1 2020年 工业自动化在新能源行业的应用 标签 ：工业自动化、远程监控、新能源发电 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系 头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。 未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造 、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行 为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。头 豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标 ，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其 他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 报告主要作者：文晗 2020/032 2020 LeadLeo 头豹研究院简介 头豹研究院是中国大陆地区首家B2B模式人工智能技术的互联网商业咨询平台，已形成集行业研究、政企咨询、产业规划、会展会 议行业服务等业务为一体的一站式行业服务体系，整合多方资源，致力于为用户提供最专业、最完整、最省时的行业和企业数据库服务，帮助 用户实现知识共建，产权共享 公司致力于以优质商业资源共享为基础，利用大数据、区块链和人工智能等技术，围绕产业焦点、热点问题，基于丰富案例和海量数据， 通过开放合作的研究平台，汇集各界智慧，推动产业健康、有序、可持续发展 300+ 50万+ 行业专家库 1万+ 注册机构用户 公司目标客户群体覆盖 率高，PE/VC、投行覆 盖率达80% 资深分析师和 研究员 2,500+ 细分行业进行 深入研究 25万+ 数据元素 企业服务 为企业提供定制化报告服务、管理 咨询、战略调整等服务 提供行业分析师外派驻场服务，平台数据库、 报告库及内部研究团队提供技术支持服务 地方产业规划，园区企业孵化服务 行业峰会策划、奖项评选、行业 白皮书等服务 云研究院服务 行业排名、展会宣传 园区规划、产业规划 四大核心服务3 2020 LeadLeo 报告阅读渠道 头豹科技创新网 PC端阅读全行业、千本研报 头豹小程序 微信小程序搜索“头豹”、手机扫上方二维码阅读研报 图说 表说 专家说 数说 详情请咨询 添加右侧头豹研究院分析师微信，邀您进入行研报告分享交流微信群4 2020 LeadLeo 摘要 随着社会经济的发展变化，中国能源结构发生了深刻变化，2018年，非化石能源在能源消费中的占比达到14.3%，有望实现2020年 非化石能源占比达到15%的目标。中电联数据显示，新能源的主要利用形式为发电，其中水电、风电、核电、太阳能发电等非化石 能源发电装机容量在2019年底达到8.4亿千瓦，比上年增长8.7%，占全国发电装机容量的41.9%，比上年底提高1.1个百分点。分类 型来看，在中国利用较为广泛的是水电、风电、太阳能发电和核电，累计装机容量分别为：水电3.6亿千瓦、并网风电2.1亿千瓦、 并网太阳能发电2.0亿千瓦、核电4,874万千瓦。自动化技术及设备已经在新能源发电的系统构成、功能实现、安全运行、优化调 度、电能质量保障等方面得到广泛应用，推动了新能源行业技术进步。 应用现状 风力发电 除风电机组本体的运行控制外，自动化技术与设备还广泛应用在风电场的检测和维护上。风电场通常分布在人烟稀少、环境恶劣的地区， 集中管理难度大，传统人工运维模式效率低下，依托智能传感技术的发展，无人值守模式已成为主流。 光伏发电 光伏发电自动化系统主要用于对光伏电站里的电池阵列、汇流箱、逆变器、箱式变电站等一次设备进行实时监测和控制，实现设备数据 采集、解析、处理、事件记录、存储，并通过各种样式的图表、趋势、报表呈现电站的运行情况，对电站数据进行实时监控。 企业推荐： 岳能科技、尚能科技、科凯前卫5 2020 LeadLeo 名词解释 - 06 工业自动化在新能源行业的应用新能源行业发展现状 - 08 工业自动化在新能源行业的应用自动化技术与设备 - 11 工业自动化在新能源行业的应用新能源发电 - 12 风力发电 - 12 光伏发电 - 15 工业自动化在新能源行业的应用市场规模 - 16 工业自动化在新能源行业的应用项目管理模式 - 17 工业自动化在新能源行业的应用政策分析 - 19 工业自动化在新能源行业的应用发展趋势 - 20 工业自动化在新能源行业的应用竞争格局 - 21 工业自动化在新能源行业的应用风险分析 - 23 投资企业推荐 - 24 岳能科技 - 24 尚能科技 - 26 科凯前卫 - 28 专家观点 - 30 方法论 - 31 法律声明 - 32 目录6 2020 LeadLeo 名词解释 潮汐能：海水周期性涨落运动中所具有的能量。 