数字电网：数字赋能，电网添翼-光大证券.pdf

证券研究报告 数字电网：数字赋能，电网添翼 ——数字电网系列研究二 2022年12月14日 分析师：殷中枢 执业证书编号：S0930518040004 联系人：刘满君 请务必参阅正文之后的重要声明 核心观点 从调控角度：随着电力系统规模和复杂程度的提升，对源网荷储可靠连接与有效 互动提出了更高要求，“大云物移智链”等数字技术快速发展，使得电源、电网 和负荷进行统一在线协同控制成为可能。以需求侧资源利用为基础，以源网荷储 协同互动服务平台为纽带，以市场化交易机制为动力，赋能新型电力系统构建。 从信创角度：能源和数字融合技术将在新型电力系统中发挥越来越重要的作用， 智能传感、边缘计算、智能量测、储能系统集成、智慧用能、可调节负荷互动响 应终端、能源路由器等关键技术高度依赖芯片与信息系统建设，通过国产化替代 保证核心技术的自主安全可控。 投资方面：资源接入、信息聚合、能源调控、业务应用多环节受益，建议关注： （1）实体电网和数字系统融合，终端感知与计量环节；（2）控制系统与信息系 统并举，自动化与工控；（3）数字赋能与管理优化并进，虚拟电厂、调度控制、 电力交易平台建设。 1 风险提示：政策变化风险、电力市场建设不及预期。 请务必参阅正文之后的重要声明 目 录 历史进程：电改背景与数字转型 数字电网：研究框架与涉及领域 投资建议：数字电网标的全梳理 2 风险分析 请务必参阅正文之后的重要声明 3 电改：具有鲜明的时代特征，未来或聚焦能源安全与双碳 资料来源：国务院、发改委 第一阶段 (1978-1986 年) •解决电力供应严重短缺问题 •推行“集资办电”，解决电力建设资金不足问题。对集资新建的电力项目按还本付息的原则核定电价水平，打破了单一的电价模式，培 育了按照市场规律定价的机制。 第二阶段 (1987-2002 年) •解决政企合一问题 •提出“政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电”的20字方针和“因地因网制宜”的电力改革与发展方针。将电力联合公司改组为电 力集团公司，组建了华北、东北、华东、华中、西北五大电力集团。1997年1月16日，中国国家电力公司成立，随后原电力工业部撤销。 第三阶段 (2002-2014 年) •厂网分开与电力市场化初步发育阶段 •2002年，中共中央国务院下发《电力体制改革方案》（5号文），提出了“厂网分开、主辅分离、输配分开、竞价上网”的16字方针并规划了改革路 径。 打破垄断，引入竞争，提高效率，降低成本，健全电价机制，优化资源配置，促进电力发展，推进全国联网，构建政府监督下的政企分开、公平 竞争、开放有序、健康发展的电力市场体系。 第四阶段 (2015年至今) •市场化步伐加快 •2015年，中共中央国务院下发《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（9号文），确定了“三放开、一独立、三强化”的改革基本路径以及 “放开两头、管住中间”的体制框架。中国经济已经步入新常态，结构正在转型升级，电力体制改革必须要与其他领域改革一起不断推进和深化，新 一轮电改搭建起来了市场化改革的架构，为未来打下基础。 在历史各时期，我国电力行业发展都面临不同的问题，电力体制改革的目的也各异。大致可以分成四个阶段：（1）集资办电，解决电力 供应问题；（2）政企分开，解决政企合一问题；（3）厂网分开，打破垄断；（4）放开两端，推进电力市场化。在新形势下，我国将聚 焦能源安全与双碳，不断深化改革，解决新能源的时空错配问题与电价的资源配置问题。 图1：我国电力体制改革主要发展阶段 请务必参阅正文之后的重要声明 4 电网趋势：数字技术赋能能源革命，数字电网是重点 资料来源：南方电网，《数字电网白皮书（2020年）》 电网是我国的核心资产，在保证电力供应安全起到了举足轻重的作用。电网的发展也伴随着科学技术的发展与进步，随着现代信息技术 和能源技术的深度融合，能源转型的数字化、智能化特征进一步凸显，以适应新能源大规模高比例并网和消纳要求、支撑分布式能源、 储能、电动汽车等交互式、移动式设施广泛接入。数字技术赋能后的电网，可有效的促进源网荷储协调互动，持续提高能源供给清洁化、 终端消费电气化、系统运转高效化水平。 