新型电力系统系列之一：迎接分布式新能源消纳的投资机遇-广发证券.pdf

识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 / 25 [Table_Page] 深度分析 |电力设备 证券研究报告 [Table_Title] 新型电力系统系列之一 迎接 分布式新能源消纳 的投资机遇 [Table_Summary] 核心观点 ：  分布式发电成为新能源发展的重要形式 ，未来仍有很大发展空间 。 我 国分布式光伏累积装机 107.5GW（ 21 年底） ， 占 光伏累计并网容量 的 35.1%； 近年来分布式发展提速， 21 年 在 光伏 新增 并网容量中占比 达 53.4%。 受益于整县光伏等政策推动， 户用光伏在分布式光伏中占比快 速提升 （ 20/21 年 分别达 64.7%/73.8%） ， 是 分布式装机增长的最大支 撑。 综合国内主流研究机构预测结果， 未来我国分布式光伏仍有 至少 7.5 倍增长空间 ， 农村住房屋顶 开发潜力 占比约 一半。 长期来看，发展 分布式新能源对于提升中东部地区供电自给率、减少电能远距离传输 、 抑制电价上涨具有重要意义，持续积极推进其发展乃是大势所趋。  分布式新能源 消纳压力初现 。 新能源消纳主要受并网约束和调节约束 影响。集中式新能源同时受到并网约束和调节约束影响； 分布式新能 源 所受调节约束更少，但是在并网环节 受到配电网的较多约束。目前 分布式新能源带来的消纳压力已逐渐显现， 根据全国新能源消纳监测 预警中心披露数据， 19-22Q1 年分布式光伏装机大省 山东 、 河北 光伏 消纳率 下降 5pct/1.5pct， 呈 趋势性下降 态势 。  配网全面改造升级迫在眉睫 。 整县 分布式光伏开发建设主要存在六方 面问题：反送电时配电设备和线路过载、电压越限、谐波问题、存在 电网（作业）安全隐患、继电保护整定困难、缺乏监测控制手段。 分 布式新能源在我国中东部地区仍有很大增长空间，为适应分布式新能 源高比例接入，亟需对配电网开展系统性改造升级： （ 1）提升分布式 新能源的可观可测可调可控水平；（ 2）提升配电变压器容量和线路载 流能力；（ 3）抑制分布式新能源造成的电压波动；（ 4）抑制分布式新 能源对配电网电能质量影响；（ 5）提升配电网控制水平和自愈能力。  投资建议。 配电网改造 关注 6 条主线： （ 1） 提升分布式新能源可观可 测可控水平，建议关注 国网信通、许继电气、威胜信息、良信股份、 国能日新 。（ 2）中压配电网有望逐渐采用有载调压变压器或使用电路 调压器，建议关注变压器分接 开关 龙头 华明装备 。（ 3）提升配电网控 制水平和自愈能力，建议关注继电保护龙头 国电南瑞、许继电气 ，以 及一二次融合智能柱上开关龙头 宏力达 。（ 4）提升配电网电能质量， 建议关注 SVG 设备制造商 新风光、思源电气 。（ 5）强化分布式新能源 并网管理，对逆变器提出更高要求，建议关注 德业股份、锦浪科技、 禾迈股份、昱能科技 。（ 6）分布式新能源有望逐渐配置储能，建议关 注 永福股份、 派能科技、鹏辉能源 。  风险提示。 分布式新能源建设 减速； 分布式新能源并网方式改变；中 东部地区大型电力用户向三北和西部 大规模转移 ； 配 网发展方式改变 。 [Table_Grade] 行业评级 买入 前次评级 买入 报告日期 2022-06-23 [Table_PicQuote] 相对市场表现 [Table_Author] 分析师： 陈子坤 SAC 执证号： S0260513080001 010-59136690 chenzikun@gf.com.cn 分析师： 纪成炜 SAC 执证号： S0260518060001 SFC CE No. BOI548 021-38003594 jichengwei@gf.com.cn 请注意，陈子坤并非香港证券及期货事务监察委员会的注 册持牌人，不可在香港从事受监管活动。 [Table_DocReport] 相关研究： [Table_Contacts] 联系人： 陈昕 010-59136699 gfchenxin@gf.com.cn -26% -12% 2% 17% 31% 45% 06/21 08/21 10/21 12/21 02/22 04/22 电力设备 沪深 300 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 [Table_impcom] 重点公司估值和财务分析表 股票简称 股票代码 货币 最新 最近 评级 合理价值 EPS(元 ) PE(x) EV/EBITDA(x) ROE(%) 收盘价 报告日期 （元 /股） 2022E 2023E 2022E 2023E 2022E 2023E 2022E 2023E 德业股份 605117.SH CNY 252.70 2022/04/21 买入 243.91 5.42 7.53 46.62 33.56 55.44 40.25 27.30 28.50 锦浪科技 300763.SZ CNY 197.80 2022/04/26 买入 186.40 3.39 4.81 58.35 41.12 70.56 51.77 27.20 27.80 国电南瑞 600406.SH CNY 26.46 2021/11/04 买入 43.56 1.24 1.37 21.34 19.31 19.75 18.11 15.50 15.10 华明装备 002270.SZ CNY 8.72 2022/06/22 买入 10.14 0.34 0.41 25.65 21.27 15.92 13.38 8.30 9.20 数据来源： Wind、广发证券发展研究中心 备注 ：表中估值指标按照最新收盘价计算 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 目录索引 一、分布式发电成为新能源发展的重要形式 . 5 二、分布式新能源大量接入对电网运行带来明 显压力 . 8 （一）新能源消纳的影响因素 8 （二）从调节约束看，集中式新能源受到的影响更大 . 10 （三）从并网约束看，分布式新能源面临的约束更多 . 12 （四）分布式新能源带来的消纳压力已逐渐显现 13 三、适应分布式新能源发展需要配电网全面改 造升级 . 15 （一）提升分布式新能源的可观可测可调可控水平 16 （二）提升配电变压器容量和线路载流能力 . 19 （三）抑制分布式新能源造成的电压波动 20 （四）抑制分布式新能源对配电网电能质量影响 21 （五）提升配电网控制水平和自愈能力 22 四、配电网改造升级的投资机会 . 22 五、风险提示 . 23 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 图表索引 图 1： 分布式 天然气多联供 5 图 2： 分布式 新能源 . 5 图 3：截至 2021 年底各省光伏累计并网容量及占比 5 图 4： 2021 年 各省 光伏新增并网容量及占比 5 图 5：户用 光伏累计并网容量及占比 6 图 6：户用光伏 新增 并网容量及占比 6 图 7： 不同 情景下 2050 年 我国电源装机 结构预测 7 图 8：我国五年 年均 新增装机容量预测（万千瓦） . 7 图 9：国网经营区中东部省份分布式光伏技术可开发潜力 7 图 10：新能源消纳与所受约束示意图 9 图 11：集中 式新能源消纳所受并网约束和调节约束 . 11 图 12：负荷曲线 、新能源出力曲线与净负荷曲线 11 图 13：分布 式新能源消纳所受并网约束和调节约束 . 12 图 14： 山东光伏逐月消纳率 13 图 15： 山东光伏逐月累计消纳率 . 13 图 16： 河北光伏逐月消纳率 14 图 17： 河北光伏逐月累计消纳率 . 14 图 18：户用光伏 30kW 以下全额上网典型设计 . 16 图 19：户用光伏 30kW 以下自发自用、余电上网典型设计 16 图 20：户用光伏 30kW 以上全额上网典型设计 . 16 图 21：户用光伏 30kW 以下自发自用、余电上网典型设计 16 图 22：光伏采集通信组网的四种方式 18 图 23：分布式光伏即时控制方式 . 19 图 24：分布式光伏柔性控制方式 . 19 图 25：农村户用光伏反送电示意图 20 图 26：线路潮流与电压变化的关系 21 图 27：农村 配电网 电压受分布式新能源影响 . 21 表 1：关于我国分布式光伏装机容量的预测 . 6 表 2：集中式与分布式新能源消纳的影响因素对比分析 . 10 表 3：分布式光伏并网电压等级 . 