掘金新型電力系統(tǒng)系列報告二：電改政策驅(qū)動下的信息化投資機(jī)會

11證券研究報告公用事業(yè)&電新行業(yè)研究xujunyi＠yaoy＠wangzhiyao＠掘金新型電力系統(tǒng)系列報告二：電改政策驅(qū)動下的投資邏輯網(wǎng)形態(tài)：電網(wǎng)將由單向逐級的鏈型網(wǎng)絡(luò)向“主網(wǎng)+微網(wǎng)”、“交流以成本分?jǐn)傤悶橹鳎邚?qiáng)度相較考核類略弱；第三輪監(jiān)管周期中輸配電價整體已可看到一定上漲趨勢或上漲空間，投資建議風(fēng)險提示22 4 6 6 7 8 92.1供需錯配疊加源、荷波動性增加，電力供需平衡難度升級 92.1.1新能源供需空間錯配，特高壓建設(shè)不足問題仍嚴(yán)峻 9 3.1.1為保障并網(wǎng)穩(wěn)定性，高精度功率預(yù)測及智能并網(wǎng)技術(shù) 3.1.2功率考核趨嚴(yán)+綠電市場化，強(qiáng)化功率預(yù)測技術(shù)在電力交易 3.1.3雙細(xì)則對新能源并網(wǎng)控制提出考核，并可保障一定輔助服 3.3配用電環(huán)節(jié)：需求響應(yīng)相關(guān)技術(shù)亟 3.3.1需求響應(yīng)的落實(shí)需虛擬電廠、配電自動化以及用戶營銷管理相關(guān)技 3.3.2利好政策陸續(xù)出臺，助力虛擬電廠技術(shù)的發(fā) 3.3.3市場規(guī)則完善+市場化改革推進(jìn)是虛擬電廠技術(shù)落 3.4從政策角度看信息化技術(shù)商業(yè)模式落地：短期看好發(fā)電側(cè)，中長期看好輸配用 4、投資建議 5 6 6 6 7 733 8 9 9 9 44 55而這些都離不開電力市場中相關(guān)市場規(guī)則的完善和市場改革政策的驅(qū)動。決途徑”的思路，從發(fā)電側(cè)、輸變電&調(diào)度側(cè)、配用電側(cè)三個維度分析了新系統(tǒng)建設(shè)661.1新的電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)——能源結(jié)構(gòu)向清潔低碳、多能互補(bǔ)轉(zhuǎn)變新型電力系統(tǒng)的發(fā)電結(jié)構(gòu)需由傳統(tǒng)的以煤為主轉(zhuǎn)向低碳源為主體的新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵與展望》，在新型電力系統(tǒng)的發(fā)展路徑下我國光伏、億千瓦、26億千瓦和56億千瓦，非化石能源發(fā)電量占比分核電裝機(jī)占比%%周期的多類型儲能將協(xié)同運(yùn)行、助力能源系統(tǒng)運(yùn)行靈活性提升。77的《中國電氣化年度發(fā)展報告2022》、國家電網(wǎng)“碳達(dá)峰、碳中和”行動方案和殼來源：《殼牌能源遠(yuǎn)景：中國能源體系2060碳中和》、《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》、國家電網(wǎng)“碳達(dá)峰、碳中和”行動來源：《中國電氣化年度發(fā)展報告2022》、《中國碳中88力不足，就容易出現(xiàn)供需不平衡以致嚴(yán)重影局部傳輸出現(xiàn)問題時實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)、自主供電，電網(wǎng)供電方式壓電流高度可控的電網(wǎng)“柔性”特征。了廣泛應(yīng)用。新型電力系統(tǒng)將由直流配電網(wǎng)配合傳統(tǒng)的交流電網(wǎng)進(jìn)行深度融合，驅(qū)動電網(wǎng)“柔性”990來源：《交直流混合配電網(wǎng)多階段隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度模型》、《分布式風(fēng)電接入交直流混合配電網(wǎng)的研究》、中國能建官微、國金證券研究所2、新變化帶來的新問題：電力供需平衡難度升級，系統(tǒng)成本與風(fēng)險提升2.1供需錯配疊加源、荷波動性增加，電力供需平衡難度升級2.1.1新能源供需空間錯配，特高壓建設(shè)不足問題仍嚴(yán)峻2022年風(fēng)力發(fā)電TOP10省份發(fā)電量情況（億千2022年風(fēng)力發(fā)電TOP10省份發(fā)電量情況（億千02022年光伏發(fā)電TOP10省份發(fā)電量情況（億千瓦時）900090000核準(zhǔn)滯后等因素使電網(wǎng)工程建設(shè)進(jìn)度在一定程度有所滯后。