波浪能：海洋表面波浪所具有的动能和势能。 温差能：海洋表层海水和深层海水之间的温差储存的热能。 盐差能：海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。 洋流能：因水体温度差以及地球自转产生的能量。 非化石能源：除煤炭、石油、天然气等经长时间地质变化形成、只供一次性使用的能源类型之外的能源，包括新能源及可再生能源，含核能、风能、太阳能、水能、生 物质能、地热能、海洋能等可再生能源。 “531光伏新政”：国家发改委、财政部、国家能源局联合发布了一份关于2018年光伏发电有关事项的通知，因落款日期为5月31日，简称为“531新政”，新政中包含 “暂停普通地面电站指标发放”、“分布式光伏规模受限”、“调低上网电价”等严苛内容。 SCADA：Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制系统。 PLC：Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器。 RFID：Radio Frequency Identification，其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。 鲁棒性：控制系统在一定（结构、大小）的参数摄动下，维持其它某些性能的特性。 弃风：在风电发展初期，风机处于正常情况下，由于当地电网接纳能力不足、风电场建设工期不匹配和风电不稳定等自身特点导致的部分风电场风机暂停的现象。 变桨系统：大型风电机组控制系统的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行具有重要作用。 解缆：绕缆的圈数由纽缆传感器读取，并向风电偏航控制系统反馈，控制系统操纵解缆装置使机舱反向偏转同样的圈数，则电缆恢复正常连接状态。 并网容量：完成全部土建和吊装工作的风机里面已经接入电网、可以向电网供电的容量。 装机容量：系统实际安装的发电机组额定有功功率7 2020 LeadLeo 名词解释 一次设备：完成发电输配电功能的设备， 如发电机、断路器、电流电压互感器、变压器、避雷器等。 二次设备：控制主要设备，具有保护功能的设备，如继电器、控制开关、指示灯、测量仪表等。 应力：物体由于外因（受力、湿度、温度场变化等）而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力。 变频器：应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。 轴承：当代机械设备中一种重要零部件，主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度8 2020 LeadLeo 来源：中国电力企业联合会，头豹研究院编辑整理 近年来中国能源结构发生了深刻变化，新能源比重逐步上升，新能源发电投资占比显 著提高 工业自动化在新能源行业的应用新能源行业发展现状（1/3） 新能源分类 新能源包括各类可再生能源和核能。可再生能源的种类较多，包括水能、 风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能。其中海洋能包括潮汐能、 波浪能、温差能、盐差能和洋流能。 新能源 可再生能源 核能 水能 风能 太阳能 生物质能 地热能 海洋能 潮汐能 波浪能 温差能 盐差能 洋流能 新能源利用方式 随着社会经济的发展变化，中国能源结构发生了深刻变化，2018年，非 化石能源在能源消费中的占比达到14.3%，有望实现2020年非化石能源占 比达到15%的目标。 中电联数据显示，新能源的主要利用形式为发电，其中水电、风电、核 电、太阳能发电等非化石能源发电装机容量在2019年底达到8.4亿千瓦， 比上年增长8.7%，占全国发电装机容量的41.9%，比上年底提高1.1个百分 点。分类型来看，在中国利用较为广泛的是水电、风电、太阳能发电和 核电，累计装机容量分别为：水电3.6亿千瓦、并网风电2.1亿千瓦、并 网太阳能发电2.0亿千瓦、核电4,874万千瓦。 