图2：电网发展与科技进步的关系 请务必参阅正文之后的重要声明 5 电网趋势：数字技术赋能能源革命，数字电网是重点 传统电力系统（发电机主导） 高惯量、强阻尼 源随荷动 新型电力系统（变流器主导） 低惯量、弱阻尼 源荷互动 资料来源：中国西电，《构网型高压直挂大容量储能并网技术》，光大证券研究所整理 图3：新型电力系统的特征 以数字化支撑源网荷储协同互动为核心和基础，以需求侧资源利用为基础，以源网荷储协同互动服务平台为纽带，以市场化交易机 制为动力，赋能新型电力系统构建。随着电力系统“双高”、“双峰”特征凸显，面对加速推进能源清洁转型的强烈信号，以及新 能源大规模高比例并网、分布式电源和微电网接入等多重挑战，需要充分运用数字化、信息化手段来推动源网荷储协调发展。 请务必参阅正文之后的重要声明 6 数字电网：新型电力系统为什么需要数字技术 新型电力系统特点 新型电力系统的变化 新型电力系统为什么需要数字技术 清洁低碳 形成清洁主导、电为中心的能源供应和 消费体系，生产侧实现多元化清洁化低 碳化、消费侧实现高效化减量化电气化 电源结构 电源结构有可控连续出力的煤电装机主 导，向强不确定性、弱可控处理的新能 源发电装机占主导转变 环节更多 需要融合全量数据 新型电力系统源网荷储各环节紧密衔接、协调互动，海量 对象广泛接入、密集交互，打破了传统电网业务依赖分环 节、分条块数据应用的边界，需要统筹汇聚、应用全网采 集控制数据，应对新能源处理不确定带来的平衡难题 安全可控 新能源具备主动支撑能力，分布式、微 电网可观可测可控，大电网规模合理、 结构坚强，构建安全防御体系，增强体 统韧性、弹性和自愈能力 负荷特性 复合特性有传统的刚性、纯消费型，向柔性、生产与消费兼顾型转变 范围更广 需要统筹采控装置 新能源广泛接入是新型电力系统涉及的采集控制对象规模 更大，且逐步向配电侧和用户侧延伸和下沉，大量对象单 点容量低、位置分散，需要统筹采集控制装置的管理，优 化配置策略，提升采集的控制有效性 灵活高效 发电侧、负荷侧调节能力强，电网侧资 源配置能力强，实现各类能源互通互济、 灵活转换，提升整理效率 电网形态 电网形态由单向逐级输电为主的传统电 网，向包括交直流混联大电网、微电网、 局部直流电网和可调节负荷的能源互联 网转变 随机性更高 需要强化控制手段 新型电力系统的电源侧和负荷侧均呈现强随机性，需要统 筹优化拓展现有控制方式，应用多种控制策略、控制渠道， 建立灵活、可靠、经济的控制手段 智能友好 高度数字化、智慧化、网络化，实现对 海量分散发供用对象的智能协调控制， 实现源网荷储各要素友好协同 技术基础 技术基础有同步发电机为主导的机械电 磁系统，向由电力电子设备和同步机共 同主导的混合系统转变 时效性更强 需要保障实时交互 新型电力系统业务的开展，建立在源网荷储全环节海量数 据实时汇聚和高腰处理的基础上，对数据采集、传输、储 存、应用提出了更高的时效性要求，需要统筹提升感知采 集频率以及计算算力、网络通道和安全防护，共同提供支 撑 开放互动 适应各类新技术、新设备以及多元负荷 大规模接入，与电力市场紧密融合，各 类市场主题广泛参与、充分竞争、主动 相应、双向互动 运行特性 运行特性由源随荷动的实时平衡模式、 大电网一体化控制模式，向源网荷储协 同互动的非完全实时平衡模式、大电网 与微电网协同控制模式转变 服务更多元 需要实现电碳并重 新型电力系统的采集控制，在支撑电力系统安全稳定运行 的同时，也要服务国家双碳目标的逻辑，需要统筹电、碳 数据采集和相关应用需求，支撑碳监测、碳核查和碳交易 等应用 新型电力系统具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、互动开放等基本特征 新型电力系统的变化：随着双碳加速推进，能源生产加速清洁化、能源消费高度电气化、能源配置日趋平台化、能源利用日益高效化 新型电力系统为什么需要数字技术：需要融合全量数据、需要统筹采控装置、需要强化控制手段、需要保障实时交互、需要实现电碳并重 资料来源：国家电网，《新型电力系统数字技术支撑体系白皮书》 表1：新型电力系统变化及对数字电网需求 请务必参阅正文之后的重要声明 7 国网：数字化探索多年，引领我国各时期电网发展 智能电网：以坚强智能电网以坚强网架为基 础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为 手段，实现“电力流、信息流、业务流”的 高度一体化融合，实现坚强可靠、经济高效、 清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。 