2022年电力行业发展现状及产业链分析 电网升级带动企业对电力巡检机器人的研究

  • 来源:天风证券
  • 发布时间:2022/05/30
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1. 电力行业:需求持续增加,智能电网未来可期

电网布局

近年来,随着我国电力需求不断增长,我国逐渐加强变电站建设和投资,变电站项目投 运和在建数量逐年增加。2019 年我国变电站数量达 3.7 万个,华经情报网预计 2022 年将 达到 3.93 万个。2020 年,全国主要电力企业合计完成投资 10189 亿元,比上年增长 22.8%。 全国电网工程建设完成投资 4,896 亿元,同比下降 2.3%。其中,直流工程 532 亿元,比上 年增长 113.4%;交流工程 4188 亿元,同比下降 7.5%,占电网总投资的 85.5%。2020 年, 全年新增交流 110 千伏及以上输电线路长度和变电设备容量 57,237 千米和 31,292 万千伏 安,分别比上年下降 1.2%和 2.0 %。

全年新投产直流输电线路 4,444 千米,新投产换流容 量 5,200 万千瓦。 考虑到未来实现智能电网的迫切要求,我们认为未来在变电站建设乃至整个电网布局上 都将会实现投资总量的进一步扩张,未来电力行业内将有更广阔的市场空间,智能机器 人的需求量有望持续增加,使得企业得到更稳定及快速的发展。

用电量与输电线趋势:存量规模大,增长稳健

国家电网 110(66)千伏及以上输电线路累计长度由 2015 年的 88.80 万千米增至 2020 年 的 114.2 万千米;2020 年全国 110kv 及以上输电线路约为 148.3 万千米(国网占比约为 77%)。电网发展扩大,为实现智能电网建设,我们认为智能巡检和带电作业机器人的需 求将保持稳定增长。我们认为在推进智慧电网与共同富裕的大背景下,总输电线路长度 与总用电量将继续增长,智能运维的需求将不断拓展公司业务的边界。(报告来源:未来智库)

电站数量预测:以管窥豹,空间广阔

2019 年,江苏、浙江全社会用电量分别为:6,264、4,706 亿千瓦时。 由于公司主要业务区域集中在江苏、浙江,我们将两地的变电站与配电站数量作为公司 的潜在市场空间。根据立鼎产业研究院的估计,19 年的江苏变电站数量在 2000 左右,配 电站在 20000 个左右。由于江苏的电望体量略大于浙江,按照用电比例关系,我们假设 19 年浙江变电站数量在 1500 左右,配电站在 15000 左右。通过 2019 年数据,我们估计 出一个用电量与变电站、配电站数量的关系系数,并进行如下预测:

因公司市场主要在江苏和浙江,我们选取两地 20 年数据作为参考样本进行分析。假设浙 江+江苏变/配电站数量与总用电量比值保持不变,假设每台巡检机器人价格为 40-80 万 元,浙江+江苏的市场容量为 266-532 亿元,全国的市场空间为 1768-3535 亿元;浙江+江苏每年新增市场容量为 14-28 亿元,全国每年新增市场空间为 91-183 亿元。

2.特种电力机器人行业发展史:市场发展迅速,行业市场空间仍然较大

20 世纪 90 年代,日本开始研究应用于 500kv 变电站的有轨巡检机器人,不久中国也开始 加入巡检机器人的研究。1999 年国网山东省电力公司科学研究院及下属的山东鲁能智能 技术有限公司最早开展电力巡检机器人的研究。国家电网公司 2002 年成立电力机器人技 术实验室,同样开展电力巡检机器人研究并于 2004 年研制出样机,但由于功能单一,价 格高且缺陷多,市场难以扩展。

2012 年在智能电网政策大力推动下,电网升级带动企业对电力巡检机器人的研究。2014 年起,国家电网以统一招标的形式集中采购变电站智能巡检机器人,巡检机器人市场迎 来快速增长。江苏电力公司作为国家电网智能电网及智能运维示范基地,率先在全国开 展配电网智能化改造,带动了巡检机器人市场向天津、上海和河北地区的拓展。目前行 业整体水平已达国际领先水平。目前电力巡检类智能机器人市场总体集中度较高,竞争 仍主要集中在亿嘉和、国网智能、浙江国自、朗驰欣创等少量头部企业之间。但从应用 角度由于智能技术仍未成熟,使机器人功能单一,无法满足电网运维的所有需求,无法 完全代替人工巡检。

公司销量呈台阶式上升,19-21 年公司机器人销售数量有所减少,但是销售收入不降反增, 均价分别是 60/80/114 万元,提升速度非常的明显,彰显公司产品竞争力的优异水平,技 术成为产品价值驱动主因。主要系室内操作机器人、带电作业机器人销售比例的逐步提 升,有效提升了公司单台机器人价值量,真正实现了技术创造额外价值。2021 年公司营 收按产品品类拆分:作业类产品超过 45%,巡检类及其他产品超过 25%,消防类产品超过 20%。

以 19-21 年为例,公司电力机器人销量均超 1000 台/年,而同期市场总体销量为 2500- 3500 台/年,公司年平均销量占比超过 1/3,行业龙头地位不言而喻。