12 表 4：分布式新能源主要发展地区的光伏发电量和装机占比 13 表 5： 山东省近期对分布式新能源并网和运行提出更高要求 14 表 6：整县光伏开发建设相关问题 15 表 7：光伏电站与分布式光伏通信要求 17 表 8：山东电网要求加强全电压等级分布式光伏可调可控 17 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 一、 分布式发电成为新能源发展的重要形式 分布式电源 是利用分散的能源 资源， 通过小型发电机组， 就近满足用户 电力需 求的发电方式。相较 于传统的 “ 集中 式 发电 +大规模 远距离输电”模式，分布式电 源更靠近用户 ，布置更为灵活 ， 在效率、经济性、可靠性等方面具有一定优势 。 分 布式电源从 20 世纪 70 年代逐渐发展起来，起初主要以提高能源利用效率为目标， 重点发展分布式天然气多联供（供电、供热、供冷）。近年来随着新能源技术的发 展， 分布式新能源逐渐成为发展重点。 图 1： 分布式 天然气多联供 图 2： 分布式 新能源 数据来源： 中新广州知识城 ， 广发证券发展研究中心 数据来源： 欧陆电气， 广发证券发展研究中心 我国分布式光伏近年来加速发展， 在 光伏累计并网容量中占比超过 1/3， 在 2021 年新增光伏并网容量中占比超过 1/2。 根据国家能源局披露数据， 从累计并网 容量看， 截至 2021 年底我国光伏 累计并网 容量达到 30599 万千瓦，其中分布式光 伏 10751 万千瓦，占比 35.1%。 山东、浙江、河北、江苏、河南 分布式光伏并网容 量最 多 ，分别为 2334、 1265、 1262、 975、 930 万千瓦，合计 6766 万千瓦，占全 国分布式光伏并网容量的 62.9%。 从新增并网容量看， 2021 年全国新增光伏并网 容量 5488 万千瓦，其中分布式光伏 2928 万千瓦，占比 53.4%。 山东、河北、河 南、安徽、浙江 分布式光伏新增并网容量最多，分别为 867、 517、 359、 216、 198 万千瓦，合计 2156 万千瓦，占全国分布式光伏新增并网容量的 73.6%。 图 3： 截至 2021年底 各省 光伏累计并网容量及占比 图 4： 2021 年 各省 光伏新增 并网容量及占比 数据来源： 国家能源局， 广发证券发展研究中心 数据来源： 国家能源局， 广发证券发展研究中心 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 受益于整县光伏等政策 推进，我国户用光伏在分布式光伏中占比快速提升，成 为近两年分布式装机规模快速增长的最大支撑。 截至 2021 年底，户用光伏累计并 网容量 4160 万千瓦，占分布式光伏并网总量的 38.7%。 2020、 2021 年分别新增 1010、 2160 万千瓦，在分布式光伏新增装机中占比达到 64.7%、 73.8%。分省来 看，根据 北极星太阳能光伏网 统计数据， 2021 年 山东、河北、河南 户用光伏新增 规模分别达到 763、 534、 343万千瓦， 分别 占当年全国新增户用光伏容量的 35.3%、 20.1%、 15.9%。 图 5： 户用 光伏累计并网容量及占比 图 6： 户用光伏 新增 并网容量及占比 数据来源： 北极星太阳能光伏网， wind， 广发证券发展研究中心 数据来源： 北极星太阳能光伏网， wind， 广发证券发展研究中心 未来我国分布式光伏仍有很大 增长空间。 国内主要研究机构 对于未来我国分布 式光伏的装机规模进行了预测分析，其结果存在一定差异，预测范围为 9.2-30 亿千 瓦。 2021 年底我国分布式光伏累计 并网 容量 1.08 亿千瓦，与上述预测结果相比， 仍有 至少 7.5 倍 增长空间。 表 1： 关于我国分布式光伏装机容量的预测 预测机构 预测装机规模 国网 能源研究院  2025 年我国分布式光伏技术可开发潜力为 14.9 亿千瓦 ，其中主要是农村、城镇住房屋顶光伏和工矿厂房，合计 13.3 亿千瓦， 占技术可开发总潜力的 89%。国网经营区中东部地区的技术可开发潜力为 8.7 亿千瓦，约占全国的 58%，将成为未来发展的 重点地区。开发潜力最大的省是河南、山东和江苏，均超过 1 亿千瓦，主因数量庞大的农村屋顶。 清华大学  2050 年碳中和情境下，预测我国光伏装机达到 35.8 亿千瓦 ，其中分布式光伏装机容量将达到 9.2 亿千瓦 。 