紧推进第三批项目审查。展望未来在风光大基地带动下,集中式电站放量在即。

电力体制改革方面,2002 年,我国电力行业面临区域性电力产能过剩、调度不灵活等问题,《电力体制改革方案》(5 号文)发布开启电力体制改革进程,提出厂网分离的原则,随后发电公司与电网公司开始独立运营,发电侧由五大发电集团构成,电网端主要由国家电网、南方电网运营,实行输电、配电、售电一体化服务。

2015 年,我国电力行业再次面临产能过剩问题,且电价管控属性较强,未能真正反映电力成本,在此背景下《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(9 号文)发布,意在放开发电侧、售电侧市场动力,以实现社会资本进入配网环节,各类售电公司进入市场,加快建设全国统一电力市场体系,促进新能源消纳。

2022 年,《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》发布,提出建设全国统一电力市场,实现市场化决定发电、用电价格。计划到 2025年全国统一电力市场体系初步建成,到 2030 年全国统一电力市场体系基本建成。

目前我国电力体制改革取得阶段性成效,电力市场活力一定程度上得到激发,围绕新能源构建、市场化运行的电力系统有望在未来形成。2021年全国市场化交易电量 3.7 万亿 KWh,同增 17.2%,已在全社会用电量中占比 44.6%,5 年 CAGR 为 30.24%。2022H1 全国市场化交易电量 2.45 万亿 KWh,全社会用电量占比上升至 60.70%。

电网信息化、智能化是指计算机技术、网络技术在电网各环节中的综合运用。信息流伴随电力流提供、传导,相互高度融合。智能电网相较普通电网的优势体现在以下几方面:1)适应大规模新能源、分布式电源接入;2)抵御各种攻击、干扰,大幅度避免故障,发生故障时,快速恢复;3)柔性直流输电、智能调度可更加灵活的控制电网运行,提高发电效率,降低损耗;4)电网运行情况更加直观反应,便于供电、用电双方合理决策。

电网信息化升级需求较为迫切,体现于以下等方面:

1)电网调度系统亟需升级。特高压建设对于电网运行控制、管理模式提出更高要求,电网调度系统的复杂度提高。传统电网调度的可视化系统信息单向传递,信息共享的灵活性较差,电网智能化、信息化可利用快速测量、信息通信、自动控制等技术,更有能力保障电网安全高效运行。

2)电网稳定性亟需提升。新能源发电接入占比提升,用电主体、用电需求进一步多元,需保证输电线路安全、稳定,减少出现自然老化、外力破坏导致输电线路事故的风险。须通过电网信息化相关可视化产品、智能巡视、智能巡检等手段进行监测。

3)电力市场交易亟需信息化的介入。电力市场化政策近年来频繁落地,2022 年 1月出台《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》,进一步明确电力市场建设的重点任务与目标节点。其中提出健全适应新型电力系统的市场机制,建立全国统一电力市场体系。探索容量市场交易机制,深化输配电等重点领域改革,通过市场化方式促进电力绿色低碳发展。随电力市场化改革不断深化,电力市场交易参与主体和交易规模的不断扩大,交易平台数字化需求成为发展重点。

国家电网、南方电网均对于电网智能化发展提出针对性要求。国家电网在 2009-2020 年三阶段投资规划中,智能化投资占电网总新增投资比例保持在平均 11.13%水平上,其中包括发电、输电、变电、配电、用电、调度等环节,其中在变电、配电、用电侧的智能化投资比例最高,投资总金额分别为748.06/892.14/1184.73亿元,分别占总投资的 19.5%/23.2%/30.8%。

南方电网在“十四五”发展规划中,针对性的规划电网智能化、数字化建设,包括 100%配电自愈、缩短停电时长等。南方电网“十四五”数字化规划总投资约 260 亿元,推动电网数字化转型,在电网智能化程度、运营效率、运营能力、技术支撑能力、数据价值化、网络安全等方面全面发展。

