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载波通信行业深度研究:电网二轮改造 带动量价齐升 智能家居应用蓄势待发

北极星输配电网  来源:东方财富证券研究所  作者:卢嘉鹏  2019/7/4 8:53:08  我要投稿  
所属频道: 电力通信  关键词:载波通信 电网改造 智能家居 

此外根据载波采用频率的高低,还将载波通信方式分为窄带载波通信 (NPLC)和宽带载波通信(HPLC)。窄带采用的频带在 10k-500kHz,宽带在 2M-20MHz,根据香农信道公式 C=Blog2(1+S/N),信噪比 S/N 一定的条件下,频 带宽度 B 越大,信道可靠传输速率 C 就越高。因此窄带载波通信的通信速率一 般在 10kbps 以下,而宽带载波通信速率一般高达 1Mbps 以上。在智能电网计 划的前两个阶段,即第一轮改造中,主要采用的是窄带载波通信技术。

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整个载波通信行业的上游是载波通信芯片和模块,中游是智能电表、采集 器和集中器等设备,下游是电网公司。

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载波通信芯片和模块是智能电表、采集器和集中器等采集设备的核心部件, 该行业集中度十分高,2016 年国内前三名公司市占率超过 80%,分别是东软载 波、鼎信通讯和瑞斯康集团。

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智能电表、采集器和集中器处于行业中游,市场集中度较低,每年中标公 司约 100 余家。根据国网 2019 年第一批电能表中标情况,总中标金额为 82.92 亿元,排名靠前的公司主要有宁波三星医疗电气、威胜集团、烟台东方威斯顿 电气等,前十名中标金额占比合计 33.93%。

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行业下游为电网公司,处于寡头垄断。中国配电行业(除内蒙古中部和西 部由内蒙古电力公司控制)由国家电网和南方电网控制,国网是中国最大的电 网公司,覆盖中国 26 个省份,全国 85%的电力用户;南方电网负责华南的五个 省份(广东、广西、云南、贵州和海南)。国网从 2010 年开始启动智能电表的 招标,每年 2-3 次,截至 2017 年上半年第一轮招标结束,已完成招标智能电 表 5.1 亿只,采集设备 6300 万台。南网从 2016 年才开始启动智能电表的招标, 共计招标智能电表数量为 1314 万只。两大电网公司一轮改造共计招标智能电 表 5.23 亿只,采集设备 6300 万台。

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按全载波模式下每 100 只载波表配一只集中器;半载波模式下每 15 只 采集器配一只集中器来计算,第一轮招标集中器为 884 台,采集器为 5416 台。 载波表、采集器和集中器内都有一块载波通信芯片,芯片合计需求为 5.86 亿 颗。国内电力线载波芯片及智能电表市场价格主要由电网公司的竞标过程产生, 据 Frost & Sullivan,窄带载波芯片的市场价格由 2010 年的每件 17.1 元下跌 至 2016 年的每件人民币 15.4 元,载波表的市场价格在 200-255 元间不等,取 中间值,窄带载波芯片 16 元,宽带载波芯片价格是其两倍和 235 元,载波芯 片对应市场规模为 93.76 亿元,载波表对应市场规模为 1229.05 亿元。

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载波通信芯片龙头厂商东软载波和鼎信通讯在一轮智能电表招标的红利 下,相关产品营收实现快速增长,东软载波该业务营收从 2010 年的 2 亿元扩 大到 2016 年的 8.79 亿元,鼎信通讯 2016 年该业务营收达到 9.1 亿元。 2017-2018 年是第一轮电网改造结束到第二轮电网改造开启的过渡年,电网公 司由于尚在制定新标准,因此推迟电表招标,使得两家公司当年收入有所下滑。 2017 年全年国网智能电表招标数量仅有 3778 万台,同比下降 43%。随着第二 轮宽带载波通信产品的招标于 2018 年 Q3 末开启,2018 年智能电表招标数量开 始回升,达到 6903 万台,超过 2016 年招标数量。2019 年第一批智能电表招标 数达到 3816 万台,超过 18 年招标数量的 1/2。

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鼎信通讯除了上游芯片模块,还切入了下游应用,但目前电能表和采集设 备营收规模还较小,但处于不断增长,2018 年采集设备营收达到 4.62 亿元, 电能表营收规模达到 2.22 亿元。

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1.2.二轮改造宽带全面替代窄带,载波通信产品迎来量价齐升

在“智能电网计划”的提升引领阶段,国网将加快实现“全覆盖、全采集、 全费控”的建设目标,并积极推进双向互动、四表(水电气热)合一等新业务的 应用,自动抄表系统也开始从 AMR(Automatic Meter Reading,自动抄表)向 AMI(Automated Metering Infrastructure 高级量测体系)过渡。AMR 只支持 单向通信,采用固定电价模式,按月计费,不支持用户自动化。AMI 架构则支 持双向通信,可实现信息在有 IP 地址的智能电表和电力公司之间的自动双向 流通,从而为电力公司提供实时的能耗数据,采用实时电价模式,并且允许客 户在使用时,以价格为基础,对能源使用做出明智的选择。随着 AMI 架构对通 讯实时性和大数据量采集的功能要求提高,第二轮改造中通信速率更高、性能 更好的宽带载波产品将全面替代窄带载波产品。此外由于载波通信效果受电网 环境影响较大,不同国家在电网建设、电器设备的接入和使用等有较大差异, 从而导致了电网环境的千差万别。对于电网环境中电力线噪声大、信号衰减严 重等情况,单一的窄带低速载波通信效果难以达到应用要求,使得现场维护工 作难度大大增加。针对这一问题,市场推出了载波和无线技术结合的双模通信 方案,解决了载波衰减、信号孤岛等单一载波方案难以解决的问题,真正做到 了免现场维护。总结来说,窄带到宽带,单模到双模是第二轮改造中通信技术 的发展趋势。

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宽带载波芯片的价格是窄带的 2 倍,宽带载波智能电表的平均单价是窄带 的 1.6 倍。根据 2010 年第六次人口普查数据:中国大陆平均每个家庭户的人 口为3.10人,比2000年第五次全国人口普查的3.44人减少0.34人,降低10%, 假定按此速率下降,计算每年的户均人口数,并根据中国统计局给出的中国大 陆每年总人口和国家工商总局给出的全国实有各类市场主体每年户数,计算中 国大陆用电总户数。按此计算,2017 年的户均人口为 2.89 人。中国大陆总人 口 13.90 亿人,对应中国大陆居民总户数为 4.81 亿户。全国实有各类市场主 体为 0.98 亿户,中国大陆用电总户数共约 5.79 亿户。按照“全覆盖”的要求, 第一轮还有 5.79-5.23=0.56 亿只智能电表的需求。国网第二轮改造从 2017 年 下半年开始,每年改造量维持在 6000 万,2017 到 2020 年将有 2.4 亿只智能电 表需要更新改造,一轮存量+二轮改造的智能电表市场空间达 2.96 亿只,19 年 下半年到 2020 年还有 1.89 亿只的市场空间。取宽带载波芯片单价为 30 元, 宽带载波电能表单价为 380 元,对应 19 年下半年到 2020 年的宽带载波芯片市 场空间为 57 亿元,宽带载波电能表市场空间为 718.2 亿元。若是从长期来看, 对一轮的窄带载波电能表完全替代,按照 2017 年的用电户数,不考虑新增用 电户数,对应的宽带载波芯片静态市场空间为 5.79 亿只*30 元/只=173.7 亿元, 对应的宽带载波电能表静态市场空间为 5.79 亿只*380 元/只=2200.2 亿元,均 接近一轮改造的近 2 倍。

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