通过建设坚强智能电网，提高电网大范围优 化配置资源能力，实现电力远距离、大规模 输送。 2009 能源互联网：中国倡议探讨构建全球能源互联网， 推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求 综合运用先进的电力电子技术, 信息技术和智能 管理技术, 将大量由分布式能量采集装置, 分布 式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力 网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起 来, 以实现能量双向流动的能量对等交换与共享 网络。 2016 泛在电力物联网：充分应用“大云物移智链”等 现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各 个环节万物互联、人机交互，大力提升数据自动 采集、自动获取、灵活应用能力，对内实现“数 据一个源、电网一张图、业务一条线”，对外广 泛连接内外部、上下游资源和需求，打造能源互 联网生态圈，适应社会形态、打造行业生态、培 育新兴业态，支撑“三型两网”世界一流能源互 联网企业建设。 2019 新型电力系统：以新能源为主体的新型电力系统承载 着能源转型的历史使命，是清洁低碳、安全高效能源 体系的重要组成部分，是以新能源为供给主体、以确 保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电 力需求为首要目标。以坚强智能电网为枢纽平台，以 源网荷储互动与多能互补为支撑，具有清洁低碳、安 全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的 电力系统。 2021 国网：从2009年构建坚强的智慧电网，解决经济发展电力大规模输送问题；到2016年的能源互联网，对现代能源体系与信息技术进行深入融 合，推动产业转型；再到2019年的泛在电力物联网和2021年新型电力系统，以顺应数字经济和“双碳” 的发展趋势。 2020年，国网在数字新基建领域投入247亿元； 2021年12月13日，国网发布的“数字新基建”十大重点建设任务：主要用来部署电网数字化 平台：能源大数据中心、电力大数据应用、电力物联网、能源工业云网、智慧能源综合服务、能源互联网5G应用、电力人工智能应用、能源 区块链应用、电力北斗应用。 资料来源：国家电网 图4：国家电网数字化探索 请务必参阅正文之后的重要声明 8 国网：新型电力系统数字技术支撑体系 资料来源：国家电网，《新型电力系统数字技术支撑体系白皮书》 国网：2022年7月23日，国家电网有限公司在第五届数字中国建设峰会上发布《新型电力系统数字技术支撑体系白皮书》，从背景意义、目 标原则和体系框架全面阐述了新型电力系统技术支撑体系，展示了以数字技术支撑新型电力系统建设的路径方案。 图5：国家电网新型电力系统数字技术支撑体系 请务必参阅正文之后的重要声明 南网：2019年首次将数字化转型提升到战略高度 • 成立全球首家数字电网研究院 • 发布云大物移智专项规划 • 南网云上线 2019.6-7 发布《第四次工业革命对电 网转型影响》报告 2018.12 2019.5 《公司数字化转型和数字南网 建设行动方案（2019年版）》 2019.9 人工智能平台上线 2019.4 孟振平董事长发表《把握第四次工业革命的 历史机遇以数字化推进电网企业战略转型》 署名文章，正式拉开了数字南网建设序幕 2019.1 孟振平董事长在南方电网公司工作会议室第一次 把数字化转型升级到公司战略高度，将数字化转 型作为支撑公司“三商”转型的重要战略路径 • 互联网平台上线 • 旁站式数据中心升级为底座式数据中心 • 客户服务平台上线 2019.12 2020年中 孟振平董事长在公司工作座谈会上提出 技术驱动、业务需求驱动的“双驱动” 构想 南网“智瞰”、“智搜”上线 2020.12 • 2021年7月，发布《南方电网公司数字化 转型和数字电网建设促进“三商”转型行 动方案》 • 2021年11月，参加“首届数字政府建设 峰会成果展”，充分展示以数字电网助力 数字政府建设相关成果 2021.7-11 2021.1 启动数字化转型和数字电网建设 促进三商转型研究 2020.11 发布《数字电网白皮书》 2021.4-5 “数字中国”峰会 数字电网推动构建 新型电力系统专家 研讨会 2021.6 南方电网公司电网（资产域）管理平台上线。