新能源分类 水电 42.9% 并网风电25.0% 并网太阳能发电 23.8% 核电 5.8% 其他 2.5% 非化石能源发电装机容量占比，2019年 在自然界可循环再生 传统能源外 的各种能源9 2020 LeadLeo 来源：国家能源局，头豹研究院编辑整理 风能是一种可再生资源，中国风能资源丰富，在中长期能源规划政策扶持下，风力发 电装机规模持续扩大 工业自动化在新能源行业的应用新能源行业发展现状（2/3） 风力发电 12,934 14,864 16,367 18,426 21,005 3,297 1,930 1,503 2,059 2,575 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 2015 2016 2017 2018 2019 万千瓦 累计并网容量 新增并网容量 中国风电累计与新增并网容量，2015-2019年 1,863 2,410 3,057 3,660 4,057 0% 2% 4% 6% 0 1,500 3,000 4,500 2015 2016 2017 2018 2019 亿千瓦时 中国风电发电量及电源占比，2015-2019年 中国风能资源丰富，中国新能源战略主要以大力发展风力发电为重点。在可再生能源法、能源发展“十三五” 规划、可再生能源发展“十三五”规划等中长期 能源规划政策扶持下，风电装机规模持续扩大，风能资源利用水平不断提升。 2015-2017年期间，风电新增并网容量持续走低，2017年风电装机增速创五年来最低，原因在于发电供给侧冗余，风电消纳压力增大，导致三北地区（华北、东北、西 北）风电建设全面放缓。在三北地区弃风限电状况缓解、风电竞价政策施行、海上风电建设提速的多重影响下，2018年风电新增并网装机规模大幅回升。截至2019年， 中国风电累计并网容量达21,005万千瓦，2019年新增并网容量2,575万千瓦，发电量达4,057亿千瓦时。 中国风能资源丰富，中国新能源战略主要以大力发展风力发电为重点。在可再生能源法、能源发展“十三五” 规划、可再生能源发展“十三五”规划等中长期 能源规划政策扶持下，风电装机规模持续扩大，风能资源利用水平不断提升。 2015-2017年期间，风电新增并网容量持续走低，2017年风电装机增速创五年来最低，原因在于发电供给侧冗余，风电消纳压力增大，导致三北地区（华北、东北、西 北）风电建设全面放缓。在三北地区弃风限电状况缓解、风电竞价政策施行、海上风电建设提速的多重影响下，2018年风电新增并网装机规模大幅回升。截至2019年， 中国风电累计并网容量达21,005万千瓦，2019年新增并网容量2,575万千瓦，发电量达4,057亿千瓦时10 2020 LeadLeo 来源：国家能源局，头豹研究院编辑整理 中国能源转型促进光伏行业快速发展，中国光伏发电新增和累计装机规模多年位居全 球第一 工业自动化在新能源行业的应用新能源行业发展现状（3/3） 光伏发电 4,318 7,742 13,025 17,446 20,430 1,513 3,454 5,306 4,426 3,011 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 2015 2016 2017 2018 2019 万千瓦 累计装机容量 新增装机容量 中国光伏发电累计与新增装机容量，2015-2019年 392 662 1,182 1,175 2,243 0% 2% 4% 6% 0 1,500 3,000 2015 2016 2017 2018 2019 亿千瓦时 中国光伏发电量及电源占比，2015-2019年 2015-2017年期间，在光伏产业扶持政策密集出台下，中国掀起了光伏装机热潮，中国光伏市场保持快速增长势头。上一阶段的投资热潮导致光伏产业产能增长过快。 2018年中国光伏行业政策发生较大变化，“531光伏新政”的出台倒逼光伏企业加速平价上网，中国光伏产业开始进入转型调整期，光伏发电新增装机容量下滑至4,426万 千瓦，发电量下降至1,175亿千瓦时。2019年，全国新增光伏发电装机3,011万千瓦，光伏新增装机容量同比下降31.6%。其中集中式光伏新增装机1,791万千瓦、分布式 光伏新增装机1,220万千瓦。虽然新增装机规模有所下降，但光伏消纳难问题有所缓解，2019年全国弃光率为2%，同比下降1个百分点。到2019年底，光伏发电量达 2,243亿千瓦时，首次突破2,000亿千瓦时，同比增长26.3%。 2015-2017年期间，在光伏产业扶持政策密集出台下，中国掀起了光伏装机热潮，中国光伏市场保持快速增长势头。上一阶段的投资热潮导致光伏产业产能增长过快。 