本文來(lái)源：物聯(lián)傳媒
本文作者：旸谷
電網(wǎng)是全球覆蓋面最廣的網(wǎng)絡(luò )，電流過(guò)的區域遠比人踏足的區域要寬廣的多。而電力線(xiàn)四通八達，它的價(jià)值不只能傳輸電能，還可以傳輸通信數據。因而，通過(guò)電網(wǎng)所實(shí)現的物聯(lián)網(wǎng)設備數據的采集及遠程控制，將能帶來(lái)真正的萬(wàn)物互聯(lián)。
近年來(lái)，隨著(zhù)分布式能源（尤其是分布式光伏）的快速發(fā)展，對配網(wǎng)數字化建設提出了更高的要求。大規模分布式發(fā)電接入系統后，將顯著(zhù)影響配電網(wǎng)的潮流分布、電能質(zhì)量、短路電流大小，進(jìn)而影響到傳統保護元件的故障定位和供電恢復功能。這就需要加強對配電網(wǎng)的監測與控制。
當前，在我國大力推進(jìn)新型電力系統建設的大背景下，我國配電網(wǎng)數字化建設規模也呈逐年擴大的態(tài)勢——國家電網(wǎng)“十四五”期間配電網(wǎng)建設投資超過(guò) 1.2 萬(wàn)億元，占比 60%以上；南方電網(wǎng)提出在“十四五”期末全面建成數字化平臺，智能電表、低壓集抄覆蓋率百分百、自動(dòng)抄表率提升至 99%以上，配電自動(dòng)化覆蓋率達到 90%以上，通信網(wǎng)百分百 覆蓋。南方電網(wǎng)現已在“十四五”數字化、配電網(wǎng)建設上投資 3200 億元，占總投資近一半。
同時(shí)，作為支撐電力行業(yè)數字化發(fā)展的關(guān)鍵基礎設施，電力物聯(lián)網(wǎng)將迎來(lái)快速發(fā)展。根據國家電網(wǎng)數據顯示，2018年底國網(wǎng)系統接入的終端設備超過(guò)5億只，國家電網(wǎng)規劃預計到2025年接入終端設備將超過(guò)10億只，2030年接入的終端設備數量將達到20億只，成為接入設備最大的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，為多領(lǐng)域帶來(lái)巨大市場(chǎng)機會(huì )。
由于電力物聯(lián)網(wǎng)是個(gè)龐大復雜的生態(tài)圈，筆者難以以一文述之，此次便從構建電力物聯(lián)網(wǎng)的通信底座展開(kāi)，基于當前較熱的PLC通信市場(chǎng)發(fā)展現狀及相關(guān)公司財報進(jìn)行分析。
PLC通信介紹
當前，常見(jiàn)的物與物之間的通信方式主要有四大類(lèi)：
來(lái)源：PLC-IoT產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)
以上四類(lèi)通信方式中，前面兩種是有線(xiàn)通信技術(shù)，后面 兩種是無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，有線(xiàn)通信受線(xiàn)路特性影響較多， 無(wú)線(xiàn)通信則受環(huán)境因素影響較大。其中電力線(xiàn)通信技術(shù)的突出特點(diǎn)是網(wǎng)隨電通，對于那些有電力線(xiàn)供電的設備，無(wú)需額外部署專(zhuān)門(mén)的通信線(xiàn)路即可接入網(wǎng)絡(luò )。
PLC技術(shù)按頻段可分為窄帶、中頻帶和寬帶技術(shù)。
窄帶電力通信技術(shù)是最早用在配電網(wǎng)絡(luò )中的 PLC 技術(shù)，有一系列國際標準，如 G3-PLC、PRIME、IEEE 1901.2 等，載波頻帶主要分布在 3 ～ 500 kHz，主要用于遠程抄表。
中頻帶 PLC 技術(shù)發(fā)源于中國，基于國家電網(wǎng)公司 HPLC 規范的中頻帶技術(shù)，廣泛用于國內用電信息采集領(lǐng)域，并于 2018 年在 IEEE 完成標準化，發(fā)布了 IEEE 1901.1 國際標準。
寬帶PLC技術(shù)增強了大帶寬優(yōu)勢，適用于短程應用，常見(jiàn)于家庭寬帶接入，也可以借助中繼來(lái)進(jìn)行遠程傳輸。
來(lái)源：華為 PLC-IOT產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)
