什么是電力載波PLC

電力載波通訊即PLC，是英文PowerlineCarrier的簡稱。電力載波是電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進行高速傳輸?shù)募夹g。最大特點是不需要重新架設網(wǎng)絡，只要有電線，就能進行數(shù)據(jù)傳遞。

市場需求：新型電網(wǎng)——電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提速

1.電力物聯(lián)網(wǎng)是新型電力系統(tǒng)的關鍵支撐，發(fā)展有望提速

2021年3月15日，中央財經(jīng)委員會第九次會議提出要深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

2021年8月3日，《人民日報》發(fā)文指出，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，需要在電能的產(chǎn)、送、用全鏈條加大投入力度。從電網(wǎng)側看，保障供電可靠、運行安全，需要大幅提升電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻和調(diào)壓等能力，需要配置相關技術設備。我們認為，電力物聯(lián)網(wǎng)是新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的關鍵支撐，將在提升新能源消納能力、保障系統(tǒng)安全運行、挖掘用電大數(shù)據(jù)價值、助力電價市場化改革等方面發(fā)揮不可或缺的作用。

2021年國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)分別發(fā)布“新型電力系統(tǒng)行動方案”。在“雙碳”及構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的目標下，電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展有望提速。

2.電力載波是電力物聯(lián)網(wǎng)特有的通信方式，行業(yè)景氣度有望提升

網(wǎng)絡層是電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎，電力載波（PLC）是電力物聯(lián)網(wǎng)特有的通信方式。電力物聯(lián)網(wǎng)的技術架構包括感知層、網(wǎng)絡層、平臺層、應用層4個層次，網(wǎng)絡層主要構建協(xié)同一體化電力泛在通信網(wǎng)，其通信方式分為有線和無線兩大類，有線通信主要包括電力載波（PLC）、EPON無源光網(wǎng)絡、工業(yè)以太網(wǎng)光網(wǎng)絡等，無線通信包括無線公網(wǎng)和以LTE230MHz、LTE1.8GHz為代表的電力無線專網(wǎng)。

經(jīng)過長期發(fā)展，目前我國已形成了以光纖通信為主，電力載波通信、微波通信等多種方式并存的電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡格局。其中，電力載波通信是電力系統(tǒng)特有的通信方式，指利用現(xiàn)有電力線、通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進行高速傳輸?shù)募夹g，最大特點是不需要重新架設網(wǎng)絡，只要有電力線就能進行數(shù)據(jù)傳遞。電力載波通信可以充分利用配用電網(wǎng)現(xiàn)成的物理網(wǎng)絡進行通信和數(shù)據(jù)傳輸，具有投資小、靈活性強、覆蓋范圍廣闊等特點，因此在電力系統(tǒng)被廣泛使用。

市場空間：電網(wǎng)用電信息采集是當前主要應用場景，需求穩(wěn)健增長

國內(nèi)用電信息采集本地通信技術從窄帶電力載波通信向?qū)拵щ娏d波演進，未來有望走向“寬帶電力載波+無線雙模”通信。

國內(nèi)PLC電力線通信技術與其他物聯(lián)網(wǎng)通信技術相比，具有明顯的優(yōu)勢：PLC是本地通信技術，不需要布線，不受墻壁或金屬材料阻擋，家庭全屋場景信號可全部覆蓋。在智能家居場景當中，主流通信技術有微功率無線技術（如ZigBee、LoRa、藍牙和WiFi）以及蜂窩通信技術（如NB-IoT、GPRS）。PLC技術介入智能家居主要是傳輸效率得到明顯提升。在實際應用中，窄帶OFDM電力線載波傳輸速率為5Kbps～50Kbps，而高速電力線載波工作頻段12MHｚ以下，通信速率可達幾百kbps以上，可以用于智能家居、智能照明控制等物聯(lián)網(wǎng)應用。

國網(wǎng)智能電表需求回暖，帶動HPLC模塊需求穩(wěn)健增長。2020年，國網(wǎng)智能電表招標量為5207萬只，同比下滑29.6%，主要受到疫情影響。隨著疫情緩解以及新型智能電表的推廣（2020年8月國網(wǎng)發(fā)布智能電表、智能物聯(lián)電表技術規(guī)范），2021年國網(wǎng)智能電表采購量達到6726萬只，同比增長29.2%，均價提升明顯，其中單相智能電表均價200元，三相智能電表均價530元，同比均提升35.8%。

隨著新一代智能電表繼續(xù)推廣，疊加舊表更新及新型電力系統(tǒng)建設背景下新表替換（國網(wǎng)存量電表約5億只），未來國網(wǎng)智能電表采購量有望保持穩(wěn)健增長勢頭，進而帶動HPLC芯片及通信模塊需求增長。參考國網(wǎng)招標數(shù)據(jù)，2021年國網(wǎng)HPLC模塊采購量達到1.23億片，同比增長32.6%，我們預計2022、2023年將分別達到1.3億片、1.4億片；國網(wǎng)對單相電表HPLC通信模塊限制單價為50元，對三相電表HPLC模式限制單價為90元，基于此預計2022、2023年國網(wǎng)HPLC通信模塊市場規(guī)模將分別達到85億元、92億元。

市場發(fā)展?jié)摿Γ号潆娋W(wǎng)改造升級提速，有望帶來新增需求

能源轉型為配電網(wǎng)的發(fā)展帶來歷史機遇

2020年12月16日，中央經(jīng)濟工作會議明確提出，我國二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，力爭2060年前實現(xiàn)碳中和。隨著碳達峰、碳中和戰(zhàn)略的深入推進，光伏和風電等可再生能源發(fā)電方式將加速發(fā)展，能源轉型要求重塑電網(wǎng)，其中配電網(wǎng)也需要改造升級。配電網(wǎng)是電力供應鏈的末端，是直接面向社會和廣大客戶的重要能源載體之一。傳統(tǒng)配電網(wǎng)只承擔單一配電功能，主要任務是核實受端的負荷水平。未來，在新能源并網(wǎng)、儲能、新能源汽車、售電放開等新需求下，配電網(wǎng)將向有源化、局域化、協(xié)同化、低碳化、智能化、市場化的方向發(fā)展，平衡部分電力需求或?qū)⒊蔀榕潆娋W(wǎng)的一項重要功能。

