電力裝備轉(zhuǎn)型升級發(fā)展方向

/中國電器工業(yè)協(xié)會、機(jī)械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所 王 芳/

能源清潔低碳轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)建設(shè)，將加速推動新一輪電力裝備技術(shù)革命，進(jìn)一步拉動清潔能源生產(chǎn)、輸送和利用各環(huán)節(jié)各領(lǐng)域創(chuàng)新技術(shù)和裝備的應(yīng)用。

一、電力裝備行業(yè)發(fā)展情況

電力裝備行業(yè)積極貫徹國家關(guān)于推進(jìn)新型工業(yè)化要求，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供強(qiáng)有力的支撐。目前，我國重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)關(guān)鍵工序數(shù)控化率達(dá)58.6%，數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)工具普及率達(dá)77%。依據(jù)《2022 年度智能制造示范工廠揭榜單位和優(yōu)秀場景名單》公布的結(jié)果來看，99家智能制造示范工廠中裝備制造行業(yè)占比達(dá)40%，389 個(gè)智能制造優(yōu)秀場景項(xiàng)目中，裝備制造行業(yè)占比45.8%，智能制造重點(diǎn)環(huán)節(jié)主要分布在生產(chǎn)作業(yè)、質(zhì)量管控、倉儲物流、計(jì)劃調(diào)度、設(shè)備管理方面。以光伏產(chǎn)業(yè)為例，根據(jù)工信部發(fā)布的三批智能光伏試點(diǎn)示范企業(yè)和示范項(xiàng)目名單顯示，入選企業(yè)數(shù)量已達(dá)到80 家，項(xiàng)目數(shù)量達(dá)93 個(gè)。

（1）行業(yè)規(guī)模飛速發(fā)展，電力裝備產(chǎn)量穩(wěn)居世界首位

我國電力裝備制造業(yè)產(chǎn)值已連續(xù)多年超過5 萬億元，發(fā)電設(shè)備、輸變電設(shè)備、配用電設(shè)備等領(lǐng)域產(chǎn)品產(chǎn)量和產(chǎn)能規(guī)模位居世界第一。在輸變電領(lǐng)域，變壓器和110 千伏及以上高壓開關(guān)設(shè)備年產(chǎn)量已連續(xù)12 年超過10 億千伏安和120 萬臺；輸變電設(shè)備逐步向高參數(shù)、大容量、長距離和柔性智能等方向發(fā)展。在配電領(lǐng)域，我國高壓開關(guān)板和低壓開關(guān)板年產(chǎn)量連續(xù)9 年超過118 萬面和4500 萬面；我國配電成套能力位居世界先進(jìn)水平，低壓電氣領(lǐng)域也正處在由大變強(qiáng)的轉(zhuǎn)變過程中。

（2）支撐重大戰(zhàn)略落地，自主創(chuàng)新技術(shù)國際領(lǐng)先

經(jīng)過30 多年的不懈努力，中國電力裝備以重大項(xiàng)目工程應(yīng)用為依托，堅(jiān)持“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合，通過引進(jìn)技術(shù)消化吸收再創(chuàng)新，成功研制出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型發(fā)電成套裝備、新能源裝備、特高壓輸變電裝備等，有力地確保了國家“西電東送”等能源戰(zhàn)略的順利實(shí)施。在輸變電領(lǐng)域，以1000 千伏特高壓交流輸電成套設(shè)備、±800 千伏特高壓直流輸電成套設(shè)備、智能電網(wǎng)用輸變電成套設(shè)備等為代表的中國特高壓輸電技術(shù)、大電網(wǎng)及智能電網(wǎng)控制技術(shù)等均處于國際引領(lǐng)地位。

（3）行業(yè)基礎(chǔ)仍需加強(qiáng)，部分關(guān)鍵環(huán)節(jié)有待突破

在新型裝備方面，部分關(guān)鍵核心零部件、工業(yè)軟件等還面臨諸多發(fā)展瓶頸，如特高壓輸變電環(huán)節(jié)的電力電子器件、關(guān)鍵零部件等與國際先進(jìn)水平存在差距，相關(guān)工業(yè)軟件對外依賴仍存；在共性基礎(chǔ)研究方面，近年來中國電力裝備行業(yè)在基礎(chǔ)理論研究、設(shè)計(jì)規(guī)范、制造工藝以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等方面的研究有了較大幅度的提升，但與歐美等國家相比依然缺乏前沿技術(shù)基礎(chǔ)儲備，源頭創(chuàng)新能力有較大差距；在產(chǎn)業(yè)鏈方面，電力裝備產(chǎn)業(yè)鏈中游和下游已經(jīng)較為成熟，處于國際先進(jìn)水平，但上游原材料及核心設(shè)備領(lǐng)域技術(shù)水平與產(chǎn)業(yè)化能力還有待加強(qiáng)。