围 绕资产全生命周期管理理念，新一代电网管理平 台在功能上实现了“业务全覆盖、流程全贯通、 数据全共享”三大突破 《公司数字化转型和数字电网建设 促进管理及业务变革行动方案 （2020年版）》 2020.10 2020.8 运营管理平台上线 南网：走在数字电网变革前列。2019年南网首次将数字化转型提高到战略高度，同年，全面建成基于云数一体的数字化基础平台，成立 全球首家数字电网研究院。2020年深化平台应用推动业务变革；2021年数字电网建设促进三商转型。 资料来源：南方电网，《数字电网实践白皮书》 图6：南方电网数字化探索 请务必参阅正文之后的重要声明 10 资料来源：南方电网，《数字电网实践白皮书》 南网：数字化转型思路与“4321”实施方案 图7：南网数字化转型思路 南网数字化转型思路：基于云平台的互联网、人工智能、大数据、物联网等新技术，实施“4321”建设方案。 建设四大业务平台：即电网管理平台、客户服务平台、调度运行平台、企业级运营管控平台；建设三大基础平台：即南网云平台、电网数 字化平台、物联网平台；实现两个对接：即对接国家工业互联网、对接粤港澳大湾区利益相关方；建设完善一个中心：即公司统一的数据 中心。 请务必参阅正文之后的重要声明 目 录 历史进程：电改背景与数字转型 数字电网：研究框架与涉及领域 投资建议：数字电网标的全梳理 11 风险分析 请务必参阅正文之后的重要声明 12 实体电网和数字系统融合：数字系统计算推演、最小精准采集；利好——电表、传感器、通讯设备、边缘计算建设 控制系统与信息系统并举：控制系统采用工控技术路线，信息系统应用“云大物移智链”等数字化技术；利好——工控设 备，数字技术软硬件 数字赋能与管理优化并进：数字技术在源网荷储协同互动、电力交易、清洁能源消纳应用，对管理模式进行升级调整， 提升协同合作、资源配置、运营服务和监控分析等能力；利好——虚拟电厂、云平台建设、电力调度及消纳建设、电力交 易平台建设 电碳并重：电力系统碳监测、碳计量、碳交易；利好——碳监测设备与服务、碳交易平台建设 数字技术 连接 算力 数据 智能 数字电网 优化采集感知 加强共建共享 加强数据管理 提升业务质效 技术支撑 实体电网和数 字系统融合 控制系统与信 息系统并举 数字赋能与管 理优化并进 电碳并重 数字电网：数字技术支撑与投资利好方向概览 资料来源：国家电网，《新型电力系统数字技术支撑体系白皮书》 图8：数字技术对数字电网的支撑 请务必参阅正文之后的重要声明 13 投资空间：数字基建占电网投资约4-5%，未来或将提升 国网：2020年数字新基建投资为247亿，数字新基建占电网总投资比重约5.4%，“十四五”电网总投资约2.23万亿元； 南网：“十四五”期间，规划电网投资约6700亿元，其中数字化规划超260亿元，占比约3.9%。 需要指出的是，数字经济的要求是随经济形势而变，“双碳”任务的阶段性矛盾点亦是随发展不断调整的，当前比历史 上任何一个时期对经济转型的要求都更迫切。 图10：电力数字化升级改造及电力数字化服务 资料来源：国家电网、南方电网，光大证券研究所整理；单位：亿元 资料来源：亿欧智库；单位：亿元 图9：国家电网及南方电网历史投资 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 电力数字化服务 电力数字化升级改造 3700 2470 2750 3150 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2016 2017 2018 2019 2020 2021 国网投资 南网投资 数字化基础设施 业务应用 调度控制 电力交易 营销 基建管理 设备管理 数据中台 5G通信 北斗导航 人工智能 区块链 云平台 物联网 共性能力建设 狭 义 数 字 化 投 资 广 义 数 字 化 投 资 请务必参阅正文之后的重要声明 2025年、2030年辅助服务费用将达到1371.0亿元/年、1906.2亿元/ 年。 