配電網(wǎng)將成為“十四五”電網(wǎng)建設重點內(nèi)容。2021年8月，國家電網(wǎng)發(fā)布《構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)行動方案（2021-2030年）》，提出“十四五”配電網(wǎng)建設投資將超過1.2萬億元，占電網(wǎng)建設總投資的60%以上。2021年11月11日，南方電網(wǎng)印發(fā)“十四五”電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，提出在電網(wǎng)建設方面將規(guī)劃投資約6700億元，以加快數(shù)字電網(wǎng)建設和現(xiàn)代化電網(wǎng)進程，其中配電網(wǎng)建設規(guī)劃投資達到3200億元，占比48%。歷史上，國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)資本開支主要集中在輸電、變電環(huán)節(jié)，未來配電側投資占比有望明顯提升。

智慧路燈、智能家居、光伏功率優(yōu)化等潛在需求大

智慧路燈：PLC為重要選擇方案。傳統(tǒng)路燈只能實現(xiàn)對某條街道單一的開關控制，智慧路燈則是對路燈公共照明實行統(tǒng)一管理，每個路燈能夠自行偵測毀損，并實時傳送信號給控制中心以便維修。電力載波通信應用于路燈控制系統(tǒng)，不需要重新布線，建設周期短、成本低，通信速率和抗干擾能力也能滿足系統(tǒng)要求，是智慧路燈通信系統(tǒng)重要選擇。截至2020年，我國城市道路照明燈有3049萬盞（國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)），智慧路燈數(shù)量約5萬盞（華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)），滲透率僅0.16%。隨著各地智慧路燈建設推進，有望為PLC帶來增量需求。

智慧建筑/園區(qū)：PLC有望實現(xiàn)廣泛應用。在園區(qū)、樓宇、大型場所、酒店、醫(yī)院、高鐵站、大型景觀燈光等大型綜合能效管理系統(tǒng)中，PLC可廣泛用于照明控制、空調(diào)運轉、多表抄讀、用能監(jiān)測等領域。

智能家居：PLC開始前裝應用，海量市場有望啟動。電力載波通信為智能家居、智能家電控制提供網(wǎng)絡連接和數(shù)據(jù)通信支撐，解決其它通信方式受墻壁阻擋、信號覆蓋存在死角和盲點的問題，可以實現(xiàn)全屋覆蓋。華為于2020年發(fā)布全屋智能ALLINONE解決方案，通過窄帶寬的“PLC-IoT家庭總線”和更高帶寬的“家庭超寬帶骨干網(wǎng)”整合起來提供智能主機解決方案。目前，華為基于PLC-IoT技術的智能插座、中央空調(diào)、智能照明控制等產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用于前裝市場。

根據(jù)華為方舟實驗室實測的數(shù)據(jù)顯示，PLC-IoT的性能和穩(wěn)定性都遠優(yōu)于ZigBee技術。在家用熱水器控制應用中，電力載波+無線雙模通信模式憑借無需重復布線、信號穿墻越壁的優(yōu)勢，可以替代原有布線或WiFi，未來有望成為家用熱水器控制的首選通信方式。

光伏接線盒：國內(nèi)開始試點，PLC優(yōu)勢明顯。光伏發(fā)電系統(tǒng)一般將多個光伏組件串并聯(lián)構成光伏陣列，然而光伏組件電性參數(shù)不一致、組串部分遮擋或損傷等因素會導致系統(tǒng)輸出功率降低、發(fā)電量減少，即“失配損失”。光伏接線盒的主要功能是將各個光伏組件的電流引出并進行統(tǒng)一管理，通過軟硬件配合為每塊電池板配置了最大功率跟蹤技術和控制器件，最大可能提升電池板陣列中不同電池板特性帶來的電站發(fā)電效率的降低，減少了“木桶效應”對電站效率的影響，可以極大提升電站的發(fā)電效率，最大甚至可以提高系統(tǒng)發(fā)電效率40%左右，增加了投資收益，縮短投資回收期。當前，光伏功率優(yōu)化器在海外高端的屋頂分布式市場已率先鋪開，國內(nèi)則開始試點。光伏發(fā)電系統(tǒng)成本敏感，PLC憑借低成本、低功耗、安全穩(wěn)定的特性在該場景下具有優(yōu)勢。

市場競爭狀況：芯片產(chǎn)能與迭代影響電力載波行業(yè)格局，有望迎來再平衡

電力載波芯片供應商較多，智芯微、海思占據(jù)絕對份額。國網(wǎng)方面，根據(jù)國網(wǎng)的招標規(guī)則，HPLC芯片方案提供商既可以直接作為模塊廠商生產(chǎn)模塊參與招標，也可以將HPLC芯片方案授權給其它模塊廠商進行模塊生產(chǎn)并參與招標。

根據(jù)環(huán)球表計統(tǒng)計，2018年、2019年和2020年，國家電網(wǎng)分別有10家、15家和16家HPLC芯片方案提供商，目前智芯微（國網(wǎng)體系內(nèi)全資子公司）與海思半導體占據(jù)了國網(wǎng)HPLC芯片市場的主要份額，2018年、2019年和2020年，智芯微的市場份額分別為67.30%、68.06%和63.56%，海思半導體的市場份額分別為10.40%、9.69%和12.21%。

南網(wǎng)方面，由于不存在類似國網(wǎng)智芯微的體系內(nèi)供應商，因此競爭格局相對分散，供應商與國網(wǎng)重疊度較高（除智芯微外）。南方電網(wǎng)部分省份結果公示中未披露各中標企業(yè)的中標金額和數(shù)量，市場排名及占有率情況難以統(tǒng)計，但考慮到南網(wǎng)采購需求只有國網(wǎng)的10%~20%，對整體競爭格局影響較小。