2018年中国光伏行业政策发生较大变化，“531光伏新政”的出台倒逼光伏企业加速平价上网，中国光伏产业开始进入转型调整期，光伏发电新增装机容量下滑至4,426万 千瓦，发电量下降至1,175亿千瓦时。2019年，全国新增光伏发电装机3,011万千瓦，光伏新增装机容量同比下降31.6%。其中集中式光伏新增装机1,791万千瓦、分布式 光伏新增装机1,220万千瓦。虽然新增装机规模有所下降，但光伏消纳难问题有所缓解，2019年全国弃光率为2%，同比下降1个百分点。到2019年底，光伏发电量达 2,243亿千瓦时，首次突破2,000亿千瓦时，同比增长26.311 2020 LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 在新能源领域，自动化技术与设备主要用于保障电力系统安全运行，降低人工操作所 带来的弊端 工业自动化在新能源行业的应用自动化技术及设备 自动化技术及设备 自动化指生产、管理中，机器设备、系统在无人或少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期目标的过程。自动化技 术在很大程度上扭转了传统作业模式，加速了传统工业技术改造。自动化技术及设备已经在新能源发电的系统构成、功能实现、安全运行、优化调度、电能质量保障等方 面得到广泛应用，推动了新能源行业技术进步。 自动化指生产、管理中，机器设备、系统在无人或少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期目标的过程。自动化技 术在很大程度上扭转了传统作业模式，加速了传统工业技术改造。自动化技术及设备已经在新能源发电的系统构成、功能实现、安全运行、优化调度、电能质量保障等方 面得到广泛应用，推动了新能源行业技术进步。 自动化设备分类 自动化设备主要涵盖了控制、驱动、执行、反馈及网络五个层面，主要包括工控机、 SCADA系统、DCS系统、变频器、传感器、工业以太网等。 控制层 工控机 SCADA DCS 调度系统 总控PLC 驱动层 变频器 伺服驱动器 电机驱动 执行层 电机 调节阀 接触器 反馈层 传感采集 图像采集 RFID识别 网络层 通讯基站 工业以太网 交换机 光纤模块 现场总线 在新能源发电领域，自动化技术及设备主要用于保障电力系统常规安全运行，除此 之外，还承担故障检测、系统自动重构、智能决策等相关工作。 01 02 03 故障检测 通过现场安装自动 化仪表、传感器等 数据采集装置采集 现场数据 系统自动重构 利用重排、更替、剪 裁、嵌套和革新等手 段对系统进行重新组 态、变换功能 智能决策 对上传的海量现场数据 进行分析处理，以明确 远程设备运行状态、故 障问题，设备磨损情况 及运行效率 自动化技术及设备在新能源行业的用途12 2020 LeadLeo 来源：国家能源局，头豹研究院编辑整理 风资源具有间歇性，并网发电是中国风力发电的主要发展方向，但目前局部地区风电 消纳能力不足 工业自动化在新能源行业的应用风力发电（1/3） 风力发电行业发展特征 自动化技术在风力发电机组本体的应用 中国风资源分布广泛，主要集中在东南沿海及其附近岛屿、以及北部地 区。风资源具有间歇性、不确定性，对风电机组控制系统的动态特性及 鲁棒性要求较高。 风资源具有间歇性 风资源具有间歇性 并网发电 并网发电 并网发电是中国风力发电的主要发展方向。并网运行的风力发电场可以 得到大电网的补偿和支撑，更加充分地开发可利用的风力资源。 并网 运行的风电发电场建设工期短、实际占地面积小，运行管理自动化程度 高，可做到无人值守。 大型风电场存在局部消纳能力不足、区域电网调峰调频能力不足的问题， 导致弃风现象比较严重。国家能源局数据显示，2019年，弃风率超过5% 的地区是新疆（弃风率14.0%、弃风电量66.1亿千瓦时），甘肃（弃风率 7.6%、弃风电量18.8亿千瓦时），内蒙古（弃风率7.1%、弃风电量51.2亿 千瓦时）。三省（区）弃风电量合计136亿千瓦时，占全国弃风电量的 81%。 