配网环节投资为国网、南网“十四五”发展规划中的主线。新能源发电应用要求负荷侧具备柔性调节能力,整县光伏推进要求大幅增强配网的配电容量、线路容量。南方电网“十四五”规划中,总投资 6700 亿元,其中 3200 亿元用于建设配电网,国家电网配电网投资比例约占60%,两网配电网投资总计达 1.5 万亿元。

配电网方面的智能化建设有:提升配电自动化能力,形成源网荷储一体化协调调控,提升调度运行系统对配电网的感知、控制能力,利用无人机、机器人、视频监控等打造数字孪生电网。

电网软件是电网信息化中的重要一环。BIM(Building InformationModeling)为建筑信息模型,这一名词由 Autodesk 公司首先提出,用以指代以三维图形为主、物件导向的电脑辅助设计软件。BIM 可参与项目规划设计、建设运营的全过程,通过云平台创建智能模型,可实现结构性数据的全生命周期管理。

目前BIM行业主要由 Bentley、Autodesk 的 Revit、恒华科技的 BIM平台组成。2020 年全球 BIM 行业市场份额中,Autodesk Revit 占 67.92%,Bentley 占 14.37%。

国内方面,我国 BIM 软件行业发展相对较晚,国内企业以相关项目管理及单点应用为主,其软件底层多为开源平台经二次开发构建。2022 年恒华科技在国内三维线路输电设计软件市场中市占率达 50%,依托道亨科技开发国产化 BIM 平台,核心技术独立研发、自主可控。

一方面,国产替代需求具有一定的紧迫性。信息技术应用的国产创新为近年以来我国关键命题,目的为适应外部国际环境,提升科技自主可控。2016 年出台《国家信息化发展战略纲要》中提出信息技术安全可控基本要求。

2021 年 12 月,在《“十四五”国家信息化规划》中提出实现关键核心技术创新能力的提升,在基础软件等短板领域取得重大突破。国际市场上,美国芯片法案、芯片出口管制等举措刺激我国加紧发展信创产业。二十大报告中再次强调,健全国家安全体系,完善网络安全保障体系建设。

另一方面,国产软件更加适应于国内电网行业的生态应用。

1)国产软件更符合国内电力行业需求。相比国外 Bentley、Revit 等厂商,国产 GIM软件能够深度理解客户需求,软件功能性上进一步满足客户专业性要求。

2)国产软件对于电网行业标准、行业升级方向适应性、适配性更强,本地化服务更具针对性。国产软件对于国内的电网信息化趋势适应较快,较早切入进行相关升级,且针对电网行业中的技术体系、行业标准,适配、适用性相较国外应用更优。

3)国产软件在电网行业内认可度较高。从性价比角度看,国产软件的售价略低于国外软件,在对于国产软件内容质量较认可前提下,国产软件具有更高性价比。

从价值认同角度看,客户针对业务中各环节软件产品、服务的付费意识、意愿随行业发展逐年上升。国家电网出台一系列三维设计规定、GIM 三维建模标准,促进三维设计在行业内的渗透率提升,对电力设计软件行业的国产替代产生积极影响。三维设计改革方面:国家电网创新开展输变电工程三维设计,发布一系列三维设计规定、标准。

2018年,国网要求 35KV 以上输变电工程全面使用三维设计,实现三维设计、三维评审、三维移交。自此开始,2018年12月《三维设计施工图评审大纲》出台,要求检查三维设计模型范围、深度、格式、层级、属性定义等满足标准规范。2019年2月以后,未按文件要求应用三维设计的工程不安排评审。2020年 6 月开始,对所有三维设计的新建工程进行量化评价。

2019 年 1 月 15 日,国家电网按照《标准化工作导则》发布 7 项 GIM 建模技术标准,其中包括电力设备、变电站、架空输电线路三维建模等部分。目前 GIM 标准体系中共有 13项。国家电网为满足工程三维设计需要,针对设计的对象、过程、成果,统一模型构架和数据交互格式,形成可对接上下游各业务环节的数据标准,从而实现全周期工程数据共享。

       原文标题 : “十四五”电网投资再提速,BIM为电网信息化重要环节

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