電力載波芯片廠商普遍采用fabless模式，即自主設計并委托晶圓廠商及封測廠商生產(chǎn)。在美國對中國科技限制持續(xù)、新冠疫情等因素影響下，部分電力載波芯片廠商正面臨晶圓廠斷供或產(chǎn)能限制等問題，此外龍頭供應商正在進行技術迭代，其新一代電力載波芯片的性能及競爭力也在面臨挑戰(zhàn)，預計競爭格局有望再平衡，對于智芯微與海思之外的其它廠商有望分享更多的市場紅利。未來兩家龍頭供應商的實際供貨份額有可能從2020年的近76%下降至45%左右，對于其它供應商而言彈性巨大，尤其作為上市公司的供應商，有望借助較強的融資能力、較高的市場知名度與人力吸引力，搶得更多份額。

電力線載波通信行業(yè)概況

電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其貫穿發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調(diào)度等各個環(huán)節(jié)，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要基礎設施和支柱。經(jīng)過長期發(fā)展，目前我國已形成了以光纖通信為主，微波通信、電力線載波通信等多種方式并存的電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡格局。其中，電力線載波通信是利用電力線作為信息傳輸媒介，加載經(jīng)過調(diào)制的高頻載波信號進行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N通信方式，也是電力系統(tǒng)特有的通信方式，其最大的特點是無需重新布線，可以利用現(xiàn)有電力線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，因此在電力系統(tǒng)被廣泛使用。此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，電力線載波通信還可應用于智慧路燈、智慧家居、智慧樓宇及工業(yè)控制等領域，但目前最主要的應用領域為智能電網(wǎng)用電信息采集領域。

智能電網(wǎng)用電信息采集領域的通信包括遠程通信和本地通信，遠程通信的作用是完成主站系統(tǒng)和現(xiàn)場終端之間的電能信息傳輸，本地通信的主要任務是實現(xiàn)現(xiàn)場終端和現(xiàn)場設備儀表之間的數(shù)據(jù)傳輸，本地通信方式主要包括RS-485總線通信、低壓電力線載波通信、微功率無線通信等。其中，RS-485總線通信具有資源消耗小、易于實現(xiàn)、成本低廉、可靠性高的優(yōu)點，但需要鋪設專用線路，系統(tǒng)安裝調(diào)試復雜且維護成本高；微功率無線通信不受電力線信號衰減、諧波干擾等電網(wǎng)環(huán)境因素影響，可有效避免電力線載波抄表中的“信號孤島”現(xiàn)象，但抄表效果容易受到天氣、地形、建筑物等因素影響，且實際應用中容易被金屬密封物屏蔽；電力線載波通信則具有無需重新布線、可靠性較好且運行維護量較小等優(yōu)勢，目前已成為國內(nèi)智能電網(wǎng)用電信息采集領域本地通信的最主要方式。

國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)每年都會對用電信息采集系統(tǒng)進行招標，數(shù)量上以國家電網(wǎng)的招標為主，公司通過為國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)的主要HPLC芯片方案提供商提供IP設計開發(fā)服務和基于IP授權的量產(chǎn)服務的方式，間接參與電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)市場。2018年四季度開始，國家電網(wǎng)開始對HPLC模塊產(chǎn)品進行招標，主要包括單相表、三相表、采集器和集中器模塊等。根據(jù)國家電網(wǎng)的招標規(guī)則，國家電網(wǎng)的HPLC芯片方案提供商既可以直接作為模塊廠商生產(chǎn)模塊參與招標，也可以將HPLC芯片方案授權給其他模塊廠商進行模塊生產(chǎn)并參與國家電網(wǎng)的招標，根據(jù)環(huán)球表計統(tǒng)計，2018年、2019年和2020年，國家電網(wǎng)分別有10家、15家和16家HPLC芯片方案提供商，各提供商的中標數(shù)量和市場占有率情況如下：

根據(jù)環(huán)球表計統(tǒng)計，截至2020年末，除公司主要客戶以外，國家電網(wǎng)的HPLC芯片方案提供商還包括智芯微、海思半導體、北京前景無憂電子科技有限公司、力合微、航天中電科技（北京）有限公司、鼎信通訊、北京思凌科半導體技術有限公司、深圳智微電子科技有限公司、江蘇米特物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司、珠海中慧電子有限公司及上海矽久微電子有限公司等11家，其中力合微、鼎信通訊為A股上市公司。

根據(jù)力合微招股說明書的披露內(nèi)容，力合微寬帶電力線載波通信芯片產(chǎn)品主要為自主設計并委托晶圓廠商及封測廠商進行生產(chǎn)；鼎信通訊未在其公告的文件中披露具體的芯片設計模式，但根據(jù)芯原微電子（上海）股份有限公司招股說明書披露內(nèi)容，鼎信通訊為其一站式芯片定制服務的客戶，具體包括芯片設計業(yè)務及芯片量產(chǎn)業(yè)務。此外，根據(jù)芯原微電子（上海）股份有限公司招股說明書，其一站式芯片定制業(yè)務的主要客戶類型包括智能電表的系統(tǒng)廠商，其為客戶定制了應用于智能電表的數(shù)?；旌闲酒?，提供了高速模數(shù)轉換、低噪聲可編程放大器等模擬前端IP。

創(chuàng)耀科技業(yè)務與芯原微類似，通過HPLC芯片方案核心IP設計開發(fā)與授權的方式，支持中宸泓昌、中創(chuàng)電測、溢美四方及杰思微的HPLC芯片方案通過國家電網(wǎng)測試認證，并由公司為其提供用于國網(wǎng)的HPLC芯片的量產(chǎn)服務。根據(jù)環(huán)球表計統(tǒng)計，2018年、2019年和2020年，中宸泓昌、中創(chuàng)電測、溢美四方及杰思微的HPLC芯片方案分別合計占據(jù)了6.27%、6.58%和8.31%的市場份額。

