2022年智能电网行业深度研究.docx
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1、2022年智能电网行业深度研究1. 智能电网政策机遇:国家打造新型电力系统,智能电网迎发展机遇1.1. 国家打造以新能源为主体的新型电力系统,加快电网、 特高压建设中国能源结构加速演变,向清洁化、电气化、智能化、集成化等方向 转型。以清洁能源为主导转变能源生产方式,以电为中心转变能源消 费方式,以大电网互联转变能源配置方式,构建清洁低碳、安全高效 的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能 源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系 统。到 2030 年,中国风电、太阳能发电总装机容量将达到 12 亿千瓦以 上。“十四五”将重点推动大容量、高效率、低成本清洁
2、能源开发,推 动特高压技术、长距离大容量海底电缆技术、先进储能技术等研发和 应用,加速大电网运行控制与信息技术耦合,提升电网信息化水平。 国家打造以新能源为主体的新型电力系统,推送电网发展提速。“以新 能源为主体”的特征在于新能源将占据主导地位,成为主要的能源形 式;“新型电力系统”的特征包含数字化、多能协同互补、源网荷储互 动、用能需求智控等特点。新型电力系统是在坚强智能电网的基础上 通过广泛互联互通,推动电网向能源互联网演进,通过现代数字技术 与传统电力技术的深度融合,提高电力系统发输变配等各领域、各环 节整体智能化、互动化水平。虚拟电厂、抽水蓄能电站、多种形式的 新型储能、电力辅助服务等
3、将让电力调度和源网荷储互动更加灵活智 能,安全智能可控的技术手段成为交流电网与直流电网、电网和电源 协调发展关键保障。受能源资源禀赋影响,我国能源生产消费逆向分布特征明显,国家要 求加大能源输送能力,加快电网、特高压建设。我国中东部地区能源 消费量占全国比重超70%,生产量占比不足30%,重要能源基地主要分 布在西部地区。长期以来,形成了“西电东送、北煤南运、西气东输” 的能源流向格局。国家要求完善华北、华东、华中区域内特高压交流 网架结构,为特高压直流送入电力提供支撑,建设川渝特高压主网架, 完善主网架。 8月 24日国常会部署稳经济一揽子接续政策措施,加力巩固经济恢复 发展基础。(1)在
4、3000亿元政策性开发性金融工具已落到项目基础上, 再增加 3000 亿元以上额度。依法用好 5000 多亿元专项债地方结存限额, 10 月底前发行完毕。持续释放贷款市场报价利率改革和传导效应,降 低企业融资和个人消费信贷成本。(2)核准开工一批条件成熟的基础设 施等项目。(3)允许地方“一城一策”灵活运用信贷等政策,合理支持 刚性和改善性住房需求。(4)支持中央发电企业等发行 2000 亿元能源保 供特别债。(5)中央推动、地方负责抓落实。各部门要迅即出台政策细 则,各地要出台配套政策。(6)8 月 31 日国常会要求接续政策细则 9 月 上旬应出尽出,要继续争分夺秒抓落实。8月 29日工信
5、部等五部门联合印发加快电力装备绿色低碳创新发展 行动计划。面向电网高比例可再生能源、高比例电力电子装备“双高” 特性,以及夏、冬季双负荷高峰的需求特点,加快发展特高压输变电、 柔性直流输电装备。瞄准安全灵活、绿色低碳的输电网技术装备,持 续开展不同电压等级、不同开断容量的发电机断路器及高电压等级真 空开关设备的研制,加快大功率电力电子器件、天然酯(植物)绝缘 油变压器等研发突破。依托智能配电网、主动配电网建设,加快电网 之间柔性可控互联,积极发展以消纳新能源为主的智能微电网。 2022年 7月发改委、住建部印发“十四五”全国城市基础设施建设规 划,其中提到,开展城市韧性电网和智慧电网建设。结合
6、城市更新、 新能源汽车充电设施建设,开展城市配电网扩容和升级改造,推进城 市电力电缆通道建设和具备条件地区架空线入地,实现设备状态环境 全面监控、故障主动研判自愈,提高电网韧性。建设以城市为单元的 应急备用和调峰电源。推进分布式可再生能源和建筑一体化利用,有 序推进主动配电网、微电网、交直流混合电网应用,提高分布式电源 与配电网协调能力。2022年 3月发改委、能源局印发“十四五”现代能源体系规划,以 电网为基础平台,增强电力系统资源优化配置能力,提升电网智能化 水平,推动电网主动适应大规模集中式新能源和量大面广的分布式能 源发展。2)加大力度规划建设以大型风光电基地为基础、以其周边清洁 高效