PLC技術(shù)在電力系統自動(dòng)化中發(fā)揮著(zhù)重要作用。以下是一些PLC技術(shù)在電力系統自動(dòng)化中的應用：
配電自動(dòng)化，PLC技術(shù)可實(shí)現配電自動(dòng)化的監測和控制，包括故障定位、隔離和恢復等功能。通過(guò)PLC技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監測配電系統的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現和處理故障，提高配電系統的可靠性和安全性。
電能質(zhì)量監測，PLC技術(shù)可以實(shí)現對電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)監測和分析，包括電壓、電流、頻率、諧波等參數的測量和分析。通過(guò)PLC技術(shù)，可以及時(shí)發(fā)現電能質(zhì)量問(wèn)題，采取相應的措施進(jìn)行改善，保證電力系統的穩定運行。
電力需求側管理，PLC技術(shù)可以實(shí)現電力需求側的管理和控制，包括用電負荷的監測、分析和控制等功能。通過(guò)PLC技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監測用電負荷的變化，根據實(shí)際需求進(jìn)行調度和控制，提高電力系統的運行效率和經(jīng)濟性。
遠程監控和控制，PLC技術(shù)可以實(shí)現電力系統的遠程監控和控制，包括遠程數據采集、傳輸和處理等功能。通過(guò)PLC技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監測電力系統的運行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現和處理問(wèn)題，提高電力系統的可靠性和安全性。PLC技術(shù)在電力系統自動(dòng)化中發(fā)揮著(zhù)重要作用，可以提高電力系統的可靠性、安全性和經(jīng)濟性。隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)在電力系統自動(dòng)化中的應用前景將會(huì )更加廣闊。
此外，PLC技術(shù)還可以應用于智能家居、智能建筑、智能交通等領(lǐng)域，實(shí)現各種設備的智能化控制和數據傳輸。
盡管PLC技術(shù)曾因電網(wǎng)環(huán)境復雜、噪聲干擾嚴重以及時(shí)變性大等因素也曾受到質(zhì)疑，但從商業(yè)角度來(lái)看，PLC利用無(wú)所不在的電力線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )作為通信媒介，極大地降低了高昂的網(wǎng)絡(luò )建設費用和后續運維管理費用。
近年來(lái)，隨著(zhù)調制/解調與糾錯技術(shù)的發(fā)展，半導體集成技術(shù)的提高，PLC通信集成電路的抗干擾能力大大提升，國內廠(chǎng)商創(chuàng )新研發(fā)水平也在不斷突破，PLC在電力通信市場(chǎng)的地位是不可取代的。
PLC市場(chǎng)現狀
根據QYR（恒州博智）的統計及預測，2021年全球電力線(xiàn)通信(PLC)系統市場(chǎng)銷(xiāo)售額達到了72億美元，預計2028年將達到147億美元，年復合增長(cháng)率（CAGR）為10.6%（2022-2028）。地區層面來(lái)看，當前，歐洲是全球最大的電力線(xiàn)通信(PLC)系統市場(chǎng)，占有近30%的市場(chǎng)份額，之后是中國和北美市場(chǎng)，共占全球總市場(chǎng)的43%。而隨著(zhù)我國新型電網(wǎng)建設的推進(jìn)，和“物超人”背景下物聯(lián)網(wǎng)應用的多點(diǎn)開(kāi)花，中國PLC市場(chǎng)將繼續快速增長(cháng)。