二、電力裝備行業(yè)未來發(fā)展方向

能源清潔低碳轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)建設(shè)，將加速推動新一輪電力裝備技術(shù)革命，進(jìn)一步拉動清潔能源生產(chǎn)、輸送和利用各環(huán)節(jié)各領(lǐng)域創(chuàng)新技術(shù)和裝備的應(yīng)用。

在新型發(fā)電裝備方面，一是煤電裝備主要開展降低煤耗、提升調(diào)節(jié)靈活性等技術(shù)研究，推動提質(zhì)增效、多能耦合與CCUS 等技術(shù)應(yīng)用；二是水電裝備開展高水頭大容量機(jī)組、超高水頭沖擊式水輪發(fā)電機(jī)組、大型可變速抽水蓄能機(jī)組、海水抽水蓄能機(jī)組等攻關(guān)；三是核電裝備加快三代核電裝備的批量化，加速四代核電裝備研發(fā)應(yīng)用，推動國產(chǎn)化裝備及零部件推廣應(yīng)用；四是新能源發(fā)電裝備著力推進(jìn)風(fēng)光儲一體化裝備和可再生能源制氫技術(shù)裝備發(fā)展，風(fēng)電設(shè)備關(guān)注大型化、低風(fēng)速和智能控制技術(shù)，光伏設(shè)備聚焦提升光電轉(zhuǎn)化效率、降低發(fā)電成本，加快新能源關(guān)鍵零部件和原材料實(shí)現(xiàn)自主可控。

在新型輸變電裝備方面，一是輸變電設(shè)備持續(xù)提升消納保障能力，加快發(fā)展特高壓輸變電、柔性直流輸電裝備，聚焦安全靈活、綠色低碳的輸電網(wǎng)技術(shù)裝備，持續(xù)開展不同電壓等級、不同開斷容量的發(fā)電機(jī)斷路器及高電壓等級真空開關(guān)設(shè)備的研制，加快大功率電力電子器件、天然酯（植物）絕緣油變壓器等研發(fā)突破；二是配電設(shè)備加快推進(jìn)升級換代，發(fā)展?jié)M足新型電力系統(tǒng)“雙高”“雙隨機(jī)”特性的保護(hù)和控制配電技術(shù)裝備，依托智能配電網(wǎng)、主動配電網(wǎng)建設(shè)，開展分布式新能源系統(tǒng)接入技術(shù)裝備、直流配用電系統(tǒng)技術(shù)裝備的研究和應(yīng)用。

在能源綜合利用裝備方面，一是加強(qiáng)高效節(jié)能變壓器研制及推廣應(yīng)用，拓展工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域電能替代；二是加快用能系統(tǒng)能效提升，開展重點(diǎn)用電設(shè)備系統(tǒng)匹配性節(jié)能改造和運(yùn)行控制優(yōu)化；三是積極發(fā)展以消納新能源為主的“源網(wǎng)荷儲”、智能微網(wǎng)、綜合能源管理和多電源優(yōu)化互動等技術(shù)裝備。

三、電力裝備行業(yè)轉(zhuǎn)型升級案例

裝備方面：我國自主三代核電“華龍一號”全球首堆示范工程—福清核電5 號機(jī)組從設(shè)計(jì)到建設(shè)，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”，將核電的設(shè)計(jì)、應(yīng)用軟件集成與互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)相結(jié)合，建立了異地綜合協(xié)同設(shè)計(jì)平臺，將全國多個(gè)設(shè)計(jì)單位通過網(wǎng)絡(luò)連接，利用各種終端設(shè)備，在同一個(gè)平臺上開展協(xié)同設(shè)計(jì)工作，協(xié)同設(shè)計(jì)平臺的終端數(shù)量達(dá)到500 個(gè)，并可以根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)充。提升了我國三代核電設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工程建設(shè)水平，確保了“華龍一號”的先進(jìn)性、安全性、經(jīng)濟(jì)性與建造質(zhì)量。

哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司成功研發(fā)并使用電站遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷系統(tǒng)，開啟了遠(yuǎn)程診斷3.0 時(shí)代。這成為該公司對機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測、評估，以及遠(yuǎn)程診斷、處理電站突發(fā)疑難問題的重要渠道，支撐該平臺的是集設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、處理為一體的專家團(tuán)隊(duì)，在提高了診病、治病、維護(hù)、保養(yǎng)精準(zhǔn)度的同時(shí)，也大大降低了時(shí)間成本和人工成本。這正是哈電機(jī)邁出用信息化、綠色化、服務(wù)化改造傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的重要一步。

數(shù)字化制造方面：東方電氣集團(tuán)“大型清潔高效發(fā)電裝備智能制造數(shù)字化車間建設(shè)項(xiàng)目”通過國家工業(yè)和信息化部驗(yàn)收。建成后的數(shù)字化車間，生產(chǎn)效率提高48%，運(yùn)營成本降低31.9%，產(chǎn)品研制周期縮短30.7%，產(chǎn)品不良品率降低20%，能源利用率提高57.3%。每年可為企業(yè)帶來約1.5 億元的直接經(jīng)濟(jì)效益。該項(xiàng)目采用核心安全自主可控技術(shù)，使得我國線圈及沖片制造能力達(dá)到國際一流水平，成功構(gòu)建起以德陽中國重大裝備制造業(yè)基地、國家首批新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地為中心，輻射周邊，帶動四川裝備制造的產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)促進(jìn)國內(nèi)其他地區(qū)相關(guān)行業(yè)企業(yè)智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