7、先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为 载体的新能源供给消纳体系。3)建设智能高效的调度运行体系,探索电 力、热力、天然气等多种能源联合调度机制,促进协调运行。4)积极推 动源网荷储一体化发展。5)完善华北、华东、华中区域内特高压交流网 架结构,为特高压直流送入电力提供支撑,建设川渝特高压主网架, 完善主网架。今年入夏以来全国各省市电网负荷持续创新高,电力供应形势严峻, 催化电网投资。8月17日,中国气象局国家气候中心发布数据显示当前 我国高温热浪事件的综合强度,已达 1961 年有完整气象记录以来最强。 全国气象观测站监测到 35以上的站点已经达到了 1680 个,37以上
8、 的站点是 1426 个,仅次于 2017 年。高温 40以上的覆盖范围历史最 大,达 136.5 万平方公里,远超 2013 年的 77.6 万平方公里和 2017年的 99.3 万平方公里。由于高温,四川、河北、山东、浙江等省市电网用电 负荷均创历史新高,电力供应紧张。四川、重庆实施限电,通过暂停 工业用电企业生产或错峰用电来应对高温挑战。 下半年全社会用电量持续增长,全国电力供需总体紧平衡、部分有缺 口。中国电力企业联合会发布2022 年上半年全国电力供需形势分析 预测报告预计,下半年全社会用电量将同比增长 7.0%左右。下半年 迎峰度夏、度冬期间,全国电力供需总体紧平衡、局部有缺口、供
9、应 有保障。预计全国最高用电负荷将超过 12.5 亿千瓦,在持续大范围高 温的情况下,可能达到 13 亿千瓦左右,同比增加约 1 亿千瓦。华东、 华中、南方等区域部分省份在用电高峰时段电力供需偏紧。在电煤供 应有保障的情况下,不会重现去年 9月份、10月份全国大面积电力供应 紧张的情况。电规总院中国电力发展报告 2022指出,未来三年, 电力需求仍保持刚性增长,电力供需总体趋紧,加之不稳定电源装机 比重持续增加、支撑性电源建设面临诸多约束、电网形态日趋复杂, 保障电力供应安全成为首要任务。国家能源局提前谋划“十四五”中后期电力保供措施,按照“适度超 前”原则做好“十四五”电力规划中期评估调整工
10、作,确保“十四五” 末全国及重点地区电力供需平衡。其具体措施包括,逐省督促加快支 撑性电源核准、加快开工、加快建设、尽早投运,加快发展风电光伏 等新能源,推动金沙江上中游、澜沧江上游、黄河上游等河段水电项 目开工,推动前期工作较为充分的核电项目及跨省区输电通道项目等 尽快核准开工建设。1.2. 我国智能电网行业进入快速发展通道,配电、用电为重 要投资环节智能电网指的是传统电网与现代传感测量技术、通信技术、计算机技 术、控制技术、新材料技术高度融合而形成的新一代电力系统,它能 够实现对电力系统的全方位监控和信息、电能的智能化统一管理,它 是现代电网朝着更清洁、更安全方向的全面升级,是一种能够接纳
11、更 多可再生能源和分布式能源,能提高能源使用效率,并且保证安全稳 定运行,以及满足未来用户侧更多高级应用的理想电力网络。 智能电网是一个完整的信息架构和基础设施体系,可以对电力系统的 生产、输送、运营、市场和消费等环节进行持续监测,并对有关信息 进行统计分析和优化,进而提高电网的安全水平、提升电网企业的管 理水平和服务水平。1)发展智能电网,有利于进一步提高电网接纳和 优化配置多种能源的能力,实现能源生产和消费的综合调配;有利于 推动清洁能源、分布式能源的科学利用,从而全面构建安全、高效、 清洁的现代能源保障体系;有利于支撑新型工业化和新型城镇化建设, 提高民生服务水平;有利于带动上下游产业转
12、型升级,实现我国能源 科技和装备水平的全面提升。2)智能电网产业链依次分为发电、输电、 变电、配电、用电、调度等六个环节,智能电网相对于传统电网的区 别在于在各个环节上都有着不同的变化和技术创新。智能电网发展比较成熟的欧美国家注重在配网、用电环节进行重点投 入,发展中国家则需要结合电网的大规模建设、升级和改造工作,全 方位推进智能电网的建设。对于已经顺利大规模部署智能电网的美国 和欧洲来说,智能电网的优势集中体现在降低能源需求量、节省抄表 成本和提高电网可靠性等方面,因此发达国家智能电网的发展特点是 在现有网架的基础上,在配网、用电等特定环节上进行重点投入。对 于亚非拉美等地区的发展中国家市场