调频、备用的比例与各省的电源结构、负荷特性、区域联络水平有关，一般新 能源发电量占比越高，调频服务需求越大；新能源装机占比越高，备用服务需 求越大。我们假设2025年、2030年辅助服务费用占全社会电费的2.5%和 3.0%，其中调频、备用占全社会电费的比例为2.0%和2.5%，平均销售电价取 600元/MWh，调频与备用的比重分别参考2018年南方区域、东北区域的1:4和 1:5，预测2025年、2030年调频费用分别为219.4亿元/年、264.8亿元/年，备用 费用分别为877.4亿元/年、1323.8亿元/年。 表2：辅助服务费用预测（2025年、2030年） 资料来源：Wind，光大证券研究所，《深化电力市场改革，破解能源不可能三角——新型电力系统深度研究二（2022/06/16）》 14 服务空间：从辅助服务市场看电网服务市场空间 资料来源：Wind，光大证券研究所预测；单位：亿元 图12：辅助服务费用（调频+备用）预测 资料来源：国家能源局、中国电力年鉴，光大证券研究所绘制；单位：万千瓦（左） 图11：各区域新能源装机与辅助服务费用占比（2018年） 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 华北 东北 西北 华东 华中 南方 占比 装机容量 风电（左） 光伏（左） 电费占比（右） 新能源装机占比 （右 ） 新能源电量占比 （右 ） 7 4 7 . 9 1 3 7 1 . 0 1 9 0 6 . 2 2 4 9 . 3 2 1 9 . 4 2 6 4 . 8 4 9 8 . 6 8 7 7 . 4 1 3 2 3 . 8 0 500 1 , 0 0 0 1 , 5 0 0 2 , 0 0 0 2 , 5 0 0 2021 2025E 2030E 辅助服务费用 调频费用 备用费用 2020 2021 2025E 2030E 全社会用电量（万亿千瓦时） 7.51 8.31 9.14 10.59 最大负荷(亿千瓦） 12.3 13.92 16.4 19.8 新能源装机占比 24.1% 26.7% 37.8% 46.1% 新能源发电量占比 9.5% 11.7% 21.3% 27.5% 全社会电费（万亿元） 4.51 4.99 5.48 6.35 辅助服务费用占比 0.8% 1.5% 2.5% 3.0% 辅助服务费用（亿元/年） 360.5 747.9 1371.0 1906.2 请务必参阅正文之后的重要声明 15 应用场景：从源网荷储电力系统到电力系统数字孪生体 资料来源：华为、安永，《电力数字化2030》 图13：数字电力系统应用场景 根据华为、安永发布的《电力数字化报告》：在电力供给侧、电网侧、需求侧的“源网荷”电力系统中，详细梳理了如何通过数字化边端、泛 在通讯网、算力和存储、算法及应用等数字化使能技术的24个应用场景。这些场景可以总结为：发电侧数字化、输变电数字化、配网数字 化、电力调度、综合用能管理、碳管理6大领域。 请务必参阅正文之后的重要声明 16 数字技术：如何满足各种电力应用场景 数字化技术对应场景 发电侧数字化 输变电数字化 配网数字化 电力调度 综合用能管理 碳管理 全周期数字 孪生 远程智能 智能巡线 智能变电站 多源配网 自愈配网 智能电网 虚拟电厂 智能园区 智慧楼宇 碳交易 碳普惠 数字化边端 边缘采集 △ △ △ 控制终端 △ △ △ △ 泛在通信网 络 地面通讯 △ △ 卫星通讯 △ △ △ △ △ △ 算力和存储 云资源平台 云边端协同 △ △ △ △ 空间计算 △ △ △ △ △ △ 区块链 △ △ △ 算法和应用 人工智能 △ △ 图计算与高 级分析 △ △ △ △ △ △ △ △ △ 资料来源：华为、安永，《电力数字化2030》 ，光大证券研究所整理 表3：数字技术能力如何满足各电力应用场景 数字边缘采集、终端控制，地面通讯，云资源平台、云边端协同，人工智能，6种数字化技术应用场景最多，也最为重要。 电力调度、配网数字化、发电侧数字化，是“双碳”背景下新型电力系统里需要优先优化的问题。 请务必参阅正文之后的重要声明 17 发电侧数字化：从单一电厂提效到消纳统筹多能互补 资料来源：华为、安永， 《电力数字化2030》 资料来源：中国西电，《构网型高压直挂大容量储能并网技术》，光大证券研究所整理 图14：数字化电站规划建设、计划生产和运营维护 图15：消纳统筹多能互补 （1）电站生产、运维提效：利用新型状态监测设备、通过电站智能巡检、完善监测平台建设，实现电站统一的数据采集、分析和解决 方案制定。 （2）电站规划、建设模拟：按照电子图纸开展工程施工，采用最优方式实施建设，可缩短工期，做好各环节协同。 （3）消纳统筹、多能互补：通过电网对消纳能力及接入方案进行综合设置，指导发电资源、调节资源能够更好的进行调度，促进消纳。 请务必参阅正文之后的重要声明 18 输变电数字化：智能巡检、操作排除安全隐患 （1）输电线路智能巡视：南网全网配备8000架无人机，110kV以上线路覆盖率95%，全年机巡88.7万公里，占比约70%；全网500KV 及以上线路三维数字化通道、无人机覆盖率100%，配置2.1万套输电在线监测终端，全网500kV及以上线路外部隐患终端覆盖率100%。 （2）变电站巡视、操作、安全智能化：机器巡视为主、人工检查型巡视为辅的巡视模式、“调度监控中心替代”的远方操作模式等。 图16：输变电数字化思路 1.5 1.49 1.2 1.3 1.2 0.96 0.86 0 0.5 1 1.5 2 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 110kV 及以上输电线路跳闸率（次 /百公里 ·年） 29.6 30.5 33.6 36.1 39.3 40.1 42 .6 0 10 20 30 40 50 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 人均维护线路长度（千米） 图17：输电线路数字化后跳闸率 资料来源：南方电网，《数字电网实践白皮书》 资料来源：南方电网，《数字电网实践白皮书》 请务必参阅正文之后的重要声明 19 配电数字化：多源接入高效运营与配网自愈 利用“云大物移智链”技术，实现配电网资产管理智能化、现场作业数字化、电网运行智慧化、生产决策智慧化 （1）多源配网运营：随着高比例分布式电源和多样化负荷的接入， 城市配电网将呈现出“有源”、“多向”、“双高”的特征。未来 将继续规范接入标准、推动一二次设备融合、提升边缘计算能力、推进光纤通讯，同时结合虚拟电厂方案，推动配网侧高效运营。 （2）自愈配网调控：全面感知监测能力、提高通讯能力、提高AI解决问题能力。 （3）网荷友好互动：友好满足各类电源和用能设施接入需要，实现客户侧可调节负荷设备的即插即用，柔性联接。 资料来源：曾凯文，《虚拟电厂的电网应用场景探讨》 图18：多源配网高效运营 图19：配网数字化支持系统 资料来源：南方电网，《数字电网实践白皮书》 请务必参阅正文之后的重要声明 常规 调节 资源 常规 调节 资源 调 控 层 聚 合 层 资 源 层 电力交易市场 中调 地调 需求侧响应平台 大用户 中小型负荷聚合商 大型资源聚合商 大用户调 控支持系 统 配电自化主站 系统（市县） 商业楼宇 充电设施 光伏 储能 虚拟电厂 省地县、营配调多层级的协调调控体系 电力调度：智能电网调度与含虚拟电厂调度体系 20 资料来源：东方电子，《虚拟电厂及需求响应试点建设整体解决方案》 图20：包含虚拟电厂的调控体系 （1）智能电网调度：提升电力预测的可靠性，和调度部门的指令传达、操作链接等数字化水平，实现高效顶层电力调度。 （2）虚拟电厂：通过数字化软件聚合分散而各自独立的电源、储能、可控负荷，更精准的解决电力调度存在的问题。 请务必参阅正文之后的重要声明 电网调度系统 虚拟电厂 可调资源 三级调控架构 暂态建模 响应特性分析 精细化划分 紧急协同控制 系统架构 多维度控制策略 实施方案 实时信息交互 安全交互 VPP参与紧急控制 信息 上报 信息 上报 指令 下发 指令 下发 VPP参与电网调控 VPP资源整合优化和控制 分布式资源特征提取 调峰 发电机/储能/能 量块/多组功率曲 线 调压 无功参考值设定 戴维南等值 调频 惯量支持 一次：下垂控制 二次：功率分配 调节范围、速率提取 调节空间投影理论 调节成本提取 参数规划理论 分布式资源动 态聚合 信息整合 优化调度 中长期 日前 实时校正 + + 电力调度：包含虚拟电厂聚合商的调控体系 21 资料来源：清华大学，《虚拟电厂市场运营机制与价值分配》 图21：虚拟电厂是灵活火电、储能外最重要的调度解决方案 虚拟电厂在欧美发达国家发展已经形成一定规模，亚太地区虚拟电厂需求将进一步增长。咨询机构P&S预计，全球虚拟电厂市场将从2016年的1.92亿美元增长至 2023年的11.88亿美元，年均复合增率超30%。 