发改委能源研究所  在低于 2℃ 温升情境下， 2050 年中国光伏装机将达到 50 亿千瓦 ，分布式将成为光伏发展的主要模式，预计将达到 30 亿千瓦 。 数据来源： 国网能源研究院 ， 清华大学，发改委能源研究所， 广发证券发展研究中心 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 图 7： 不同 情景下 2050年 我国电源装机 结构预测 图 8： 我国五年 年均 新增装机容量预测（万千瓦） 数据来源： 清华大学 ， 广发证券发展研究中心 注： BAU 为无减排目标情景， NDC 为国家自主贡献情景， GM2.0 为全球温升不高于 2℃ 情景， CN2050 为 2050 年碳中和情景 数据来源： 发改委能源研究所 ， 广发证券发展研究中心 分布式光伏在农村屋顶开发潜力最大。 根据国网 能源研究院测算， 2025 年我 国分布式光伏技术可开发潜力为 14.9 亿千瓦，其中主要是农村、城镇住房屋顶光 伏和工矿厂房，合计 13.3 亿千瓦，占到技术可开发总潜力的 89%。 农村住房屋顶 的开发潜力约占总开发潜力的一半。分省来看， 河南、山东、江苏 开发潜力最大 ， 均超过 1 亿千瓦，主要原因 也 在于数量庞大的农村屋顶。 图 9： 国网经营区中东部省份分布式光伏技术可开发潜力 数据来源： 国网能源院 ，广发证券发展研究中心 当前分散式风电项目较少，国家亦积极推进其发展。 今年 6 月 ， 国家发展改革 委、国家能源局印发的《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》 提出： 加 大力度支 持农民利用自有建筑屋顶建设户用光伏，积极推进乡村分散式风电开发； 在具备条件的工业企业、工业园区，加快发展分布式光伏、分散式风电等新能源项 目 。 长期来看， 发展 分布式新能源 对于提升中东部地区供电自给率、减少电能远距 离传输 从而 抑制电价上涨具有重要意义，持续积极 推进 其发展乃是大势所趋 。 我国 分布式新能源 装机 主要位于中东部地区。 发展分布式新能源 ， 一是 有助于提高中东 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 部地区的本地发电量，降低外受电比例，提升供电安全水平； 二是 有助于减少电力 的大规模、远距离传输，不仅能够缓解输电走廊日益紧缺的压力，而且能够减少输 配电费用并在一定程度上 减缓 终端电价上涨。 二 、 分布式新能源大量接入对电网运行带来明显压力 电力系统运行过程中需要保持供需实时平衡 、频率和电压稳 定，而新能源发电 出力具有随机性、波动性、间歇性特征，因而新能源能够 发出 的 电量不一定 都 能够 被终端用户消费。当无法 满足电力系统运行条件时，只能限制新能源发电出力，产 生弃电量。故 消纳问题愈发成为新能源能否高质量发展的关键因素。 （一） 新能源消纳的 影响因素 新能源发电设备发出电能后，一是需要并入电网（离网运行的除外），二是需 要满足 电力系统实时 平衡 的运行要求 ，才能被用户所消费。因此， 实现新能源消纳 需要 重点 考虑两方面因素，并网约束和调节约束。 并网约束 可进一步细分为接网约束和外送约束。 接网 约束 是指 新能源电站 /分布 式新能源发电设备接入既有电网的过程中所受到的约束 ，如集中式新能源需要新建 接网工程，分布式新能源需要考虑配电网承载力等 。 外送约束 是指新能源发电量无 法在本地完全消纳，需要外送至其他地区消纳时所受到的约束 ，包括是否有外送通 道、外送通道容量是否充足、外送通道建设是否与新能源建设相匹配等 。 调节约束 ： 为了 满足电力系统实时平衡的运行要求， 在新能源发电过程中， 系 统中的灵活性资源（ 能够灵活调节 的火电、抽水蓄能、电化学储能、需求侧响应等） 需要响应新能源出力的变化，进行调峰调频 等 操作 。 当电力系统中灵活性资源不足 时，将出现弃风弃光现象，并且会制约新增装机并网。调节约束即是指灵活性资源 是否充足 的 约束。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 9 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 图 10： 新能源消纳与所受约束示意图 数据来源： 国网能源研究院 ， CNKI， 广发证券发展研究中心 注：图中 以集中式 新能源 电站 为例进行示意 。 