13、来说,智能电网的优势则更多地 体现在减少窃电行为,提高供电稳定性,满足社会用电需求,推动社 会和经济发展以及其它一些特定领域的发展。因此,发展中国家智能 电网的发展特点是结合电网的大规模建设、升级和改造工作,全方位 推进智能电网的建设。 2009年国家电网首次公布了中国智能电网计划,我国智能电网行业 进入快速发展通道。2009-2010年是智能电网发展规划阶段,制定技术 和管理标准,开展关键技术研发和设备研制,开展各环节的试点。 2011-2015 年加快特高压电网和城乡配电,初步形成智能电网运行控制 和互动服务体系。2016-2020 年基本建成智能电网,使电网的资源配置 能力、安全水平、运
14、行效率,以及电网与电源、用户之间的互动性显 著提高。2021年后,根据“十四五”规划,电力能源发展方向向新能源、 清洁能源转型。1.3. 十四五国电、南网投资规模约 3 万亿(较十三五提升 13%),智能电网为投资重点我国电网投资 2006年至今经历了两轮上升,近年来维持每年约5000亿 元投资规模。1)第一次增长在 2006 年至 2009 年,全国电网投资完成 额从 2106 亿元增长到 3898 亿元,2009 年同增 35%。第二次增长在 20132016 年,从 3856 亿元增长到 5431 亿元,2016 年较 2013 年增长 了 41%。2018 年后,电网投资规模略有下降。
15、但维持每年约 5000 亿元 的投资强度。2022H1 电网投资完成额为 1905 亿元,同比增长 10%。2) 从国家电网利润总额看,近年有所下降,2021 年恢复增长,22Q1 同增 31%。2012 年国家电网智能电网建设全面加快,风电并网容量 5676 千 瓦,利润总额达到历史最高 1090亿元。2013 年至 2017年国家电网利润总额总体呈上升趋势,2018 年至 2020 年逐年下降,2020 年利润总额 591 亿元同降 23%。2022Q1 实现利润总额 221 亿元,同比增加 31%。电网投资占比 2018年达到高峰,近年逐渐下降但保持在45%以上。“八 五”、“九五”和“
16、十五”期间,我国电网投资占电力投资的比重分别 为 14%、37%和 30%,远低于发达国家电网投资占比50%以上的平均水 平。2010 年至 2018年,电网投资占比逐步上升,从 2010 年的46%上升 到 2018 年的 66%。2019 年后呈下降趋势,但电网投资比重保持在 45% 以上。2022H1 电网投资 1905 亿元,占电力投资的 47%。电网投资创历史新高,预计下半年投资增速。今年1至7月,国家电网 在建项目总投资 8832亿元,在建的特高压工程 11项,线路全长 6828公 里,工程总投资 900 亿元。其中,福州厦门、驻马店武汉特高压交 流工程正在紧锣密鼓建设当中。白鹤滩
17、江苏特高压直流工程竣工投 产,打通西电东送的战略大动脉。下半年将开工建设新一批特高压工 程,总投资超 1500 亿元,进一步发挥电网投资拉动作用,计划开工建 设金上湖北、陇东山东、宁夏湖南、哈密重庆直流以及武汉 南昌、张北胜利、川渝、黄石交流“四交四直”八大特高压工程。 预计,今年国家电网在建和新开工项目总投资达到 1.3 万亿元,创历史 新高。9月 2日,国家电网有限公司华东地区电力保供工作座谈会召开。指出 各单位要坚决扛牢电力保供首要责任,再接再厉、奋发有为,全力做 好电力保供各项工作。要进一步增强供电能力。按照“常规电源保供 应、新能源调结构”的思路,推动优化电源结构,形成电源结构多元
18、发展、多能互补。严肃调度纪律,充分挖掘各类电源发电能力,增强 系统调节能力。要进一步加强电网建设。坚持全网“一盘棋”,科学安 排运行方式,充分发挥大电网资源配置平台作用,加大余缺互济力度, 最大限度保障电力电量平衡。强化精准投资,持续提高投入产出效益。 要进一步加强负荷管理。坚持需求响应优先、有序用电保底、节约用 电助力,做好削峰填谷,深入挖掘各类可调节负荷资源,引导社会高 效用能、绿色用能、节约用能。强化政企协同联动、源网荷储发力、 各方齐心合力,确保电力供应平稳有序。要进一步推动节能提效。坚 持节能提效要助力,推动低碳节能生产和改造,聚焦工业、交通、建 筑和居民生活等重点领域,稳妥有序实施