縱觀(guān)國內市場(chǎng)，PLC技術(shù)雖起源于歐美，但隨著(zhù)國內廠(chǎng)商的崛起，現已逐漸實(shí)現國產(chǎn)化。在窄帶低速電力線(xiàn)載波通信領(lǐng)域，意發(fā)半導體ST、美國埃斯朗Echelon等廠(chǎng)家基本被國內企業(yè)取代；在高速電力線(xiàn)通信領(lǐng)域，自2018 年開(kāi)啟的高速電力線(xiàn)載波浪潮，國外廠(chǎng)商陸續退出國內市場(chǎng)。
當前，布局PLC通信業(yè)務(wù)的公司主要有華為海思、東軟載波、力合微、鼎信載波、深圳智微電子等。
而關(guān)于PLC市場(chǎng)競爭格局，實(shí)際受廠(chǎng)商技術(shù)與國網(wǎng)南網(wǎng)兩大行業(yè)主要客戶(hù)的技術(shù)需求貼合度影響，市場(chǎng)變化較大。2017年國家電網(wǎng)HPLC互聯(lián)互通技術(shù)規范（芯片級）后，2020年發(fā)布了“雙模通信互聯(lián)互通技術(shù)規范”。2022年又調整需求從 HPLC 全部切換到高速雙模。這些需求的變化都需要相關(guān)廠(chǎng)家不斷通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新來(lái)?yè)屨汲鳖^。
相關(guān)公司業(yè)務(wù)
昨日，力合微發(fā)布前三季度業(yè)績(jì)預告，預計 2023 年前三季度實(shí)現營(yíng)業(yè)收入44,830.81 萬(wàn)元，與上年同期相比，將增加 9,875.58 萬(wàn)元，同比增長(cháng) 28.25%。同時(shí)預計 2023 年前三季度實(shí)現歸屬于母公司所有者的凈利潤為 8,000 萬(wàn)元至 8,300 萬(wàn)元，同比增長(cháng) 55.65%至 61.48%。
關(guān)于業(yè)績(jì)增長(cháng)的原因，力合微歸因于電力物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)業(yè)績(jì)的持續增長(cháng)，訂單充足，芯片產(chǎn)能有效保障，以及其在智慧光伏、智能家居等領(lǐng)域的新的芯片產(chǎn)品積極推進(jìn)。
筆者翻閱了力合微2023年半年度報告，歸納了以下信息：
報告中提到力合微業(yè)績(jì)增長(cháng)的一個(gè)重要機遇，即2022 年四季度開(kāi)始國網(wǎng)對于通信單元產(chǎn)品需求從 HPLC 全部切換到高速雙模，力合微是作為國網(wǎng)首批通過(guò)高速雙模模塊級產(chǎn)品全性能檢測的高速雙模模組供應商有效搶占了市場(chǎng)先機。
而除了在既有PLC通信芯片產(chǎn)品保持持續的銷(xiāo)售增長(cháng)以外，2023 年上半年，力合微還推出多個(gè)新產(chǎn)品——面向智能家居高速電力線(xiàn)通信（PLC）SOC 芯片已流片成功、基于自主研發(fā)的PLC光伏芯片的光伏組件快速關(guān)斷模組已獲國際 CSA 檢測認證機構認證，在面向智能家居、智能家電全屋智能、智能照明等物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，并基于智能家居高速電力線(xiàn)通信（PLC）SOC 芯片研發(fā)了一系列網(wǎng)關(guān) PLC 模組、智能家居、智能照明 PLC 模組等產(chǎn)品。
當前，力合微形成了以電力線(xiàn)通信芯片為核心，覆蓋芯片、模組、終端、系統等多層面的產(chǎn)品生態(tài)，并以持續的創(chuàng )新發(fā)力繼續深耕市場(chǎng)：
力合微2023年在研項目情況
同時(shí)，筆者也參考了東軟載波2023半年度報告：
2023年上半年，東軟載波實(shí)現總實(shí)現營(yíng)業(yè)收入41019.94萬(wàn)元，同比增長(cháng)4.15%；實(shí)現凈利潤 4,654.91萬(wàn)元，毛利率44.2%，同比下降5.55%。其中，PLC產(chǎn)品業(yè)務(wù)實(shí)現營(yíng)業(yè)收入30829.67萬(wàn)元，同比增長(cháng)51.55%，毛利率達46.47%。對比其他業(yè)務(wù)，PLC產(chǎn)品實(shí)現了較高的利潤回報。