据国家电网测算， 若通过建设煤电机组满足其经营区5%的峰值负荷需求（ 2020年国网区域最大负荷约8.75亿千瓦，5%即4375万千瓦），电厂及配套电网投资约 4000亿元；若建设虚拟电厂，建设、运维和激励的资金规模400亿~570亿元，折合900~1300元/千瓦。 请务必参阅正文之后的重要声明 虚拟电厂需要计量、通讯、调度三大核心技术：人工智能与大数据，实现最优调度智能调度决策是虚拟电厂的核心能力。以供定调、以价 定调。 统一终端与标准协议助力远程调度与控制对聚合的各类电源及储能设备的全面感知、精准计量和高效通信，可以为虚拟电厂运营商的智能 调度决策提供数据基础，通讯协议统一。 电力调度：虚拟电厂中的计量、通讯、调度技术  边缘计算技术：可实现数据 边缘化处理，降低VPP中心 处理节点的压力  5G通信技术：可实现高容 量、高速率的信息传输  区块链技术：可为VPP提供 公开、透明、高效、安全的 交易平台  人工智能技术：可实现负 荷及可再生能源等构成主体 和电价的精准预测 邀约型 交易型 自治型 22 资料来源：清华大学，《虚拟电厂市场运营机制与价值分配》 图22：虚拟电厂是电力系统和分布式资源之前的桥梁 请务必参阅正文之后的重要声明 23 产品类型 2021年价格 上一代价格 提升 1 A级单相费控智能电表（远程+开关内置） 255 168 52% 2 A级单相智能物联电表（远程+电能质量） 578 146 296% 3 B级三相费控智能电表（远程+开关内置） 630 440 43% 4 B级三相智能物联电表（远程+电能质量） 940 389 142% 5 C级三相智能物联电表 590 400 48% 6 D级三相智能电表 1560 1200 30% 7 能源控制器（4G/脉冲/控制/485/反窃电/GPS） 3500 940 272% 8 台区智能融合终端 4700 3500 34% 9 单相物联表选配：非介入式负荷识别模组 225 10 三相物联表选配：非介入式负荷识别模组 350 在新一轮电表招标中，为适应电力物联网的建设需求，智能电表开始普遍实行IR46新一代国际标准。相比上一代电表，除了实行“双芯” （计量芯片+管理芯片）外，还增加了远程抄表及电能质量监测等功能，单表价格普遍提升30%-50%，个别型号提升幅度接近300%。 随着数字化进程的推进，电表作为最基础的感知系统，数据加密要求越来越高，功能的也将逐步丰富，也将迎来重要的发展空间。 智能电表：提升感知和通讯能力重要基础 图23：电表与通讯设施、云端系统链接 表4：智能电表价值量提升 资料来源：炬华科技公司公告，光大证券研究所整理；单位：元/只 资料来源：炬华科技公司公告 请务必参阅正文之后的重要声明 24 （1）电力、电网体系面对较为急迫的调度、消纳、安全问题：发电预测、虚拟电厂、智能电网调度、配网运营、韧性配网 调控、电转氢储能，是未来重点，且随时新能源不断接入和数字化不断深入呈现更快速增长。 （2）智能巡检、智能变电站、智慧园区、智慧楼宇、发电设备运维、远程智能集控等已经推进一段时间。 （3）更远的未来看，V2G、智慧家庭、碳普惠等的推进，真正实现新的数字电力体系。 总结：优先调度、消纳、安全，最终形成数字电力体系 资料来源：华为、安永，《电力数字化2030》 图24：电力数字化典型场景 请务必参阅正文之后的重要声明 目 录 历史进程：电改背景与数字转型 数字电网：研究框架与涉及领域 投资建议：数字电网标的全梳理 25 风险分析 请务必参阅正文之后的重要声明 26 虚拟电厂：和储能比较看估值差异 领域 代码 公司 收盘价（元） 市值 净利润（亿元） PE CAGR(21-24 2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 储能 688248 南网科技 60.63 342 1.43 2.11 4.50 6.76 239 162 76 51 68% 688676 金盘科技 39.00 166 2.35 2.91 4.92 7.60 71 57 34 22 48% 002169 智光电气 8.48 67 3.36 -0.50 2.15 4.37 20 31 15 9% 002335 科华数据 52.09 240 4.39 4.89 6.59 8.44 55 49 36 28 24% 