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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

北极星输配电网讯:电网二轮改造带动量价齐升,核心技术厂商具备优势。国网二轮改造 已经开启,“全覆盖、全采集、全费控”的建设目标推动载波通信技 术的进一步发展和更新换代。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。宽带载波芯片价格是窄带的 2 倍,宽带载波 电能表价格是窄带的 1.6 倍,宽带载波芯片单价约 30 元,宽带载波 电能表单价约 380 元。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 173.7 亿元,对应的宽带载波电能表静态市场空间 为 2200.2 亿元,均接近一轮改造的近 2 倍。目前宽带载波通信芯片 通过国网验证的只有东软载波、华为海思、鼎信通讯等少数公司,具 备核心技术优势的龙头公司有望受益二轮改造中宽带载波产品的全 面普及,迎来业绩的快速增长。

智能家居应用市场空间广阔,载波通信厂商迎来新增长点。随着 2020 年物联网、大数据、云计算等技术的落地,智能家居市场即将爆发。 据 ABI Research 的预测,2021 年全球智能家居市场有望突破千亿美 元。载波通信技术无需重新布线,具备成本低且通信性能好的优势, 是智能家居通讯技术的完美解决方案。智能家居市场一直难以突破的 原因之一是没有形成一个兼容各类设备的平台。由于智能家居平台可 以获得产品市场使用的大数据,因此终端产品厂商不会采用竞争对手 的平台,导致了市场上不同品牌间智能家居产品兼容性极差。作为不 售卖终端家居产品的第三方厂商,苹果等手机厂商,有望成为未来平 台的整合者。东软载波于 2017 年与苹果达成合作,基于 Homekit 智 能家居系统研发产品。我们认为像东软载波一样和头部智能家居平台 巨头形成良好合作关系的厂商,未来具备巨大的增长潜力,随着智能 家居产品出货量的增长,其通信模块产品将迎来新的增长点。

1.电网二轮改造带动量价齐升,核心技术厂商具备优势

1.1.一轮电网改造结束,载波通信行业实现快速发展

电力线载波通信(Power line Communication, PLC)是指利用现有电力 线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术,和目前常见的光纤 通信的区别即利用现有的电线作为传输介质,无需专门架设网络。电力线载波 通信产品早在 20 世纪 30 年代于欧洲开发应用,中国在 21 世纪初才首次在配 电行业进行商用。国家电网于 2008 年推行以电力线载波通信为基础的试点自 动抄表项目,从而带动中国电力线载波通信行业的迅速发展。目前,电力线载 波通信技术已成为自动抄表系统的主导通信技术,据 Frost& Sullivan,2016 年电力线载波通信新产品下游应用超过 90%是自动抄表系统,此外包括路灯控 制、楼宇能源管理及光伏发电管理应用等智慧能源管理应用也在加速发展中。 预计到 2021 年国内电力线载波通信产品的销售量将达近 1.5 亿件,2017-2021 年的年复合增长率为 9.2%;其中自动抄表应用为 1.33 亿件,2017-2021 年的 年复合增长率为 8%。

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自动抄表系统即用电信息采集系统,在自动抄表系统前,采用的是人工抄 表。随着‘一户一表’改造工程的开展,城市化规模不断扩大,户用计量仪表 (水表、电表、煤气表)的使用量高速增长;此外,阶梯水价、分时计价等新 的收费方式开始实施,传统的户用计量仪表和人工抄表方式已无法满足需求, 从而出现了自动抄表系统。自动抄表系统随着我国“智能电网”计划的开展而 普及,该计划于 2009 年提出,包括三个阶段:1)规划试点阶段(2009-2010), 制定标准,开展关键技术和设备研制,进行各环节试点;2)全面建设阶段 (2011-2015),加快特高压和配电网建设,初步形成智能电网架构,关键技术与设备取得重大突破并广泛应用;3)引领提升阶段(2016-2020),全面建成 统一的坚强智能电网,技术和装备达到国际先进水平,智能电表普及应用。

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智能电表属于自动抄表系统的终端计量设备。人工抄表时代,电能表经历 了从机械表到电子表两个时代。智能电表是在 2009 年国家电网公司用电信息 采集系统系列标准 Q/GDW 37X 发布后提出,符合该标准的电能表才称为智能电 表。智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外,为了适应智能 电网和新能源的使用它还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种 数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能。

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整个用电信息采集系统包括采集主站、一级采集设备(集中器)、二级采 集设备(采集器)和终端计量设备(智能电表)几个部分。采集主站和集中器 之间的通信载体称为远程信道,集中器与采集器之间的通信载体称为本地信道。 目前主要的远程信道通信方式包括 CDMA/GPRS/4G 三种,本地信道通信方式包 括低压载波通信、微功率无线通信和 RS-485 三种。

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三种本地通信方式中,RS-485 通信方式具有资源消耗小,易于实现,成本 低廉,可靠性高的优点,但需要铺设专用线路,系统安装调试复杂,维护成本 高。因此一般与低压电力线载波通信方式混合组网使用,即“半载波”模式。 微功率无线技术不受电力线信号衰减、谐波干扰等电网环境因素影响,可有效 避免电力线载波抄表中的“信号孤岛”现象,但该方案无台区概念,无法识别 相位,抄表效果容易受到天气、地形、建筑物等因素影响。实际应用中容易被 铁箱、铁门等金属密封物屏蔽,因此无法普遍适用。电力线载波方式无需布线, 可靠性较高,维护量小,但受负载影响大,需要组网优化,且价格较高。

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所谓“全载波”和“半载波”模式是根据电能表和采集器间的通讯方式规 定,“全载波”采用载波电能表通过载波通信方式直接和集中器通信。“半载 波”用采集器作为普通电能表和集中器的中介,普通电能表和采集器通过 RS-485 通信方式通信,采集器和集中器通过载波通信方式通信。对于住户集中 的小区,“半载波”模式更加经济。目前新建的用电信息采集系统,采用这两 种模式构建的比例约为 1:1,即电能表一半为载波表,另一半为普通电表;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 10 只普通电表配一只采集器,每 15 只采集器配一只集中器。半载波模式节省载波通信芯 片使用量,但需要铺设 RS485 通信线路,施工量大,维护也不方便,未来随着 载波通信芯片成本的进一步降低,“全载波”模式将更为广泛的应用,载波通 信产品需求将进一步提升。

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