替代人工大势所趋:电力行业风险高,机器人高性价比替代人工

传统人工巡检存在劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、手段单一等不足,人工检 测的数据也无法准确、及时地导入管理信息系统。并且,随着无人值守模式的推广,巡 视工作量越来越大,巡检的到位率、及时性无法保证。此外,在高原、缺氧、寒冷等多 样恶劣地理、天气条件下,人工巡检对人的安全问题还存在较大的风险,缺乏安全的手 段。大风、雾天、冰雪、冰雹、雷雨等恶劣天气下,也无法及时进行巡检。因此,传统 变电站巡检升级势在必行。为了满足对供电质量日益提高的要求,更灵活实用的变电站 机器人巡视系统得以应用。巡检机器人系统可以通过自主或遥控的方式,在无人值守或 少人值守的变电站对室外高压设备进行巡检,及时检查出电力设备存在的缺陷、异物悬 挂等异常现象,自动报警或进行预先设置好的故障处理。巡检机器人运行灵活自由,能 真正做到降低成本,提高效率,能更快地推进变电站无人值守的进程。

根据璞数技术对行业的估计数据,每个变电站平均巡检人员数量 4 人,配置巡检机器人 后每个变电站只需保留一人,每个巡检机器人服务两个变电站计算,则每台巡检机器人 可节约巡检人员 6 人。 国家统计局数据显示,2020 年电力、煤气及水的生产和供应业就业人员平均工资为 116,728 元/年。考虑到电力巡检人员属于一线人员,我们假设其平均工资为 8 万元/年, 则每台电力巡检机器人每年节约人员工资 48 万元,以每台变电站巡检机器人 40-80 万元 采购成本计算,2 年内即可收回成本。而实际机器人使用年限较长,维修成本较低,且巡 检准确性和效率将大大提高,故机器人替代人工巡检将能够带来更大的经济效益。

同时电力行业是一个高危作业行业,2021 前三季度数据显示,累计发生事故 29 起,共计 死亡 34 人。采用电力巡检机器人 和带点作业机器人避免了事故的发生,产生的综合效应、 社会效应更为显著,有利于变/配电站主动增加购置预算,从而有望加速渗透。

3.产业链分析:产业链方向明确,企业调整目标在技术与成本

上游分析

中国电力巡检机器人行业中,上游参与者为国内外零部件供应商,一般类的机械组件与 电子设备都可使用成熟的标准件集成,但关键零部件仍受到国际供应商影响。例如主要 用于红外测温的红外传感器,国内具有独立研发能力企业仅十余家,且由于具有一定的 军事敏感度,导致受国际局势影响,存在供不应求的情况。

中游分析

中国电力巡检机器人行业中,中游参与者为国内各电力巡检机器人厂商,主要以开发适 应于国家电网需求的智能机器人为基本方向,不同工作方面设计多样化机器人产品为具 体产品研发路径选择,以提升产品稳定性、高效性及便利性为各自竞争优势,同时拓展 机器人业务至轨道交通、石油化工等其他领域的运用。但由于上游受制而下游采购环境恶化,加以机器人的研发成本较高,导致中游厂商利润空间受到压缩。

下游分析

中国电力巡检机器人行业中,下游主要为各应用领域的国企,包括电力方面的国家电网 和南方电网及下属公司等,此外还有轨道交通领域及石油化工领域。其中国网与南网是 电力巡检机器人的主要客户,主要通过招标的方式进行机器人购买,现阶段也有开始尝 试以租赁方式获取智能巡检设备来缓解设备投资的资金压力。

公司之于行业特点发展的竞争优势

公司通过不断加大研发投入,增加上游核心零部件的自制率,同时增加中游产品的丰富 程度,逐步构建行业特有的平台型公司的竞争优势,以技术和一站式解决方案的提供商 的面貌参与下游央企、国企等大型企业的招标采购活动,在技术和商务两个层面累计优 势,不断扩大和竞争对手的差距,拓宽护城河。

 当前国家发展政策

在《电力行业的“十四五”发展规划研究》中指出,要以安全可靠发展为核心要义, 以绿 色低 碳发展为基本方向, 以高效智慧发展为主要特征。2021 年 7 月,国家电网公司发布 了《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案(2021-2030)》。在电网发展方式上, 方案提出要向数字电网、交直流混联电网、有源配电网、微电网融合发展转变。据国家 电网公司董事长、党组书记辛保安透露“十四五”期间国家电网计划投入 3,500 亿美元 (约合 2.23 万亿元),推进电网转型升级。南方电网公司印发了《南方电网“十四五”电 网发展规划》,在“十四五”期间,南方电网公司将进一步加快电网数字化转型步伐,加 强智能输电、配电、用电建设,推动建设多能互补的智慧能源建设,以电网的数字化、 智能化建设,促服务智慧化。 根据行业发展相关政策指引,我们认为在“云大物移智”相关技术的发展,智能电网将 成为配电网络发展重心,无论是安全、效率、低碳,智能化电网建设等各方面都有对智 能电力机器人的较高要求,故电力巡检机器人行业有良好发展前景。

4.消防市场

国家相关部门出台智慧消防的政策

如今科技发展增速,智能机器人运用范围也日渐普及。在消防事业发展过程中机器人的 发展前景非常广阔,针对不同救援要求的搜救机器人、破拆机器人等等多样化机器人仍 有较大市场空间。而技术层面主要制约条件就是行走能力方面,要让机器人具备自动行 走、判断路线的能力,将会是未来研究的重点。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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