消纳能力不足 消纳能力不足 空气动力子系统 发电机子系统 变流子系统 自控子系统 风力发电机组 变桨控制系统 偏航控制系统 变流控制系统 负责空气动力子系 统的桨距控制，成 本在风电机组中的 占比为5%，但对风 电机组整体性能 （最大化风能转换、 功率稳定输出、机 组安全保护）具有 关键作用 包括风向风速传感 器、偏航控制器、 解缆传感器，主要 作用包括与风力发 电机组的控制系统 相互配合，使风力 发电机组的风轮始 终处于迎风状态， 提高风力发电效率 与变桨距系统配合， 通过双向交流器对 发电机进行矢量或 直接转矩控制，独 立调节有功功率和 无功功率，实现变 速恒频运行和最大 功率控制13 2020 LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 大规模风电场开发与建造顺利正常接入电网、发电功率开展平稳控制与调度，是风电 场必须面对的重要问题 工业自动化在新能源行业的应用风力发电（2/3） 风电机组-1 风电机组-2 风电机组-N 光纤环网 路由器 交换机 交换机 交换机 防火墙 工作站 服务站 人机界面 主控系统 风电调度自动化系统结构 风电调度自动化系统主要用于风电场区域化集中控制，对区域内各个风电场集中进行数据采集、监视、控制和优化，保证风电场的安全性、可靠性和经济性，减少风电场 值守人员。 风电调度自动化系统主要用于风电场区域化集中控制，对区域内各个风电场集中进行数据采集、监视、控制和优化，保证风电场的安全性、可靠性和经济性，减少风电场 值守人员。 风电调度自动化系统由中央监控、数据传输、现场监控三个部分组成。 中央监控 接收各个风电站的运行数据，监控其运行状态，保存其运行 数据，处理显示参数，进行技术分析，为管理层、技术部门、 维护部门提供有针对性的报表。 数据传输 在每个风机的塔筒底部放置工业以太网交换机、环网设备及 核心设备通过光纤互联，将采集到的风电机组运行的各种参 数传送到远程监控中心，同时将监控中心下发的各种指令传 送到风机控制器，完成对风电机组的控制。 现场监控 风电监控部分安装在每台风力发电机塔筒的控制柜内，每台 风力发电机组的现场监控可对该风力发电机的运行状态进行 监控，并对采样的数据进行初步处理。 自动化技术可用于风电场区域化集中控制14 2020 LeadLeo 来源：TE官网，南华机电官网，头豹研究院编辑整理 风电场自身运维管理工作难度较大，工作点分散，加上风电场多分布在偏远地区，自 动化技术与设备在风电场运维应用前景广阔 工业自动化在新能源行业的应用风力发电（3/3） 自动化技术与设备广泛应用于风电场的检测和维护 风力发电机组常用传感器 传感器类型 细分种类 实物图片 工作原理 风向风速传感器 风向标 风向标跟随者风的方向摆动，可将风向信号传给控制器，控制器发送指令给偏航电机将机舱转向叶轮对 风位置 风速仪 时刻测量风的速度并通知风机控制器在风速足够时将风机偏航到对风状态并启动 转速转角传感器 旋转式光电编码器 将机械转动的模拟量（位移）转换成以数字代码形式表示的电信号，用于检测电机转速 偏航系统 接收风向标的电信号，经过比较后处理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航命令，风轮偏航对风完 成后，偏航过程结束 振动传感器 压电式传感器 基于压电效应的传感器，由压电材料制成，受力后表面产生电荷，将机械量转换为与之成比例的电量， 用于检测机舱振动 温度传感器 热电阻 基于电阻的热效应进行温度测量，依据感温热电阻的阻值变化，就可测量出温度 除风电机组本体的运行控制外，自动化技术与设备还广泛应用在风电场的检测和维护上。风电场通常分布在人烟稀少、环境恶劣的地区，集中管理 难度大，传统人工运维模式效率低下，依托智能传感技术的发展，无人值守模式已成为主流。 除风电机组本体的运行控制外，自动化技术与设备还广泛应用在风电场的检测和维护上。风电场通常分布在人烟稀少、环境恶劣的地区，集中管理 难度大，传统人工运维模式效率低下，依托智能传感技术的发展，无人值守模式已成为主流15 2020 LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 太阳能凭借其存在广泛、应用便捷、储量庞大等特点在可再生能源中占据重要地位, 提升太阳能的有效利用成为人们关注的重点 工业自动化在新能源行业的应用光伏发电 光伏发电自动化系统主要用于对光伏电站里的电池阵列、汇流箱、逆变器、箱式变电站等一次设备进行实时监测和控制，实现设备数据采集、解 析、处理、事件记录、存储，并通过各种样式的图表、趋势、报表呈现电站的运行情况，对电站数据进行实时监控。 光伏发电自动化系统主要用于对光伏电站里的电池阵列、汇流箱、逆变器、箱式变电站等一次设备进行实时监测和控制，实现设备数据采集、解 析、处理、事件记录、存储，并通过各种样式的图表、趋势、报表呈现电站的运行情况，对电站数据进行实时监控。 光伏发电自动化系统架构 数据采集柜 调度数据网柜 故障解列柜 直流电源系统 光纤通讯网络 二 次 设 备 逆 变 器 汇 流 箱 逆 变 器 汇 流 箱 逆 变 器 汇 流 箱 一 次 设 备 计算机软硬件技术、网络信息技术 逆 变 器 汇 流 箱 光伏逆变器是影响光伏并网运行的关 键部件。