中國電網(wǎng)HPLC市場現(xiàn)狀分析

HPLC市場容量有多大？

1.顯性市場：來源于國網(wǎng)用電信息采集和南網(wǎng)計量自動化市場需求

根據(jù)國網(wǎng)數(shù)據(jù)，截止到2020年服務客戶數(shù)5.2億戶；根據(jù)南網(wǎng)數(shù)據(jù)，截止到2020年服務客戶數(shù)0.967億戶；根據(jù)蒙西電網(wǎng)數(shù)據(jù)，截止到2020年服務客戶數(shù)832萬戶。綜合全國大大小小電網(wǎng)情況，總的服務客戶數(shù)可達到6.2億戶。結合具體技術方案，預計顯性市場的HPLC模塊市場容量大約不少于6億只。

2.隱性市場：主要市場仍舊來源于電網(wǎng)公司。

不管從國網(wǎng)電力物聯(lián)網(wǎng)建設角度還是南網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)建設角度，通信需求在未來電網(wǎng)建設過程中會是一個持續(xù)投資的領域。就目前來說，臺區(qū)配電物聯(lián)網(wǎng)建設方案中，若方案全面覆蓋所有臺區(qū)，那么HPLC是臺區(qū)配電設備物聯(lián)網(wǎng)化的重要選擇項。因此，雖不敢說會超過智能電表的應用規(guī)模，但是50%以上還是可以期待的。

另外，電網(wǎng)公司以外的二級市場，目前仍處于未開發(fā)的狀態(tài)，就筆者研究認為，HPLC模塊在二級市場也有一定的應用價值，當然，對通信可靠性的疑慮和維護成本的擔憂，是阻撓其在二級市場應用的核心因素。

HPLC模塊市場有多少企業(yè)參與？

自2018年開始招標，至2021年，有HPLC模塊中標記錄的企業(yè)共有約169家。

這是一個可怕的數(shù)據(jù)！就一個產(chǎn)品，每年都有100來家企業(yè)中標。僅從2021年看，就有31家新的企業(yè)中標。若用紅藍海來評價，這是一個紅的發(fā)黑的市場?？梢哉f，只有不想?yún)⑴c的企業(yè)，參與的都有自己的方法實現(xiàn)中標。

中標企業(yè)的市場占有率怎么樣？

四年以來，累計市場占有率最高的約7.1%，超過5%的僅2家，超過1%的企業(yè)共有26家，合計市場占有率約為67.6%，占中標企業(yè)總數(shù)量的15%。剩余144家企業(yè)合計市場占有率約為32.4%。從這些數(shù)據(jù)看，HPLC模塊的市場集中度是很低的。

HPLC模塊中標的都是哪些企業(yè)？

參與投標的企業(yè)中，有主營智能電表、用電信息采集相關產(chǎn)品的企業(yè)，也有主營HPLC芯片的企業(yè)，還有曾經(jīng)的窄帶載波芯片玩家，也有同時在主營以上產(chǎn)品的企業(yè)，其他還有配網(wǎng)類產(chǎn)品參與企業(yè)、有電網(wǎng)綜合能源服務公司、也有一些在電網(wǎng)市場曾經(jīng)不怎么見到過的企業(yè)。根據(jù)統(tǒng)計，電表、采集、芯片類企業(yè)約有74家，占所有中標企業(yè)數(shù)量的44%。這些企業(yè)中，本身就有載波產(chǎn)品應用的經(jīng)驗，積極參與這個市場尚在情理之中。剩下約占56%的中標企業(yè)，基本上沒有載波產(chǎn)品應用經(jīng)驗，且多數(shù)沒有用電信息采集系統(tǒng)運維經(jīng)驗。

HPLC模塊市場是什么樣的市場模式？

本地通信單元的市場運作模式與其他產(chǎn)品在細節(jié)方面略有不同，核心在各省公司是否選用此芯片方案入招標規(guī)范，以及分配多少量給此方案；另外，由于芯片選用與模塊供應是兩個環(huán)節(jié)的事，因此模塊招標還需要單獨運作。圖示為HPLC模塊市場市場運作的基本過程。

現(xiàn)在有多少家芯片方案商？

答：截止到2021年，市場上有產(chǎn)生需求量的HPLC芯片方案共有20家（已去掉變更后不再參與的企業(yè)）。綜合2018年以來的數(shù)據(jù)，市場份額最高的芯片方案約占63%；第二名約占10%；占有率在1%~10%之間的方案共有9家。前11名占據(jù)了整個市場約96%的份額。另外，除了海思，其他19家芯片方案商都同時在參與模塊市場。

HPLC模塊市場有多少產(chǎn)值？

根據(jù)2018以來，且截止到2021年11月底的數(shù)據(jù)，累計產(chǎn)值約225億元，綜合所有產(chǎn)品的平均單價約60元。單就顯性市場來看，當前僅國網(wǎng)市場已招標數(shù)量約3.5億個，綜合各個電網(wǎng)市場剩余市場需求至少還有2.5億只，峰值可望達到3億只。潛在市場產(chǎn)值保守約148億元，峰值可望有180億元。若再考慮隱性市場，采用“一問”中的保守估計，可能另有約200億的市場產(chǎn)值。

HPLC模塊市場能持續(xù)多久？

根據(jù)2018年~2021年期間的市場節(jié)奏，峰值在2021年達到了歷史最高，僅國網(wǎng)范圍，招標了約1.2億個模塊。從國網(wǎng)范圍剩余需求量看，顯性需求保守測算還有不少于2億個模塊需求，顯性需求的大規(guī)模招標應當至少可持續(xù)2年。之后的市場規(guī)模除了顯性需求的故障更換等需要，市場規(guī)模應該會階段性有所下降，其下降規(guī)模將取決于隱性需求能否快速產(chǎn)生市場規(guī)模。另外，就是RF+HPLC雙模方案會否被確定為主流應用。