光伏利用率僅有80%，特高壓的建設(shè)速度以及資），3322233222續(xù)走低，而三產(chǎn)和居民生活用電比例呈明顯上升趨勢，驅(qū)動負(fù)荷側(cè)峰谷差持續(xù)增加。3344555566%%77%%881111%%11%%33%%新系統(tǒng)建設(shè)帶來的新型負(fù)荷（電動車、儲能等）成為影響尖峰負(fù)電網(wǎng)日常負(fù)荷曲線重合度可高達(dá)85%，二者負(fù)荷疊加會提升0YoY-基準(zhǔn)情景-純電動乘用車（右軸）政策加碼的情況，如2035年起實(shí)施分區(qū)域、來源：新能源汽車國家監(jiān)測與管理中心、世界資源研究所《中國新能源汽車規(guī)?；茝V對電網(wǎng)的影響分析》、國金證券研究所（圖為北京、上海、深圳、南京的私家電動汽車充電開始時間日平均分布，紅色底色為日常用電負(fù)而出現(xiàn)時段性的功率變化或缺失,因此并網(wǎng)后將引起電網(wǎng)電壓及頻率的隨機(jī)擾動且可新型電力系統(tǒng)配網(wǎng)輸入側(cè)多元化將使電能質(zhì)量與電網(wǎng)穩(wěn)定性降低。隨著分布式電源、功率波動問題將更加突出，影響配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。例如，分布式能源接入配電網(wǎng)后，下降等風(fēng)險。主導(dǎo)的機(jī)電穩(wěn)態(tài)過程演變?yōu)殡娏﹄娮友b備主導(dǎo)的電磁暫態(tài)過程。會產(chǎn)生交互影響；目前新能源基地出現(xiàn)的暫態(tài)電壓支撐不足、風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)的高/低帶來了新的投資成本?，F(xiàn)階段包括調(diào)峰在內(nèi)的輔助服務(wù)成本約占全社會總電費(fèi)的1.5%；電力輔助服務(wù)成本一般可達(dá)到全社會總電費(fèi)的3%以上，且會隨著新能源發(fā)電量的提3、新問題的解決途徑："信息化技術(shù)+電改政策"雙重途徑并行3.1發(fā)電環(huán)節(jié)：提升功率預(yù)測和并網(wǎng)控制水平，技術(shù)升級+考核趨嚴(yán)+市場化缺一不可3.1.1為保障并網(wǎng)穩(wěn)定性，高精度功率預(yù)測及智能并網(wǎng)技術(shù)需求提升智能并網(wǎng)控制技術(shù)助力電網(wǎng)的“決策執(zhí)行”。在功率預(yù)測助力電網(wǎng)進(jìn)行“科學(xué)決策”控制系統(tǒng)類型根據(jù)電網(wǎng)需求的變化和電網(wǎng)調(diào)度指令、結(jié)合電站內(nèi)機(jī)組的狀態(tài)、損耗等，算法，制定優(yōu)化控制策略等，使電站滿足電無功補(bǔ)償裝置、調(diào)壓變壓器分接頭等設(shè)備的統(tǒng)通過最優(yōu)控制策略建模，高速高精度追蹤電網(wǎng)頻率，當(dāng)電發(fā)電端頻率調(diào)整的主要方法是調(diào)整發(fā)電有功功3.1.2功率考核趨嚴(yán)+綠電市場化，強(qiáng)化功率預(yù)測技術(shù)在電力交易中的重要性的短期功率預(yù)測準(zhǔn)確率將從現(xiàn)階段的80%上升至90%以上、超短期功率預(yù)測準(zhǔn)偏差計算方式與考核標(biāo)準(zhǔn)地區(qū)細(xì)則”測>95%->95%->95%->95%-地區(qū)細(xì)則”----地區(qū)細(xì)則”測地區(qū)細(xì)則”測----地區(qū)細(xì)則”測--------細(xì)則”測40%-45%-測---偏差計算方式與考核標(biāo)準(zhǔn)-），能及時完成調(diào)度下達(dá)的發(fā)電計劃指令而面臨執(zhí)行偏來源：國能日新官方號、蘭木達(dá)電力現(xiàn)貨官方號、北極星售電網(wǎng)、國金證券研究所（考慮某省新能源裝機(jī)分布較為集中的一般情況，此時單電站的出力情況與全省從中長期功率預(yù)測看，預(yù)測偏差還會對中長期交易產(chǎn)生影響。