若为分布式 新能源 ， 根据 并入配电网 的方式不同， 可能无需汇集 升压 变压器 基于对集中式和分布式新能源运行特点的分析，我们认为 ： （ 1） 集中式新能源同时受到并网约束和调节约束影响 ：从并网约束看， 集中 式新能源 电站 需要新建 接网 工程 ，并且要 具备外送通道 ； 从调节约束看， 集中式新 能源 并入电网的电压等级高，安全稳定 要求 更严格，需要大量灵活性资源支撑 。 （ 2） 分布式新能源 所受 调节约束更少，但是在并网环节仍受到配电网的较多 约束 ：从并网约束看， 分布式 新能源 能够实现自发自用和就近消纳， 不用大量新建 输电线路，较集中式新能源更具优势，但在其接入的配电网层面仍然存在着变电容 量、电压等约束 ； 从调节约束看， 分布式 新能源发电出力曲线与用电负荷曲线在部 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 10 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 分时段具有匹配性， 相较于集中式新能源，分布式新能源能够降低对电力系统灵活 性资源的需求。 因此 ，总体而言， 分布式新能源较集中式新能源好消纳，但是配电网对分布式 新能源并网的诸多约束不容忽视。 表 2： 集中式与分布式新能源消纳的影响因素对比分析 分类 并网约束 调节约束 集中式 新能源  存在接网 约束 ： 集中式新能源 电站 一般并入高压配电网（ 35kV / 110kV） 或 输电网 （ 220kV / 330kV）。电压等级越高，电网 越坚强。因而集中式新能源电站 除了要 新建接网工程 外，其他 限制因素（如变电容量不足、电压越限等）相对较少。  外送约束为主： 集中式新能源 电站装机容量大，一般较难以本 地消纳，需要通过特高压等输电工程进行外送。而 外送工程能 否实施 （可能受到土地资源等限制） 、建设速度是否与集中式 新能源电站 建设 相匹配 将 成为关键影响因素。  存在 大量调节 需求 ： 新能源 发电出力具有 波动性，而电力系统 运行要求实时平衡，因此需要 调用 电力系统中的灵活性资源 （ 能够灵活调节的火电 、 抽水蓄能 、电化学储能、需求侧响应） 才能实现新能源的消纳。 集中式新能源发电量大，无法就地消 费，需要通过高电压等级电网进行大规模远距离传输，而电 网电压等级越高，对安全稳定要求越 严格 ，因而集中式新能 源的消纳需要大量灵活性资源支撑。 分布式 新能源  接网 约束较多： 分布式新能源一般接入低压配电网（ 220V / 380V） 或 中压配电网（ 6kV / 10kV / 20kV）。电压等级较低， 容易 受到变电容量不足、电压越限等约束。  外送约束 较少 ： 分布式新能源多自发自用，余电上网部分一般 也能够就近消纳，无需电量大规模远距离外送。  同样 面临 调节约束： 分布式新能源 仍需要与大电网相连（离网 运行的除外）， 虽然其发电量能够实现部分 /全部自发自用， 但会导致 净负荷曲线波动加大 （负荷曲线与分布式新能源出力 曲线的差值），大电网仍然需要调用灵活性资源，以满足净负 荷曲线的波动要求。  调节需求较集中式新能源少 ：新能源发电出力曲线与用电负 荷曲线在部分 时段 具有匹配性， 因此相较于集中式新能源， 分 布式新能源能够降低 对 电力系统灵活性资源的需求。 数据来源：广发证券发展研究中心 （ 二 ）从调节约束看，集中式 新能源 受到的影响更大 集中式新能源 ：电源距 负荷 较远，通常需要通过 特高压直流 进行外送，而目前 采用的特高压常规直流技术 要求 运行过程中 功率流尽量平稳， 使得送 端和受 端均需 要进行调峰调频， 成为 影响 消纳的主要因素。 在送端地区， 由于 新能源出力波动， 而特高压直流要求输电功率流尽可能平稳，因此需要调用大量电力系统灵活性资源， 与新能源打捆，确保功率流 较为 平稳后，方能上送特高压直流通道。 在受端地区， 由于 负荷曲线在不同地区、不同季节、不同日期（工作日和节假日）均存在明显差 异，而特高压直流的功率流（一般日内仅 设置 2、 3 档传输功率水平 ）难以跟随负 荷曲线变化，因此在受端地区亦需要调用大量电力系统灵活性资源，填补负荷曲线 与外受电曲线间的差值。 