HPLC模塊產(chǎn)品的利潤如何？

HPLC模塊產(chǎn)品分為單相模塊（主要需求來源，約占需求總量的81%）、三相模塊（約占需求總量的9%）、集中器模塊（約占需求總量的2%）、II型采集器（約占需求總量的9%）。各個省電力公司在招標時，都制定了限價，不同省份對不同產(chǎn)品的限價價格有一些差異，但單相模塊差異很小，基本都在50元左右，三相模塊、II型采集器、集中器模塊的限價差異相對較大。對于多數(shù)省份，三相模塊和集中器模塊的毛利潤尚可，而單相模塊和II型采集器的毛利潤總體較低，對于模塊中標廠家來說，凈利潤可能也就3~5%吧。當然，對于芯片方案商來說，如果其自己中標自己的方案，那么毛利潤還是很可觀的。

競爭：為什么這么多廠家參與？

這個問題官方答案很簡單，為了產(chǎn)值，所以愿意參加。但是延伸出來的問題是：為什么會有這么多廠家能中標；那些甚至根本沒有做過智能電表更沒有采集運維業(yè)務經(jīng)驗的廠家又為什么都要擠進這個市場；省公司的綜合能源服務公司為什么要參與這個市場；未來還會有更多的企業(yè)參與嗎？

實際上，頻率范圍與國內(nèi)水土不服，國外廠商市占率不高。北美和歐洲地區(qū)的電力線載波芯片根據(jù)當?shù)氐碾娋W(wǎng)特性、電網(wǎng)結構和家庭內(nèi)部自動化制定了相應的窄帶電力載波通信適用頻率范圍，分別為 100KHz-450KHz 與 9KHz-150KHz。然而在國內(nèi)電網(wǎng)環(huán)境下使用水土不服，僅有一、兩款產(chǎn)品勉強使用，且價格高昂，難以提供系統(tǒng)解決方案，性價比較低。因此國外廠商如 ST、ECHELON、Intellon、Maxim、Yitran、DS2 等公司在國內(nèi)整體占有率不高。

在此環(huán)境下，我國本土設計公司取得快速發(fā)展。并且隨著市場透明化，以及國際技術禁運與制裁，有技術實力的企業(yè)在后續(xù)市場的競爭優(yōu)勢會日漸明朗，而原有的行業(yè)關系資源優(yōu)勢則會因技術限制慢慢退出。

附：國家兩大電網(wǎng)的數(shù)字化持術轉型戰(zhàn)略部署

為響應國家“數(shù)字生態(tài)”建設的目標，結合正在進行的構建新型電力系統(tǒng)架構，國家兩大電網(wǎng)就此分別做出了自己的戰(zhàn)略部署。它們是：

國家電網(wǎng)提出了建設電力大數(shù)據(jù)中心的目標任務，該大數(shù)據(jù)中心是國家電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理的專業(yè)機構和數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)服務、數(shù)字創(chuàng)新平臺，主要負責公司數(shù)據(jù)管理、運營、服務等方面工作，致力實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)統(tǒng)一運營，推進數(shù)據(jù)資源高效使用，為國家電網(wǎng)建設“三型兩網(wǎng)”世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)提供數(shù)字化支撐。

基于電力大數(shù)據(jù)中心平臺，國網(wǎng)可以充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，加快數(shù)字化轉型，推動形成數(shù)據(jù)驅(qū)動型創(chuàng)新體系和發(fā)展模式，促進管理、運營、服務全面升級，為加快建設世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、服務國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略實施和經(jīng)濟社會發(fā)展作出新的更大貢獻。

南方電網(wǎng)全面啟動數(shù)字化轉型和數(shù)字南網(wǎng)建設，將先進數(shù)字技術與業(yè)務深度融合，建成覆蓋電網(wǎng)全環(huán)節(jié)、貫穿業(yè)務全過程、輻射能源產(chǎn)業(yè)鏈上下游的數(shù)字平臺，以數(shù)字電網(wǎng)、數(shù)字運營、數(shù)字能源生態(tài)建設推動公司向“數(shù)字電網(wǎng)運營商、能源產(chǎn)業(yè)價值鏈整合商、能源生態(tài)系統(tǒng)服務商”戰(zhàn)略轉型，建設具有全球競爭力的世界一流企業(yè)。

兩公司雖然提法不一樣，但殊途同歸，最后達到的目的是一致的，都是建設成數(shù)字化的智能型電網(wǎng)。

數(shù)字電網(wǎng)在構建新型電力系統(tǒng)的作用

數(shù)字化在新型電力系統(tǒng)中的作用主要體現(xiàn)在三個方面：

第一，數(shù)據(jù)及其測量。數(shù)字電網(wǎng)需要具備廣泛的數(shù)據(jù)獲取和處理能力。通過在電力系統(tǒng)中部署的海量傳感器，可以準確掌握電力系統(tǒng)的物理結構，從而洞悉各組成單元及整體的性能、運行方式、實時狀態(tài)、運行效率、健康狀態(tài)和環(huán)保水平。

第二，智能算法及算力的綜合應用。新型電力系統(tǒng)動態(tài)行為更加復雜，對計算的準確性和快速性要求更高。數(shù)字電網(wǎng)將有效智能算法與強大異構算力的有機融合，可以適應電網(wǎng)新形態(tài)，滿足規(guī)劃、運行、管理新要求。

第三，快速協(xié)同。新型電力系統(tǒng)對快速協(xié)同能力提出了較高要求，數(shù)字電網(wǎng)通過提升企業(yè)數(shù)字化運營系統(tǒng)的靈活性和開放性，實現(xiàn)規(guī)劃建設、物資供應、安全生產(chǎn)、資產(chǎn)財務等全鏈條感知和全面貫通，提升業(yè)務效率，進而促進管理變革。

