近年来中国电能质量设备行业发展概况

2016-12-14 08:58

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导读：近年来中国电能质量设备行业发展概况近年来，可持续发展、清洁化机制以及其他各种节能新举措不断推进，人们关注识别工业活动对社会造成的影响，己经从局部和短期上升到全球和长期的高度。

近年来，可持续发展、清洁化机制以及其他各种节能新举措不断推进，人们关注识别工业活动对社会造成的影响，己经从局部和短期上升到全球和长期的高度。在能源领域中，电能作为能量传输的一种重要中间形式，其转换效率将会对全社会造成重要影响。从提高电能质量的角度出发，全社会不同层面的参与者都能够从中获益。终端用户可以通过提高生产效率，延长设备使用寿命和减少缴纳电费，直接获得经济好处;发电企业和电力公司通过优化资产管理及减少输配电损耗提高运行效率;全社会通过提高用电效率，降低碳排放，减缓全球变暖并实现可持续发展。

在我国，电网实施企业化运作后，供电的经济性与企业的经济效益直接相关也得到了足够重视。“安全、可靠、经济、优质、环保”一直以来都是我国电力系统运行的基本要求。然而，随着我国社会转型和经济高速发展，电能质量问题呈现出了新的特点:一方面，我国电网规模越来越大，各种非线性负荷和新能源发电的接入以及无法避免的各种故障，给系统带来越来越多的电能质量问题;另一方面，对电能质量问题敏感的用电设备应用越来越广泛，用户对电能质量的要求也越来越高。

随着技术进步，利用新型电力电子技术及产品解决电能质量问题使电能质量治理市场发生了革命性变化。传统意义的电能质量治理仅指电网管理者出于对自身安全运营角度考虑，在供电端安装静态电容器进行无功补偿，并未对电网系统产生的谐波进行有效治理。现代意义的电能质量治理则由供电端电能质量治理逐步扩展到用户端电能质量治理。用户端电能质量治理是指解决电气设备的无功补偿问题以及解决因当前大量使用节电设备、变频器、整流器、电脑、中频炉、轨道交通等非线性电力电子设备产生的谐波污染问题，从而为400V至690V的低压设备的正常运行提供可靠的保障。

通常，电能质量治理主要分为谐波治理和无功补偿两个细分方向。

(1）谐波治理设备行业发展概况

20世纪70年代前，谐波治理处于无源滤波器时代。无源滤波器又称LC滤波器，由电容器、电抗器、有时还包括电阻器等无源元件组成。无源滤波器技术成熟，性价比高，但有其固有缺陷:A,谐振频率依赖于元件参数，因此只能对主要谐波进行滤波，且LC(电容和电抗)参数的漂移会导致滤波特性改变，使滤波性能不稳;B、只能抑制按设计要求规定的谐波成分，有时由于高次谐波的成分复杂，必须同时加入多个滤波电路，使整个无源滤波装置的体积增大、损耗增加;C、电网中的某次谐波电压可能在LC网络中产生很大的谐波电流。

20世纪70年代后，谐波治理进入有源滤波器(APF)时代。有源滤波器应用于用户端谐波抑制，被认为是最有效的抑制谐波的方法。与无源滤波器相比，APF是一种主动性型的补偿装置，具有较好的动态性能，它通过对电网和(或)负载的谐波进行实时计算，利用高频逆变电路输出反向的谐波电流，将不同补偿目的点的谐波电压、谐波电流抑制到足够小的水平。

根据国家统计局公布的数据，2014年度我国电网新增电力约为10, 251万千瓦。电力网络中使用的大量非线性负荷，产生了大量的谐波，谐波含量约占10%左右，且这些谐波绝大部分没有得到有效的治理。有源滤波器产品目前在石油矿采、轨道交通、IDC机房、通信、冶金、化工、汽车工业等对电能质量要求较高的行业，以及医院、大型场馆、商务写字楼、主题公园、大型酒店等公共建筑逐渐己经有一定规模的应用。根据中国电源工业协会统计数据，2010年至2014年，我国谐波治理设备市场规模从2.87亿元上升到10.05亿元，年均复合增长率37%。

未来谐波治理设备市场仍将持续高速增长，预计到2020年市场规模将达到17. 8亿元。其中，有源滤波设备市场规模从2010年的2. 78亿元增长到2014年的9.74亿元，年均复合增长率达到36.8%，预计到2020年将达到17.24亿元。

(2)无功补偿设备行业发展概况

无功补偿装置包括传统型无功补偿装置(FC)、静止无功补偿器(SVC)和静止无功发生器(SVG)。

上世纪80年代以前，无功补偿装置是由电容器厂以“散件”形式提供，客户自行组装来实现的。上世纪80年代后，电容器制造厂开始设计、制造和提供无功补偿成套装置，较少以电容器散件供应。传统型无功补偿装置采用机械开关，投切速度慢，不具备快速性、反复性、连续性特点。

第二代无功补偿装置SVC主要包括TSC, TCR、组合类等三种类型，采用晶闸管投切开关，与传统无功补偿装置相比具有可连续调节、响应速度较快的优势，但由于电容器分组投切这一结构性缺陷，导致补偿精度低，容易产生过补或欠补，无法适应大容量快速变化冲击性负荷的场所，晶闸管发热量大，装置功耗高。

随着电力电子技术的发展，第三代无功补偿装置SVG是将三相逆变桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现了动态无功补偿。SVG具有速度快、精度高、快速连续无级调节无功功率特点，对大容量冲击性负载的无功补偿效果好;但由于其价格高，业内也有一些专业厂家将SVG与传统分组投切电容器相结合，构成高性价比的混合无功补偿装置。

公司SVG产品主要应用于低压无功补偿市场，包括用户侧无功补偿市场和输配电网网内低压无功补偿市场(以下简称“网内低压无功补偿市场”)两块。

①用户侧无功补偿市场与新增发电装机容量及保有装机容量改造需求直接相关。根据中国电源工业协会统计数据，用户侧无功补偿装置对新增发电装机容量的比例约为0.3:1，这意味着每增加1kVA发电容量，需要配套0.3kvar低压无功补偿装置需求;用户侧无功补偿装置在替代更换市场对存量发电装机容量的比例约为0.03:1，这意味着每年1kVA发电容量可以带来0. 03kvar低压无功补偿装置需求。由于中国经济的飞速增长，2010年一2014年我国发电装机总量平均增速达到8. 92%，发电装机总量从2010年的9. 66亿千瓦到2014年的13. 60亿千瓦。在我国电力装机容量不断增长的发展背景下，2010年一2014年我国用户侧无功补偿的市场规模也从2010年的68. 8亿元逐步增加到2014年的88. 7亿元。2015年我国经济增长逐步步入新常态，伴随着经济结构的调整，假设未来GDP增长维持在7%左右，预计未来几年总的发电装机容量会保持7%左右的增速。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年我国用户侧无功补偿装置需求容量会达到9, 729. 5万kvar，市场规模会达到144. 31亿元。目前低压用户侧无功补偿的主要产品包括SVC, SVG以及SVC+SVG组合三类，其中SVG产品还处于起步发展阶段，其产品性能优于SVC，产品价格在规模效应下逐步下降，性价比竞争力凸显，成为低压无功补偿市场的重要发展方向。

②网内低压无功补偿市场尚处于示范推广阶段，根据中国电源工业协会统计数据，低压SVG作为国家电网治理低压配电网低电压和三相平衡的示范技术方案，未来几年会随着国家电网的低电压治理工作的开展，每年会占据低电压治理市场5%的份额，预计到2020年网内低压SVG市场规模会达到4.10亿元。

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