四、本行業(yè)存在問題及建議

（一）存在問題

在電力裝備行業(yè)智能制造如火如荼、快速發(fā)展的同時(shí)，我們也要清醒地認(rèn)識到面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和突出矛盾。電力裝備行業(yè)發(fā)展智能制造目前還存在很多不足，主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）部分技術(shù)裝備尚存短板

工業(yè)控制系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件、專用軟件、核心材料等對外依存度相對較高。重大工程建設(shè)中還有一些關(guān)鍵核心技術(shù)“對外依存度”偏高。能源領(lǐng)域原創(chuàng)性、引領(lǐng)性、顛覆性技術(shù)偏少?，F(xiàn)有技術(shù)與能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的要求不相適應(yīng)。

（2）自主創(chuàng)新能力相對薄弱

目前，在電力市場需求趨緩，供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革不斷深化的大環(huán)境下，行業(yè)企業(yè)由于資金制約等諸多原因，導(dǎo)致對研發(fā)制造創(chuàng)新投入不足，造成研發(fā)條件差、經(jīng)驗(yàn)欠缺、專業(yè)技術(shù)力量不足等客觀因素，削弱了企業(yè)的自主創(chuàng)新能力。

（3）標(biāo)準(zhǔn)、檢測認(rèn)證體系尚不完善

智能制造屬于新興技術(shù)，不同國家、不同地域具有不同的現(xiàn)實(shí)情況和關(guān)注焦點(diǎn)，因而在智能制造實(shí)施過程中針對某一個(gè)具體行業(yè)或領(lǐng)域尚未形成完整的、統(tǒng)一的國際或國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)體系，導(dǎo)致產(chǎn)品之間互換性差。檢測和認(rèn)證工作也處于起步階段，不能完全滿足電力裝備行業(yè)智能制造的發(fā)展需求。

（二）建議

針對上述困難和制約提出下一步對策建議：

（1）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，強(qiáng)化導(dǎo)向和扶持力度

建立推進(jìn)電力裝備落實(shí)碳達(dá)峰碳中和工作聯(lián)系機(jī)制，由相關(guān)部委成立工作專班。分步驟制定電力裝備及技術(shù)綠色低碳發(fā)展路線圖，實(shí)施電力裝備產(chǎn)業(yè)碳達(dá)峰碳中和三年行動計(jì)劃和電力裝備產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展綱要，強(qiáng)化政策導(dǎo)向，加大財(cái)政支持力度。

（2）設(shè)立重大專項(xiàng)，加快關(guān)鍵核心技術(shù)突破

設(shè)立國家重大專項(xiàng)，重點(diǎn)研發(fā)消納高比例新能源輸電技術(shù)和裝備、重工業(yè)退煤脫碳技術(shù)和裝備、再電氣化的市場機(jī)制和技術(shù)裝備、氫能生產(chǎn)儲運(yùn)應(yīng)用場景及技術(shù)裝備、綠電交易和碳交易的技術(shù)和市場規(guī)則、應(yīng)用新一代信息技術(shù)（大云物移智區(qū)等）能源平臺技術(shù)等碳達(dá)峰碳中和核心關(guān)鍵技術(shù)問題。

（3）加快完善電力裝備領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

建立跨領(lǐng)域部門協(xié)同機(jī)制，結(jié)合需求側(cè)負(fù)荷特性，進(jìn)一步加強(qiáng)源網(wǎng)荷儲多向互動，通過虛擬電廠等一體化聚合模式，提高多種能源協(xié)調(diào)互濟(jì)能力；加快源網(wǎng)荷儲相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的修訂和制定，保障電力安全供給。

五、政府相關(guān)支持及其他建議

1）實(shí)施重大技術(shù)裝備攻關(guān)工程，優(yōu)化完善首臺（套）保險(xiǎn)補(bǔ)償政策，進(jìn)一步強(qiáng)化裝備制造業(yè)的關(guān)鍵支撐作用。

2）完善產(chǎn)業(yè)安全發(fā)展環(huán)境，開展重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)競爭力調(diào)查和產(chǎn)業(yè)安全評估，建立健全產(chǎn)業(yè)救濟(jì)機(jī)制和政策體系。

3）堅(jiān)持有效市場和有為政府更好結(jié)合，突出管戰(zhàn)略、管規(guī)劃、管政策、管標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)行業(yè)指導(dǎo)，加強(qiáng)企業(yè)服務(wù)，健全產(chǎn)業(yè)治理體系。