輸配電裝備的數(shù)字化轉型

對新型電力系統(tǒng)中輸配電方面的數(shù)字化應用來講，我們概括了一下，主要有以下內(nèi)容：

發(fā)電數(shù)字化：在電廠的各種裝備、各級控制和管理中均采用數(shù)字化技術，建成數(shù)字化電廠，實現(xiàn)數(shù)字化、信息化、可視化和智能化；

輸電數(shù)字化：采用無人機和機器人巡檢技術，實現(xiàn)對輸電的全面智能檢測、預警，建立集指揮、管控、監(jiān)管為一體的輸電線路智能巡檢平臺；

變電數(shù)字化：通過智能巡視、智能操作、智能安全、設備數(shù)字化、平臺數(shù)字化，實現(xiàn)“智能、安全、可靠、綠色、高效”的數(shù)字變電；

配電數(shù)字化：實現(xiàn)配電網(wǎng)設備資產(chǎn)管理智能化、現(xiàn)場作業(yè)數(shù)字化、電網(wǎng)運行智慧化、生產(chǎn)決策智慧化，建成“資產(chǎn)透明、運行透明、管理透明”的數(shù)字配電網(wǎng)；

用電數(shù)字化：建立數(shù)字化用電信息采集平臺，實現(xiàn)用戶側數(shù)據(jù)全采集和傳輸，實現(xiàn)數(shù)字化用能分析和能效管理；

調(diào)度運行數(shù)字化：體現(xiàn)在設備操作效率提升，工作效率提升和信息處理效率提升。

新階段、新格局、新動力——深度解讀數(shù)字電網(wǎng)

2020年11月13日，南方電網(wǎng)公司全球首發(fā)《數(shù)字電網(wǎng)白皮書》，正式提出”數(shù)字電網(wǎng)”概念。數(shù)字電網(wǎng)建設將數(shù)字技術與實體經(jīng)濟深度融合，適應新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃發(fā)展，響應了數(shù)字中國、能源革命、數(shù)字經(jīng)濟等國家戰(zhàn)略部署，賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉型升級，催生新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式，提升人民用能獲得感和滿意度，將對經(jīng)濟社會發(fā)展和生產(chǎn)生活方式帶來深遠影響。

早在2019年，南方電網(wǎng)公司孟振平董事長提出“緊緊把握第四次工業(yè)革命的歷史機遇，將先進數(shù)字技術與業(yè)務深度融合，建成覆蓋電網(wǎng)全環(huán)節(jié)、貫穿業(yè)務全過程、輻射能源產(chǎn)業(yè)鏈上下游的數(shù)字平臺，實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化、運營數(shù)字化和能源生態(tài)系統(tǒng)數(shù)字化，推動公司向數(shù)字電網(wǎng)運營商、能源產(chǎn)業(yè)價值鏈整合商、能源生態(tài)系統(tǒng)服務商轉型，建設具有全球競爭力的世界一流企業(yè)”戰(zhàn)略目標。經(jīng)過兩年多的數(shù)字電網(wǎng)建設實踐，我們更加堅信并明確“數(shù)字電網(wǎng)”是“數(shù)字中國”在電網(wǎng)行業(yè)的具體實踐。

數(shù)字電網(wǎng)是以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代數(shù)字技術為核心驅(qū)動力，以數(shù)據(jù)為關鍵生產(chǎn)要素，以現(xiàn)代電力能源網(wǎng)絡與新一代信息網(wǎng)絡為基礎，通過數(shù)字技術與能源企業(yè)業(yè)務、管理深度融合,不斷提高數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化水平，從而形成的新型能源生態(tài)系統(tǒng)。具有靈活性、開放性、交互性、經(jīng)濟性、共享性等新型能源生態(tài)系統(tǒng)特性，使電網(wǎng)（電力系統(tǒng)）更加安全、可靠、綠色、高效、智能。

數(shù)字電網(wǎng)可從廣度、深度、速度、跨度四個維度深度解讀，在廣度上，覆蓋電網(wǎng)全環(huán)節(jié)，貫穿業(yè)務全過程；在深度上，新一代數(shù)字技術與業(yè)務的深度融合，不斷促進電網(wǎng)技術進步與經(jīng)營管理效能提升；在速度上，實現(xiàn)電網(wǎng)實時感知、處理、分析、計算的同時，促進企業(yè)對內(nèi)、外部環(huán)境的全面洞察和快速反應；在跨度上，有效推動產(chǎn)業(yè)整合和延伸，催生平臺經(jīng)濟，支撐內(nèi)外部服務撮合，促進能源生態(tài)系統(tǒng)形成。

與二十一世紀初提出的智能電網(wǎng)不同，智能電網(wǎng)聚焦提高電網(wǎng)對新能源的接納能力，實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展；而數(shù)字電網(wǎng)側重于建設具備特大型數(shù)字化服務能力的新型能源網(wǎng)絡，其服務范圍從能源領域拓展到經(jīng)濟社會發(fā)展等層面；數(shù)字電網(wǎng)具有物理屬性、技術屬性、價值屬性三大屬性和本體安全、綠色消納、平臺賦能、數(shù)據(jù)驅(qū)動、開放共享、價值創(chuàng)造六大特征，將推動南方電網(wǎng)公司向數(shù)字電網(wǎng)運營商、能源產(chǎn)業(yè)價值鏈整合商、能源生態(tài)系統(tǒng)服務商轉型，提升社會電力獲得感，踐行國家能源戰(zhàn)略，支撐數(shù)字中國建設。