19、电能替代,开展智慧用能、 能效管理服务。强化宣传引导,推动形成绿色生产生活方式。2. 智能电网产业链:以数字化、智能化带动能源结构转型升级,包含特高压/智能运维/微电网等子 行业2.1. 智能电网产业链概况:输配电规模占比缓慢上升,用电 环节和调度环节将成为智能电网发展重点智能电网产业链共涉及发电、变电、输电、配电、用电及调度六个大 环节。其中,发电环节主要包括了传统能源发电与新能源发电。而中 游则为智能电网的各个环节,主要有智能变电、智能输电和智能配电; 下游则是电能的终端用户的用电环节,主要分为工业用电、居民用电 以及各种类型的商业用电;通过电网智能调度监测电网状态,保证电 力系统运作稳定
20、。用电、调度环节占比增加,输配电市场占比缓慢上升。根据赛迪顾问, 随着电网智能化进程不断向电力需求侧推进,用电环节和调度环节将 成为智能电网未来发展的重点,市场占比持续增加。2021 年,用电环 节和调度环节在智能电网中占比达到 51.5%。相比之下,电力供给侧在 智能化先期建设初步完成的背景下,市场空间被逐渐压缩,发展速度 趋缓。变电环节市场占比呈现逐年下降趋势,输电、配电环节受分布 式能源部署向下游电力需求侧靠近的影响,市场占比保持平稳缓慢上 升趋势。2.2. 上游发电:发电环节清洁能源占比提升,风电/光伏等新 能源应用带来智能电网发展需求国家大力鼓励和支持发展可再生能源、清洁能源发电。截
21、至2022H1, 我国发电总装机量已经达到 2441GW,电网规模的不断提升,推动储能 技术的应用,增强储能调峰的灵活性和经济性,提升能源利用效率, 鼓励开展分布式及微电网储能,加快开展规模化储能,促进可再生能 源电力的大规模转化、网络化存储和多形态消纳。我国清洁能源发电 量占比不断走高,促进风电、光伏等新能源应用,加快分布式能源管 理等关键技术研发,促使智能电网电源侧在中国迅速发展。智能电网产业链上游主要是各类发电能源,可分为传统能源和新能源 两大类。其中传统能源包括火电、水电。新能源包括风电、核电、光 伏等。国家加大力度规划建设以大型风光电基地为基础、以其周边清 洁高效先进节能的煤电为支撑
22、、以稳定安全可靠的特高压输变电线路 为载体的新能源供给消纳体系。2.3. 中游输变配电:推广智能巡检系统和机器人应用,实现 特高压输电技术突破突破特高压输电技术,加大智能巡检系统推广应用。特高压输电是电 力“高速公路”,在大范围的能源优化配置中发挥了主导作用。在电力巡 检场景中,由于传统人工作业普遍存在安全风险高、效率低下等缺点, 巡检机器人可对电力主干网及周边情况、电力支路及设备运行情况进 行监看排查。中国能建、永福股份等公司积极拓展特高压业务。亿嘉和健全巡检类产品,提供整体解决方案,主要有操作类、巡检类、消 防类机器人。智能机器人巡检和智能辅助系统助力智能变电市场规模增长。智能变 电环节的
23、智能化体现在借助各类新型技术如机器人巡检等优化提升远 距离输电效率。电力机器人属于检测技术与机器人技术相融合的新型 监测设备,可以实现对变电站、开闭所等场所内的电力设备进行带电 监测。许继电器的变电站智能辅助系统包括变电站设备在线监测、安 防等监控子系统,实现设备状态和运行环境的全面感知和智能巡视。 申昊科技室外轮式巡检机器人 SHIR-3000主要应用于变电站等室外场景。2.4. 下游用电及调度:用电环节智能终端和智能电表推动电 网信息化,智能调度系统提供分析、辅助决策智能电网产业链下游为终端用户用电环节。主要分为工业用电、商业 用电和居民用电。随着社会经济发展,全社会用电量大幅增长。202
24、1 年我国全社会用电量 8.3 万亿千瓦时,同比增长 10.7%,其中工业/城乡 居民用电量 5.5/1.2 万亿千瓦时。电网智能调度提供分析、辅助决策等,是电网运行的中枢。智能调度 通过智能化的手段为调度中心各种数据流和业务需求提供全维度精益 化的服务,提供智能化分析、预警、辅助决策和控制。恒华科技、金 现代等公司紧抓新型电力系统建设契机,稳步提升电网数字化转型业 务,瞄准电力体制改革打通的新赛道,研发建设管理、运维等系统, 同时提供调度自动化软件,开拓智慧电网市场。3. 子行业:特高压/智能运维/微电网产业链、竞争格局与发展趋势3.1. 特高压:新能源电场分布带来特高压需求,2022 年国
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