光伏阵列需将太阳能转变成 直流电能，经逆变器的直流柜和交流 逆变后，方能按照规定电压等级接入 电网 逆变器 汇流箱的作用是汇集电流，主要用在 大中型光伏发电系统，光伏电池串联 起来组成的光伏串列需并联接入到光 伏汇流箱中，在光伏汇流箱内汇流后， 与控制器、直流配电柜、光伏逆变器、 交流配电柜共同构成完整的光伏发电 系统，从而实现并网供电 汇流箱 光伏电站监控目的 发电设备运行控制 电站故障保护 数据采集 与电网调度协调配合 提高电站自动化水平 提高电站安全可靠性 减小光伏对电网影响 一次设备16 2020 LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 过去五年，在新能源利好政策的刺激下，自动化技术与设备在新能源发电领域的应用 更加成熟，工业自动化在新能源行业的应用长期向好势头不会改变 工业自动化在新能源行业的应用市场规模 过去五年，在新能源利好政策的刺激下，中国风力发电、光伏发电累计装机容量稳居世界第一，自动化技术与设备在新能源发电领域的应用也更加成熟。从项目成本 来看，2.5兆瓦的风电场项目投资金额大约为4亿元，自动化设备的采购及安装成本占项目投资总额的70%，接近3亿元，自动化设备主要承担发电系统运行安全保障及 日常维护工作，随着新能源发电项目规模逐年提升，工业自动化在新能源行业的应用也将迎来更加广阔的发展空间。 2015-2019年期间，工业自动化在新能源行业的应用规模由969.7亿元上升至1,099.3亿元，年复合增长率为3.2%。其中2018-2019年呈下降态势，原因在于2018年光伏 新政的发布给光伏电站的开发、建设规模与确认销售的进度带来了一定程度的影响，而这种影响延续到了2019年。2020年初，新冠疫情爆发，预计2020年第一季度与 第二季度新能源发电站项目推进速度将放缓，随着疫情逐渐好转，经济生活秩序恢复，三四季度新能源发电项目将加速推进，工业自动化在新能源行业的应用长期向 好势头不会改变，发展主要驱动力为（1）根据可再生能源发展的“十三五”规划，到2020年底，新能源发电在全国发电量中的比重增加到9%以上（2015年底中国新能源 发电量占比为5%），接近增长2倍；（2）国家高度重视新兴技术创新，有利于促进基于大数据、云平台、工业互联网技术的自动化设备在新能源智能监测与调度系统 的智能化应用持续深化。 过去五年，在新能源利好政策的刺激下，中国风力发电、光伏发电累计装机容量稳居世界第一，自动化技术与设备在新能源发电领域的应用也更加成熟。从项目成本 来看，2.5兆瓦的风电场项目投资金额大约为4亿元，自动化设备的采购及安装成本占项目投资总额的70%，接近3亿元，自动化设备主要承担发电系统运行安全保障及 日常维护工作，随着新能源发电项目规模逐年提升，工业自动化在新能源行业的应用也将迎来更加广阔的发展空间。 2015-2019年期间，工业自动化在新能源行业的应用规模由969.7亿元上升至1,099.3亿元，年复合增长率为3.2%。其中2018-2019年呈下降态势，原因在于2018年光伏 新政的发布给光伏电站的开发、建设规模与确认销售的进度带来了一定程度的影响，而这种影响延续到了2019年。2020年初，新冠疫情爆发，预计2020年第一季度与 第二季度新能源发电站项目推进速度将放缓，随着疫情逐渐好转，经济生活秩序恢复，三四季度新能源发电项目将加速推进，工业自动化在新能源行业的应用长期向 好势头不会改变，发展主要驱动力为（1）根据可再生能源发展的“十三五”规划，到2020年底，新能源发电在全国发电量中的比重增加到9%以上（2015年底中国新能源 发电量占比为5%），接近增长2倍；（2）国家高度重视新兴技术创新，有利于促进基于大数据、云平台、工业互联网技术的自动化设备在新能源智能监测与调度系统 的智能化应用持续深化。 969.7 1,056.0 1,256.5 1,105.0 1,099.3 1,187.3 1,252.4 1,365.1 1,454.7 1,600.2 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2015 2016 2017 2018 2019 2020预测 2021预测 2022预测 2023预测 2024预测 亿元 工业自动化在新能源行业的应用规模（按营业收入计），2015-2024预测 工业自动化在新能源行业的应用规模（按营业收入计） 年复合增长率 2015-2019年 3.2% 2019-2024年预测 7.817 2020 LeadLeo 来源：金风科技，头豹研究院编辑整理 EPC总承包管理模式作为一种工程项目管理模式，已在风电、光伏发电项目上得到广 泛应用 工业自动化在新能源行业的应用项目管理模式 EPC总承包管理模式 风电开发商 风电整机制造商1 风电整机制造商2 风电整机制造商3 风电整体解决方案 提供商 风 电 机 组 研 发 风 电 机 组 制 造 风 电 场 设 计 风 电 场 建 设 风 电 场 运 营 服 务 电网 招 标 风电、光伏发电项目通常采用EPC总承包管理模式，即“工程设计-采购-施工总承包”模式。