數(shù)字電網(wǎng)總體框架

數(shù)字電網(wǎng)總體架構包含技術架構、安全運行體系、數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系和數(shù)字化保障體系?；A設施層構建了云管邊端的技術架構，支撐數(shù)據(jù)規(guī)?；杉?、傳輸、存儲、計算等要求；技術平臺層包括南網(wǎng)云、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等基礎技術平臺，其中，云數(shù)融合的數(shù)據(jù)中心是南網(wǎng)的一大特色，實現(xiàn)了全網(wǎng)數(shù)據(jù)集中管理，為全網(wǎng)用戶提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務。企業(yè)級中臺包含了4大中臺，分別是業(yè)務中臺、技術中臺、數(shù)據(jù)中臺和安全中臺，支撐各類業(yè)務場景的快速構建和敏捷迭代和智慧升級。最北面是數(shù)字化應用，依托數(shù)字電網(wǎng)、數(shù)字運營、數(shù)字服務、數(shù)字產(chǎn)業(yè)形成數(shù)字生態(tài)，推進數(shù)字化轉型。

數(shù)字化應用成效：數(shù)字電網(wǎng)

數(shù)字電網(wǎng)應用是物理電網(wǎng)在數(shù)字世界的完整映射，數(shù)字世界信息融合推演的結果反饋至物理電網(wǎng)，實現(xiàn)對物理電網(wǎng)優(yōu)化與重構，讓電網(wǎng)更加綠色、安全、高效、經(jīng)濟，達成狀態(tài)全面感知、設備智能化、數(shù)字孿生電網(wǎng)的效果。利用數(shù)字化技術對物理電網(wǎng)的結構、設備及運行狀態(tài)等進行模擬、感知、分析和預測，使電網(wǎng)更加智能、可靠、靈活、高效，適應分布式能源接入和差異化的用戶需求。

如“南網(wǎng)智瞰”平臺是基于數(shù)字化技術基礎平臺和先進數(shù)字孿生技術，融合地理、物理、管理和業(yè)務信息，建立動態(tài)鮮活電網(wǎng)，可提供靈活組合共享服務模式，快速響應上層各項業(yè)務應用需求。

數(shù)字化應用成效：數(shù)字運營

數(shù)字運營是將數(shù)字技術融入電網(wǎng)企業(yè)生產(chǎn)、管理和經(jīng)營全過程，賦能數(shù)字化運營與決策。實現(xiàn)管理化繁為簡，以數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務流程再造和組織結構優(yōu)化，打通業(yè)務壁壘，促進跨層級、跨系統(tǒng)、跨部門、跨業(yè)務的高效協(xié)作。

數(shù)字運營實現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)字化、基建數(shù)字化、輸電數(shù)字化、變電數(shù)字化、決策數(shù)字化。

數(shù)字化應用成效：數(shù)字服務

數(shù)字服務是客戶服務過程中的數(shù)字化交互、自動化服務和智能化體驗。電網(wǎng)企業(yè)構建現(xiàn)代供電服務體系，以“服務用戶、獲取市場”為導向建設敏捷前臺，以“資源共享、能力復用”為核心建設高效中臺，以“系統(tǒng)支持、全面保障”為宗旨建設堅強后臺，實現(xiàn)線上線下的無縫連接，打造流程簡潔、反應迅速、靈活定制的應用服務，提高服務效率和客戶體驗。

南方電網(wǎng)公司致力實現(xiàn)數(shù)字化員工、統(tǒng)一電力市場交易平臺、客戶服務平臺、政務服務、金融服務，并深化“南網(wǎng)在線”智慧營業(yè)廳建設，通過用電用能數(shù)據(jù)的聚合貫通，創(chuàng)新管制業(yè)務和增值服務產(chǎn)品，實現(xiàn)用電“一次也不跑”，全力優(yōu)化電力營商環(huán)境。

利用智能眼鏡、無人機、流程機器人等智能配件打造數(shù)字化員工。

打造客戶服務平臺，全南網(wǎng)近2.3億客戶可以在這同一平臺上完成查詢、繳費、報裝申請、服務投訴等業(yè)務；

數(shù)字化應用成效：數(shù)字產(chǎn)業(yè)

數(shù)字產(chǎn)業(yè)是基于數(shù)字業(yè)務技術平臺構建智慧能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)，利用數(shù)字技術，通過構建面向政府、能源產(chǎn)業(yè)上下游、客戶等產(chǎn)業(yè)鏈相關方的統(tǒng)一數(shù)字業(yè)務技術平臺，使得能量、數(shù)據(jù)、服務自由交易，創(chuàng)新平臺各方的交易和交互方式，強化電網(wǎng)企業(yè)在能源產(chǎn)業(yè)價值鏈的整合能力，支撐企業(yè)向能源產(chǎn)業(yè)價值鏈整合商、能源生態(tài)系統(tǒng)服務商轉型。南方電網(wǎng)公司致力于打破行業(yè)壁壘，打通實業(yè)與金融、內(nèi)部與外部、產(chǎn)業(yè)鏈上下游，實現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能，創(chuàng)造數(shù)字化業(yè)態(tài)。

電動汽車充電設施運營監(jiān)管，通過周期性發(fā)布省內(nèi)充電行業(yè)信息數(shù)據(jù)分析，出具行業(yè)分析報告，支撐省能源局對全省的電動汽車、充電樁開展監(jiān)管。

綜合能源服務：構建看能大數(shù)據(jù)產(chǎn)品，通過數(shù)據(jù)業(yè)務深度融合，接入覆蓋工業(yè)園區(qū)、綜合建筑等用戶的項目130多個，研發(fā)的綜合能源節(jié)能產(chǎn)品成功服務200多家政企單位與公共服務機構，滿足各類用戶的能源管理需求，降低能源成本。

未來可期，數(shù)字電網(wǎng)建設展望

“十四五”時期是數(shù)字化轉型和數(shù)字電網(wǎng)建設的關鍵時期，隨著數(shù)字經(jīng)濟、數(shù)據(jù)生產(chǎn)要素、新基建、雙碳目標及新型電力系統(tǒng)等新國家戰(zhàn)略發(fā)展要求，數(shù)字化轉型及數(shù)字電網(wǎng)建設將深入推進，數(shù)字電網(wǎng)以先進數(shù)字技術打通源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)，貫穿發(fā)輸變配用全過程，提升對大電網(wǎng)的“可觀、可測、可控”水平，以數(shù)字電網(wǎng)為核心承載，全面支撐現(xiàn)代化電網(wǎng)和新型電力系統(tǒng)建設。