688663 新风光 50.37 70 1.16 1.50 2.29 3.41 61 47 31 21 43% 600379 宝光股份 12.13 40 0.51 79 300376 易事特 7.65 178 5.15 35 虚拟电厂 300513 恒实科技 12.67 40 -1.85 1.23 1.60 1.93 32 25 21 301162 国能日新 89.13 63 0.59 0.77 1.03 1.35 107 82 62 47 31% 000682 东方电子 8.87 119 3.48 4.36 5.66 7.11 34 27 21 17 27% 300682 朗新科技 27.14 288 8.47 10.64 13.76 17.82 34 21 16 28% 300286 安科瑞 30.19 65 1.70 2.04 2.77 3.66 38 23 18 29% 601778 晶科科技 5.39 156 3.61 4.06 6.39 8.02 43 38 24 19 30% 300001 特锐德 16.48 172 1.87 2.50 4.34 6.54 92 69 39 26 52% 资料来源：Wind，Wind一致性预期，股价日期：2022-12-06 表5：储能与虚拟电厂估值差异 请务必参阅正文之后的重要声明 27 领域 代码 公司 收盘价（元） 市值 净利润（亿元） PE CAGR(21-24 2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 二次设备 600406 国电南瑞 26.73 1,789 56.42 66.62 78.25 91.12 32 27 23 20 17% 000400 许继电气 21.14 213 7.24 8.84 10.92 13.68 29 24 20 16 24% 601126 四方股份 15.15 123 4.52 5.67 7.02 8.48 27 22 18 15 23% 600268 国电南自 8.63 61 2.58 - - - 24 配电数字化 688330 宏力达 69.39 69 4.13 4.71 5.75 6.54 17 15 12 11 17% 600869 远东股份 5.63 125 5.31 9.82 15.03 23.66 24 13 8 5 65% 300062 中能电气 6.44 36 0.23 159 603050 科林电气 17.68 29 0.89 32 002350 北京科锐 7.43 40 1.09 37 002339 积成电子 7.18 37 -0.45 002090 金智科技 14.13 57 1.45 39 智能电表 300360 炬华科技 15.09 76 3.18 4.41 6.03 7.62 24 17 13 10 34% 601222 林洋能源 8.92 184 9.30 8.38 11.70 14.81 20 22 16 12 17% 603556 海兴电力 18.54 91 3.14 6.00 7.07 8.66 29 15 13 10 40% 688597 煜邦电力 16.33 29 0.36 0.91 1.29 1.60 79 32 22 18 64% 300882 万胜智能 16.63 34 0.65 52 智能巡检 300853 申昊科技 24.03 35 1.80 20 688611 杭州柯林 49.63 28 1.01 1.62 2.28 2.99 28 17 12 9 44% 603666 亿嘉和 38.21 79 4.83 5.18 7.11 9.31 16 15 11 9 24% 能源综合咨询 服务 003035 南网能源 6.10 231 4.74 6.20 7.75 9.69 49 37 30 24 27% 600452 涪陵电力 14.13 129 5.05 7.06 8.12 9.44 26 18 16 14 23% 300982 苏文电能 52.38 73 3.01 3.68 4.87 6.31 24 20 15 12 28% 300712 永福股份 53.18 99 0.41 1.47 2.70 4.14 242 67 36 24 116% 二次设备、配电数字化、智能电表、智能巡检、能源综合服务 资料来源：Wind，Wind一致性预期，股价日期：2022-12-0