以风电为例，风电开发商通过招标的形式选择风电整机 制造商，风电整机制造商受开发商委托开展工程设计、采购、施工等全过程，在实际操作中，风电整机制造商通常为开发商提供整体解决方案包 括自动化技术与设备。 风电项目投资主要分为四个阶段：前期开发、建设期、运营期及处置期。 前期开发 直接出售前期开发成果，一 次性享受投资收益 起点：签署开发协议 终点：开工建设 建设期 自行融资建设，享受后期发电电费收益 起点：开工建设 终点：并网240小时 运营期 并网240小时 运营期结束20年 处置期 残值回收 运营期结束后 拥有自动化技术18 2020 LeadLeo 19 2020 LeadLeo 工业自动化在新能源行业应用的相关政策 分类 政策名称 颁布日期 颁布主体 主要内容及影响 新能源领域 关于2019年风电、光伏发电项目建设有关 事项的通知 2019-05 国家能源局 通知对2019年度风电、光伏发电项目建设提出四项总体要求：一是积极推进平价上 网项目建设；二是严格规范补贴项目竞争配置；三是全面落实电力送出和消纳条件；四是 优化建设投资营商环境 关于公布2019年第一批风电、光伏发电平价 上网项目的通知 2019-05 国家发改委、能源局 共有16个省（自治区、直辖市）能源主管部门向国家能源局报送了2019年第一批风电、 光伏发电平价上网项目名单，总装机规模2,076万千瓦。其中，风电451万千瓦，光伏发电 1,478万千瓦，分布式交易试点147万千瓦 关于2018年光伏发电有关事项的通知 2018-05 国家发改委、财政部、 能源局 简称“531新政”，旨在将光伏行业的发展重点从扩大规模转到提质增效、推进技术进步上， 着力推进技术进步、降低发电成本、减少补贴依赖，优化发展规模，提高运行质量，推动 行业有序发展、高质量发展，加快实现光伏发电平价上网 “十三五”国家战略性产业发展规划 2016-11 国务院 推动新能源和节能环保产业迅速壮大，加快发展先进核电、高效光电光热、大型风电能、 分布式能源等 工业自动化 领域 关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互 联网的指导意见 2017-11 国务院 提出三个阶段发展目标，明确了建设和发展工业互联网的主要任务，还部署了7项重点工程 工业互联网基础设施升级改造工程，工业互联网平台建设及推广工程，标准研制及试验验 证工程，关键技术产业化工程，工业互联网集成创新应用工程，区域创新示范建设工程， 安全保障能力提升工程 智能制造工程实施指南（2016-2020年） 2016-12 工信部、 财政部 提出十大重点任务，其中在智能制造装备创新发展重点部分强调要重点突破分布式控制系 统等核心产品，并在机床、机器人、石油化工、轨道交通等领域实现集成应用 关于深化制造业与互联网融合发展的 指导意见 2016-05 国务院 提出加快计算机辅助设计仿真、制造执行系统、产品全生命周期管理等工业软件产业化， 强化软件支撑和定义制造业的基础性作用 中国制造2025 2015-05 国务院 突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统、伺服电机及驱动器和减速器等智能核心 装置，推进工程化和产业化 工业自动化在新能源行业的应用政策分析 多项利好光伏、风电等新能源政策颁布与实施，为工业自动化在新能源行业的应用营 造良好的政策环境 来源：头豹研究院编辑整理 中国政府高度重视新能源行业的发展，为优化新能源行业发展规模、提高其运行质量、推动行业有序发展、加快实现新能源发电平价上网发布了一系列指导意见，同时在工业 自动化领域，工业互联网与智能核心装置受到的关注度不断提升，有利于提高工业自动化在新能源行业的应用20 2020 LeadLeo 来源：国家发改委，头豹研究院编辑整理 自动化设备智能化与大力发展储能技术将是未来新能源行业的自动化技术与设备重要 发展趋势 工业自动化在新能源行业的应用发展趋势 自动化设备智能化 系统失效最主要的原因之一是人为操作失误所造成的数据丢失、数据毁坏。