未来有望逐渐采用柔性直流输电技术，其功率流可以 在较 大范围内 进行调整 ， 能够减少集中式新能源的调节需求。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 11 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 图 11： 集中 式新能源消纳所受并网约束和调节约束 数据来源： CNKI， 广发证券发展研究中心 分布式新能源：电源 与 负荷 相 伴 ， 冲抵部分用电需求， 电力系统中的 灵活性资 源响应净负荷曲线变化即可实现供需平衡。 从电网视角看用电负荷，当无分布式新 能源时，电网供电需要满足的是真实负荷曲线，当有分布式新能源时，电网供电需 要满足的是净负荷曲线（真实负荷曲线与新能源出力曲线的差值）。电力系统中的 灵活性资源追踪净负荷曲线变化， 据此供电 即可实现电力供需平衡。 从分布式新能 源自身影响来看： 从物理运行角度（非电费结算角度）而言 ，分布式新能源发电量 优先自发自用。当分布式光伏装机较少时，净负荷曲线有可能较负荷曲线波动降低， 减少调峰需求；而随着装机增长，净负荷曲线波动又会加大，调峰需求增加 （参见 美国加州净负荷“鸭型曲线”的变化趋势） 。 对比集中 式新能源来看： 分布式新能 源只需要进行 1 次调峰调频 （响应净负荷曲线变化，进行调节） ，而集中式新能源 需要 2 次调峰调频（送端 和 受端各 1 次）。 分布式新能源 需要的灵活性资源 小于集 中式新能源 。 图 12：负荷曲线 、新能源出力曲线与净负荷曲线 数据来源： 国家发改委 ， CNKI， California ISO， 广发证券发展研究中心 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 12 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 图 13： 分布 式新能源消纳所受并网约束和调节约束 数据来源：广发证券发展研究中心 综上，集中式新能源往往需要通过特高压直流进行外送，此时送端和受端地区 均进行调峰调频，而分布式新能源与负荷相 伴 ，仅需要灵活性资源响应净负荷曲线 的变化。因此 从调节约束看， 分布式新能源所受约束更少，消纳潜力大于 集中式新 能源。 （ 三 ）从并网约束看，分布式新能源面临的约束更多 集中式新能源：首先需要新建接网工程， 并入高压配电网（ 35kV / 110kV） 或 输电网（ 220kV / 330kV） 。 然后考虑外送， 如果存量外送通道有富余容量，则可 以利用其外送；如果没有富余容量，则新建外送通道。总体而言，由于集中式新能 源接入 电网的 电压等级高， 而 高电压等级电网更加坚强，所以其并网 解决方案较为 简单 。 分布式新能源： 分布式新能源主要 进行本地 /就近消纳，因此 不需要建设外送通 道 。从并网环节看，装机容量较小时，可直接并入用电户电网；当装机容量较大时， 可以通过专线汇流，通过专用变压器升压并入 10kV 电网。分布式新能源接入电网 的电压等级低，电网较为薄弱，经常出现变电容量不足、电压不稳定等问题。因此， 随着分布式新能源渗透率的提升，其面临的并网约束会越来越多，亟需提升分布式 新能源的并网要求并 对配电网进行系统性改造。 表 3： 分布式光伏并网电压等级 电源 总容量范围 并网电压等级 8kW 及以下 220V 8kW – 400kW 380V 400kW – 6MW 10kV 数据来源： 配电网规划设计技术导则 ， 广发证券发展研究中心 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 13 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 （ 四 ）分布式新能源带来的消纳压力已逐渐显现 截至 2021 年底，山东、河北 、河南、江苏、浙江、安徽六 省光伏 累计装机容 量在国内位于最前列，并且分布式光伏装机占比较高。其中 山东、河北 两省 最具代 表性 。 