其中，載波科技作為上市公司主體，主要業(yè)務(wù)圍繞智能配電、智能用電、智能微電網(wǎng)及綜合能源應用需求，提供從表計到主站系統的全方位配套解決方案、包括窄帶低速、窄帶高速、寬帶高速及微功率無(wú)線(xiàn)相結合的雙模通信方案及其他多種電力線(xiàn)載波通信方案，包括HPLC+HRF高速雙模通信系統、智能融合終端、智能末端感知終端、微網(wǎng) 控制器、能源路由器、智能傳感器等關(guān)鍵設備，推動(dòng)客戶(hù)側各類(lèi)能源設施與電網(wǎng)的廣泛互聯(lián)和深度感知。
總體而言，做PLC通信業(yè)務(wù)廠(chǎng)商基于市場(chǎng)機遇都獲得了不錯的業(yè)務(wù)助力，產(chǎn)品利潤空間維持在40%以上，并都在基于電網(wǎng)領(lǐng)域的深耕來(lái)多維拓展業(yè)務(wù)。筆者也歸納了主要業(yè)務(wù)方向：
智慧能源
在光伏發(fā)電領(lǐng)域，中國占據全球70%以上市場(chǎng)份額，預計到2025年全球光伏裝機總量超過(guò) 400GW。根據 CPIA 預測，“十四五”期間國內光伏新增裝機量有望達 70-90GW/年。每 GW 配套約200萬(wàn)片光伏 板，每年的新增光伏板數量將達到為 1.4 億到 1.8 億個(gè)。在雙碳的背景下，光伏發(fā)電廠(chǎng)更加關(guān)注光伏發(fā)電的效率、運維、管理，光伏能源系統全面數字化。據國家能源局統計，2023 年上半年新增光伏裝機量 78.42GW，同比增長(cháng) 154%，接近 2022 年全年的新增裝機量。由此為通信技術(shù)、數據處理技術(shù)和芯片帶來(lái)巨大需求。
全屋智能
PLC 全網(wǎng)智能系統擁有安裝簡(jiǎn)單、即插即用、穩定不掉線(xiàn)、有電即可控、低延時(shí)、響應快、復用電源線(xiàn)、可節省布線(xiàn)成本 30%- 50%等諸多優(yōu)勢。2022年，華為全屋智能、AO.SMITH AI-LINK均采用以PLC技術(shù)為主的全屋智能設備互聯(lián)的通信技術(shù)，其他企業(yè)生態(tài)系統也在加速導入PLC，以PLC 通信技術(shù)為家居全屋智能的主要連接技術(shù)態(tài)勢正在形成。
充電基礎設施
當前，隨著(zhù)我國新能源汽車(chē)經(jīng)濟的發(fā)展，充電基礎設施建設在政策方面的支持力度進(jìn)一步加大。截至2023 年 6 月底，我國累計建成各類(lèi)充電樁 665.2萬(wàn)臺，同比增長(cháng)69.8%；今年上半年全國新建充電樁 144.2萬(wàn)臺，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量為374.萬(wàn)輛，增量車(chē)樁比為 2.6：1，較 1：1 的理想車(chē)樁比仍有提升空間。據工信部發(fā)布的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃（2021-2035）》顯示，預計到 2030 年我國新能源汽車(chē)保有量將達6420萬(wàn)輛。目前市場(chǎng)上很多充電樁安裝在無(wú)線(xiàn)信號較弱的地下室，其他通信方式存在成本高、信號不 穩定的情況，而 PLC 通信技術(shù)應用以電力線(xiàn)傳輸，具備無(wú)布線(xiàn)成本、通信穩定可靠的優(yōu)點(diǎn)。
參考資料：
1.普華有策.電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展概況及細分市場(chǎng)分析、發(fā)展機遇挑戰、市場(chǎng)規模
2.集微網(wǎng).電力物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)訂單充足 力合微前三季度凈利潤預增超55.65%
3.華為.PLC-IOT產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)
4.2023力合微半年度報告、2023東軟載波半年度報告
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