设备 一旦失效，就会影响整个机组系统的正常工作，导致系统整体服务中断，造成不 可挽回的损失。控制系统对发电站运行中心的监测、控制、优化来说至关重要。 随着工业化、信息化融合更加紧密，控制系统技术作为自动控制层的核心，面临 着智能化挑战。当前风电机组的监测和维护方面给自动化技术和设备提出大量新 的需求，如：机组结构振动、变形等状态监测与控制，海上风机的锈蚀检测与防 护、北方地区风机叶片的防冰与除冰。未来，在云平台、大数据平台、通讯平台 等智能化技术平台的辅助下，控制系统将具有更精准的监测能力，更强大的数据 处理分析能力，更快速、稳定的数据传输能力。 系统失效最主要的原因之一是人为操作失误所造成的数据丢失、数据毁坏。设备 一旦失效，就会影响整个机组系统的正常工作，导致系统整体服务中断，造成不 可挽回的损失。控制系统对发电站运行中心的监测、控制、优化来说至关重要。 随着工业化、信息化融合更加紧密，控制系统技术作为自动控制层的核心，面临 着智能化挑战。当前风电机组的监测和维护方面给自动化技术和设备提出大量新 的需求，如：机组结构振动、变形等状态监测与控制，海上风机的锈蚀检测与防 护、北方地区风机叶片的防冰与除冰。未来，在云平台、大数据平台、通讯平台 等智能化技术平台的辅助下，控制系统将具有更精准的监测能力，更强大的数据 处理分析能力，更快速、稳定的数据传输能力。 大力发展储能技术 近年来，在加快清洁能源开发利用的同时，风电、光伏发电出现送出难、消纳 难问题。目前中国清洁能源消纳问题存在较为明显的地域和时段集中分布的特 征。其中，弃风弃光主要集中在新疆、甘肃和内蒙古等地区。根据国家能源局 数据，从重点区域看，光伏消纳问题主要出现在西北地区，其弃光电量占全国 的87%，弃风主要集中在新疆、甘肃、内蒙古，三省(区)弃风电量占全国弃风电 量的81%。在消纳能力不足的前提下，发展储能技术将促进大规模清洁能源消 纳能力的提高。国家高度关注储能技术的发展，在可再生能源“十三五”发展 规划中给出了具体发展目标。 近年来，在加快清洁能源开发利用的同时，风电、光伏发电出现送出难、消纳 难问题。目前中国清洁能源消纳问题存在较为明显的地域和时段集中分布的特 征。其中，弃风弃光主要集中在新疆、甘肃和内蒙古等地区。根据国家能源局 数据，从重点区域看，光伏消纳问题主要出现在西北地区，其弃光电量占全国 的87%，弃风主要集中在新疆、甘肃、内蒙古，三省(区)弃风电量占全国弃风电 量的81%。在消纳能力不足的前提下，发展储能技术将促进大规模清洁能源消 纳能力的提高。国家高度关注储能技术的发展，在可再生能源“十三五”发展 规划中给出了具体发展目标。 现场监控器 振 动 检 测 沉 降 检 测 应 力 检 测 锈 蚀 检 测 现场监控器 振 动 检 测 沉 降 检 测 应 力 检 测 锈 蚀 检 测 现场监控器 振 动 检 测 沉 降 检 测 应 力 检 测 锈 蚀 检 测 监控中心 可再生能源“十三五”发展规划重点关注储能技术发展 开展可再生能源领域储能示范应用 通过各种类型储能技术与风电、太阳能等间歇性可 再生能源的系统集成和互补利用，提高可再生能源 系统的稳定性和电网友好性 重点探索适合可再生能源发展的储能技术类型和开 发模式，探索开展储能设施建设的管理体制、激励 政策和商业模式 提升可再生能源领域储能技术的技术经 济性 通过示范工程建设培育稳定的可再生能源领域储能 市场，重点提升储能系统的安全性、稳定性、可靠 性和适用性，逐步完善储能技术标准、检测认证和 入网规范，通过下游应用带动上游产品技术创新和 成本下降，推动实现储能技术在可再生能源领域的 商业化应用 自动化技术与设备新需求21 2020 LeadLeo 来源：中国风能协会，头豹研究院编辑整理 在风电、光伏发电项目建设环节，受新能源政策的推动及装备制造业创新升级的影响， 中国本土制造商迅速崛起 工业自动化在新能源行业的应用竞争格局（1/2） 金风科技 23.6% 联合动力9.0% 明阳智能 8.2% 华锐风电 7.9% 远景能源 7.7% 东方电气 6.2% 上海电气 5.4% 湘电风能, 4.7% 中国海装, 4.3% 运达风电, 3.1% 其他, 19.9% 中国风电制造商累计装机容量占比，截至2018年12月 2019年5月30日，国家能源局发布关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知，标志着风电光伏步入竞价时代。经过30多年的发展，中国风电光伏行业竞争 已进入市场化阶段，本土企业占据