表 4： 分布式新能源主要发展地区 的光伏发电量和装机占比 省份 全社会 用电量 （亿千瓦时） 光伏发电 量 （亿千瓦时） 光伏发电量在 用电量中占比 总装机容量 （万千瓦） 光伏 其中：分布式光伏 装机容量 （万千瓦） 在总装机中 占比 装机容量 （万千瓦） 在光伏装 机中占比 在总装机 中占比 山东 7383 310 4.2% 17334 3343 19.3% 2334 69.8% 13.5% 河北 4294 279 6.5% 11078 2921 26.4% 1263 43.2% 11.4% 河南 3647 136 3.7% 11114 1556 14.0% 930 59.8% 8.4% 江苏 7101 195 2.7% 15420 1916 12.4% 975 50.9% 6.3% 浙江 5514 155 2.8% 10857 1842 17.0% 1265 68.7% 11.7% 安徽 2715 155 5.7% 8466 1707 20.2% 760 44.5% 9.0% 数据来源： 国家能源局， wind， 广发证券发展研究中心 注：数据截至 2021 年底 山东、河北两省光伏消纳率下滑明显。 根据全国新能源消纳监测预警中心披露 信息 ， 从逐月累计数据看，山东、河北一季度消纳率均出现趋势性下滑 。 2019-2022 四年间，山东由 99.6%下降至 95.6%，下降 4pct；河北由 97.5%下降至 96.0%， 下降 1.5pct。比较 2021、 2022 年 一季度消纳率 ，山东、河北分别 同比 下降 2.0pct、 0.8pct。 2021、 2022 年光伏新增装机明显高于 2019、 2020 年， 消纳率 下降趋势更 加明显 。 从逐月数据看， 在节假日等用电负荷低谷时期消纳压力 已经 很大 。 2022 年春节假期为 1 月 31 日至 2 月 6 日 ， 2 月用电量较低 ， 山东、河北 2 月光伏消纳 率分别为 92.5%、 94.0%，远低于全年平均水平，甚至 已 低于 95%， 显示出 用电负 荷低谷 时期 消纳压力明显 。 图 14： 山东光伏逐月消纳率 图 15： 山东光伏逐月累计消纳率 数据来源： 全国新能源消纳监测预警中心 ， 广发证券发展研究中 心 注：分省月度数据自 2021 年 5 月起披露 数据来源： 全国新能源消纳监测预警中心 ， 广发证券发展研究中 心 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 14 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 图 16： 河北光伏逐月消纳率 图 17： 河北光伏逐月累计消纳率 数据来源： 全国新能源消纳监测预警中心 ， 广发证券发展研究中 心 注：分省月度数据自 2021 年 5 月起披露 数据来源： 全国新能源消纳监测预警中心 ， 广发证券发展研究中 心 山东省近期密集出台政策， 对分布式新能源并网和运行提出更高要求。 一是 要 求 分布式新能源 参与电力市场， 与集中式新能源场站同等参与市场偏差费用分摊 ； 二是 部分地市因变压器过载等原因，暂停分布式项目接入或要求配置足量储能 ； 三 是 要求加快推进全电压等级分布式光伏“可观可测可调可控” 。 如前所述， 分布式 新能源消纳同时受到并网约束和调节约束，上述三方面政策要求的核心 就是解 决 分 布式新能源的 并网 和调节 问题。 表 5： 山东省近期对分布式新能源并网和运行提出更高要求 政策 文件 总体要求 2021 年 11 月， 《枣 庄市分布式光伏建 设规范（试行）》  分布式光伏接入前应取得电网的消纳意见和支持性文件，不应超出电网设备承载能力，保障电网安全稳定运行  原则上 整县各类光伏总计开发规模不应超过本区域全年最大用电负荷 60%，避免向 220 千伏及以上电网反送电  综合考虑开发规模、负荷特性、光伏利用率等因素， 按照装机容量 15%-30%（根据发展阶段适时调整）、时长 2-4 小时配置 储能设施 ，或者租赁同等容量的共享储能设施 2022 年 4 月， 高密 市密水街道处《关 于做好保电网保民 生安全用电的通 知》  密水街道 分布式光伏发展迅速，部分输变电及配电变压器因分布式光伏大量 接入导致出现重过载，影响电网安全稳定运行 ， 影响居民生产生活用电安全  根据《山东省能源局关于切实做好分布式光伏并网运行工作的通知》（鲁监能安全规〔 2021〕 94 号）和《分布式电源接入电 