我国电能质量治理行业市场现状及竞争格局分析

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%。

2010年-2020 年我国谐波治理市场规模 (单位：亿元)

数据来源：公开资料、智研咨询整理

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。20 世纪 50 年代第一只晶闸管问世，以此为基础开发的可控硅整流装置成为电气传动领域的一次革命。大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供，但大约20%的电能是以直流形式消费。大功率硅整流器能够高效率地将工频交流电转变为直流电，因此在上世纪 60、70 年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以迅速发展。20 世纪 70 年代全球能源危机的发生，使交流电机变频调速因节能效果显著而得到快速发展。 变频调速的关键技术是将直流电逆变为 0~100Hz 的交流电。

70、80 年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GTO)成为当时电力电子器件的主角。这一阶段的电力电子技术已能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。80 年代后，大规模集成电路技术的发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础。 将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件：功率 MOSFET 的问世，促使中小功率电源向高频化发展;绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的出现，为大中型功率电源向高频发展带来机遇。

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。近年来，受益于国家加大对传统产业节能减排的投入力度，以及新源、智能电网、电动汽车等新兴产业的快速发展，我国电力电子行业不断拓展市场广度和深度，市场规模不断扩大。

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。

3、行业未来发展趋势

(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。

提高功率因数已不是 SVG 的唯一功能，简单的谐波抑制和不平衡补偿功能也能由 SVG 实现。有源滤波器的分次补偿功能可充分利用有源滤波器的容量，但同时也需要大量的计算， 此时FPGA芯片显示出其并行处理的强大功能。 同时，基于硬件逻辑门电路设计的 FPGA 芯片更加稳定可靠，运行更安全。考虑到现场的可维修性和工程配置的灵活组合， 模块化的有源补偿或滤波产品得到了广泛认可。但多模块并联时，每个模块的输出滤波支路也并联运行，增大了和系统阻抗谐振的可能性，稳定运行能力减弱。

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。

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级

2015 年 3 月，中共中央、国务院发布《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》 (中发[2015]9 号) ，推进新一轮电力体制改革，力求回归电能的商品属性，形成市场决定电价的机制，以电价为中心引导资源的有效开发和合理利用，提高能源使用效率和安全可靠性，促进公平竞争、节能环保。 基于上述规划意见，电力行业格局将发生改变，具体表现在：为降低用电成本，大用户将更加积极地利用光伏、风能、余热、余压等可再生能源建设分布式能源，提高能源自给率;大用户将更加重视负荷控制和储能电源建设，通过调峰降低购电成本;对输配电业务的有序放开，将会有企业集中购电，并通过综合优化资源配置对某一区域内的分散的中小电力用户提供优质、安全、可靠的电力，降低电力用户用电成本。

电力行业格局的改变， 为电能质量治理及相关电力电子设备制造业创造了巨大的市场需求，同时更多分布式电源高密度接入电网、电网结构的日趋复杂和不确定性提高，也对行业提出了更多要求。传统企业仅局限于设备制造、简单技术服务的业务模式已无法适应行业发展。只有具备综合能源服务管理能力，拥有设备制造能力的同时兼具软件开发和系统集成能力， 并且拥有个性化定制电能质量治理解决方案能力和全业务流程精细化管理能力的企业， 才能在未来行业发展中保持竞争优势。

(3)产业趋于整合，行业集中度将进一步提高

我国电力市场规模庞大，对各类型电气设备需求量较大，经过多年发展催生出大量围绕发电、输配电、用电环节开拓业务的电力设备制造商。随着行业竞争日趋加剧，低价恶性竞争时有发生，产品质量、技术、服务无法得到可靠保证。

由于用电安全可靠对生产、生活及社会稳定发展的极端重要性，未来产品质量低下、缺乏续创新能力和运维服务能力的供应商势必遭到市场淘汰，少数在研发技术、系统集成、定制化产品设计等方面具备竞争优势的领先设备制造企业将可能通过拓展业务领域、技术革新、横向并购等方式扩大市场份额。