數(shù)字電網(wǎng)“知識表達”體系

新型電力系統(tǒng)高維、動態(tài)、不確定性給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來巨大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)方法難以精準完整刻畫和實時掌控龐大的電力系統(tǒng)，相比之下，數(shù)字電網(wǎng)的多重知識表達，將推動新型電力系統(tǒng)“可觀、可測、可控”成為現(xiàn)實。

通過數(shù)字電網(wǎng)的多重“知識表達”，可提取物理電網(wǎng)的特征規(guī)律，精準描述物理電網(wǎng)設備的形態(tài)、系統(tǒng)運行的趨勢、人-機-物三元空間的關聯(lián)關系，實現(xiàn)對物理電網(wǎng)最優(yōu)的決策控制。

在中國工程院院士潘云鶴提出的AI2.0知識三種表達（知識的形象表達、知識的語言表達、知識的深度神經(jīng)網(wǎng)絡表達）的基礎上，面向數(shù)字電網(wǎng)支撐的新型電力系統(tǒng)進行具象化豐富，多重“知識表達”主要有四種形式：數(shù)字電網(wǎng)知識的形象表達主要應用于描述物理電網(wǎng)設備的形態(tài)；數(shù)字電網(wǎng)知識的函數(shù)表達主要應用于描述電力系統(tǒng)電氣量、非電氣量各類數(shù)據(jù)的時序變化物理規(guī)律；數(shù)字電網(wǎng)知識的語言表達主要應用于描述電力系統(tǒng)人機物環(huán)的關聯(lián)關系；數(shù)字電網(wǎng)知識的深度神經(jīng)網(wǎng)絡表達則作為一種有效的數(shù)據(jù)驅(qū)動工具，對上述三類應用實現(xiàn)補充和支撐，這樣即可形成“數(shù)據(jù)驅(qū)動、知識引導和物理建?！毕嗷ソy(tǒng)一的人工智能模型。

數(shù)字電網(wǎng)支撐構建新型電力系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在以下三個方面：

第一，數(shù)據(jù)及其測量。萬物互聯(lián)時代，無數(shù)據(jù)不決策、無數(shù)據(jù)不運營，充分進行數(shù)據(jù)采集和處理，是保障大規(guī)模新能源并網(wǎng)和消納的基本條件。其中，數(shù)據(jù)成為確保電力系統(tǒng)“可觀、可測、可控”的首要要素，也是電網(wǎng)指揮體系和決策中樞的關鍵基礎。

因此，要實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)全面可觀，必須建立在充足和有效的測量基礎上，而數(shù)字電網(wǎng)具備廣泛的數(shù)據(jù)獲取和處理能力。通過在電力系統(tǒng)中部署的海量傳感器，可以準確掌握電力系統(tǒng)的物理結構，從而洞悉各組成單元及整體的性能、運行方式、實時狀態(tài)、運行效率、健康狀態(tài)和環(huán)保水平。

第二，智能算法及算力的綜合應用。面向特定領域的有效智能算法與強大異構算力的有機融合，是適應電網(wǎng)新形態(tài)，滿足規(guī)劃、運行、管理新要求的重要手段。

新型電力系統(tǒng)動態(tài)行為更加復雜，對計算的準確性和快速性要求更高。其中，以新能源為主體意味著雙高（高比例、高電力電子裝備）特點明顯，由于狀態(tài)改變時序短、序列信號頻域分布廣、影響動態(tài)過程變量混雜，采用傳統(tǒng)以固定參數(shù)為核心的靜態(tài)模型對系統(tǒng)進行描述和求解比較困難，需建立適應大規(guī)模強隨機性系統(tǒng)的高性能仿真計算能力。

第三，快速協(xié)同。新型電力系統(tǒng)對快速協(xié)同能力提出了較高要求，隨著電網(wǎng)上下游主體互動加強，電網(wǎng)管理工作內(nèi)容和形式將發(fā)生頻繁變化，需把握數(shù)據(jù)主線，通過提升企業(yè)數(shù)字化運營系統(tǒng)的靈活性和開放性，實現(xiàn)規(guī)劃建設、物資供應、安全生產(chǎn)、資產(chǎn)財務等全鏈條感知和全面貫通，提升業(yè)務效率，進而促進管理變革。

在常年觀測歸納和演繹的基礎上，電力行業(yè)積累了豐富經(jīng)驗、規(guī)則和知識，可描述電力基礎設施外形結構、系統(tǒng)電氣量狀態(tài)變化、拓撲連接關系等，將這些知識融入人工智能算法模型，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動、知識引導和物理建模的新型智能算法，并用“知識表達”來刻畫數(shù)據(jù)所蘊含的規(guī)律，進而形成“人機協(xié)同”模式，這取決于構建涵蓋電力系統(tǒng)海量多源數(shù)據(jù)、算法、應用的完整“知識體系”。

數(shù)字化電網(wǎng)其它設備市場狀況

在中國整個電網(wǎng)中，國網(wǎng)占了大部分市場份額，如特高壓國網(wǎng)就占了90%的市場，所以國網(wǎng)的設備招標采購中標名單在行業(yè)中有著比較客觀的意義，下面就再看一下2021年國網(wǎng)其它設備的采購中標情況，從中也能看出中國整個電網(wǎng)設備市場的大概狀況。

2021年國網(wǎng)設備類中標企業(yè)最新數(shù)量排名

2021年國家電網(wǎng)配網(wǎng)物資

2021年度在南方電網(wǎng)公司（總部）招標采購的中標情況

編輯：黃飛

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