网承载力评估导则》等相关政策要求，“电网负备用不足或其他原因需要调峰时，保证分布式光伏按照电力调度机构指令有 序上网消纳”、“ 在电网承载力未得到有效改善前，暂停新增分布式电源项目接入 ”， 对发、用电进行管控 ，做好电网安全 保障工作，维护正常供用电秩序，确保电网安全、可靠、稳定运行，确保不出现变压器或供电线路故障停电事件 《关于进一步 加强 全电压等级分布式 光伏可调可控工作 的通知》  以年内实现“ 全量精准可控、部分精准可调 ”为目标，提升单户遥控成功率、缩短批量执行响应时间、健全 AGC 控制功能  380V / 220V 并网分布式光伏： 依 托用采系统将低压分布式光伏运行信息实时上传至调度自动化系统，满足数据采集监测需 求，推动终端侧具备接收并执行调度机构调节控制指令功能，逐步纳入 AGC 闭环控制，实现发电功率平滑调节  10V 并网分布式光伏： 通过调度数据网、 5G 虚拟专网等技术手段实现全部 10 千伏并网分布式光伏接入地区调度自动化系统， 部署 AGC 功能实现功率平滑调节控制  确保自 4 月 1 日以后新并网项目投运即具备可调可控功能。 2022 年 6 月， 《关 于 2022 年山东省 电力现货市场结算  结合我省新能源快速发展情况及运行特性按照 “ 谁受益、谁承担 ” 的公平原则， 逐步将分布式新能源纳入市场主体范围，与 集中式新能源场站同等参与市场偏差费用分摊 （包括机组启动费用、特殊机组补偿费用、调频服务费用和优发优购曲线匹配 偏差费用） 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 15 / 25 [Table_PageText] 深度分析 |电力设备 试运行工作有关事 项的补充通知（征 求意见稿）》  2022 年 7 月份起， 将省内 10 千伏及以上电压等级并网的非户用 分散式风电、分布式光伏（不含扶贫项目）纳入市场偏差费 用分摊范围  2023 年 1 月份起， 省内全部非户用分散式风电、分布式光伏（不含扶贫项目），新建并网的户用分布式（不含扶贫项目）纳 入市场偏差费用分摊范围 数据来源： 光伏资讯 ， 山东省电力公司， 山东省发改委， 广发证券发展研究中心 三 、 适应分布式新能源发展需要配电网全面改造升级 分布式新能源大规模 接入， 使得 配电 系统由原来的 放射状无源网络变为有源网 络，电网的物理特性将发生很大变化。 特别是 2021 年 我国 积极推进 整县（市、区） 屋顶分布式光伏开发试点 以来，农村户用光伏 快速增加。由于 农村电网较城市电网 更为薄弱，因此户用光伏对配电网带来的影响比工商业光伏更大 。 根据 中国电机工程学会农村电气化专业委员会 分析， 整县屋顶分布式光伏开发 建设主要 存在六方面问题 ： 反送电时配电设备和线路过载 、 电压质量 问题、 谐波问 题 、 “孤岛”运行带来电网（作业）安全隐患 、 继电保护整定困难 、 缺乏监测控制 手段 。 考虑到分布式新能源在我国中东部地区仍有很大增长空间 ， 为 适应 分布式 新 能源 高比例 接入， 亟需对 配电网 （特别是农村配电网） 开展 系统性改造升级。 表 6： 整县光伏开发建设相关问题 问题类型 主要表现 反送电时 配电设备 和线路过载问题  当大量分布式光伏发电接入后，如果本地用电量较低无法消纳光伏发电量，将产生大量的返送电量。此时，电网设备会出现 电力倒送电现象， 倒 送功率较大时导致配电设备和线路过载。 电压质量问题  在日间日照较好的情况下 ，光伏发电功率较大，与此同时用电负荷较轻，产生电力倒送会导致 配电网过电压 。 随着日落光伏 发电功率逐渐下降 ，此时农村用户负载却又上升，导致 部分用户又出现低电压问题 。目前， 农村电网的配电变压器基本上不 具备自动调压能力，难以应对光伏发电对负荷侧电压波动的影响。  部分光伏发电使用的 逆变器存在质量不稳定现象 ，长期运行后，技术指标下降，会严重影响电能质量，导致 局部电压波动 。 谐波 问题  分布式光伏高比例接入时，由于逆变器等电力电子元件大规模接入电网，加上有些逆变器质量不佳，导致 电网谐波污染并严 重超标 。  电网谐波的危害是多方面的，会导致电网损耗增大、继电保护误动作、仪表测量不准确、线路过热、电磁谐振、干扰通信、 绝缘老化加速、电网设备和用电设备损坏等 。 “孤岛”运行带来 电网 （ 作业 ） 安全 隐患 