在參與日滾動交易時，只有對中長期功率的合理預(yù)測才能有效輔助電站交易人員及時通過滾動交易進(jìn)行持期預(yù)測精度已分別超過80%、90%，可基本避免偏差考核；根據(jù)其市場上測風(fēng)塔、測5086420光伏風(fēng)電平均3.1.3雙細(xì)則對新能源并網(wǎng)控制提出考核，并可保障一定輔助服務(wù)收益明確提出新能源電廠應(yīng)具備有功和無功的功率控制能力；國家能源局在最新發(fā)布的通過110(66)kV及以上電壓等級接入電網(wǎng)的新能源電場為規(guī)避考核風(fēng)險而對智能并網(wǎng)系統(tǒng)的“雙細(xì)則”合格率、響應(yīng)時調(diào)度管理、投運(yùn)“雙細(xì)則”總考核電量=調(diào)節(jié)速率考核電量+調(diào)節(jié)精度考核電量+“雙細(xì)則”AGC考核管理指標(biāo)、可用率、調(diào)“雙細(xì)則”AGC考核平均調(diào)節(jié)速度、調(diào)節(jié)精“雙細(xì)則”/30*當(dāng)月上網(wǎng)電量1%按AVC對應(yīng)機(jī)組額定容量×0.2小時“雙細(xì)則”（包括響應(yīng)時調(diào)節(jié)精度）；）；合格率大于99%，考核電量為（99%-合（96%-調(diào)節(jié)合格率）×當(dāng)月裝機(jī)容量×0.2小時補(bǔ)償機(jī)制的完善為新能源電場提供了除售電以外的盈利途徑、助力新能源提2018版西北“雙細(xì)則”2019版華北“雙細(xì)則”2020版東北“雙細(xì)則”2020版華東“雙細(xì)則”2021版華中“雙細(xì)則”制區(qū)頻率或者聯(lián)絡(luò)線偏差控制調(diào)節(jié)(ACE)的2022版南網(wǎng)“雙細(xì)則”在電網(wǎng)建設(shè)方面，需要BIM三維建模技術(shù)三維線路設(shè)計軟件、三維變電設(shè)計軟件、三位電纜設(shè)計軟件、BIM技術(shù)可用于電網(wǎng)建設(shè)工程全壽命周期中的電網(wǎng)模采集電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時信息后由信道傳輸至設(shè)置在調(diào)度中心的主站系統(tǒng),主站再根據(jù)收在電網(wǎng)運(yùn)維方面，輸變電智能運(yùn)維系統(tǒng)可助力電網(wǎng)的全息感知、降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險。對輸電線路、變電站運(yùn)行狀態(tài)的全面監(jiān)測、智能分析管理逐漸成為發(fā)展趨勢。其中，3.2.2輸配電價改革持續(xù)完善，有望利好輸電側(cè)增量成本分?jǐn)傄淮螌?shí)現(xiàn)真正按照“準(zhǔn)許成本+合理收益”直接核定，而不再采用對原有電網(wǎng)購銷價對應(yīng)用戶降價多少”的困局，為輸配電價的上漲提供了有利前提和空間。122.0%、87.4%，且各區(qū)域輸電價中容量電價也3.3配用電環(huán)節(jié)：需求響應(yīng)相關(guān)技術(shù)亟待應(yīng)用，市場機(jī)制發(fā)展助力落實(shí)“源荷互動”3.3.1需求響應(yīng)的落實(shí)需虛擬電廠、配電自動化以及用戶營銷管理相關(guān)技術(shù)助力障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)的重要技術(shù)路徑。此外，新型電力系統(tǒng)中，分布式電源、儲能系統(tǒng)、“源、網(wǎng)、荷、儲”都包含在內(nèi)，調(diào)節(jié)方式和手段更為豐富。虛擬電廠在電網(wǎng)中扮演“負(fù)荷”和“電廠”的雙重角色。虛擬電廠主要分為站控層、過程層和資源層三層結(jié)構(gòu)，各個邏輯層級在應(yīng)用功能上協(xié)調(diào)配合。從具體作用來說，納、配合系統(tǒng)填谷；另一方面，虛擬電廠也可作為特殊“電廠”參與中長期、現(xiàn)貨、邏輯層各資源在虛擬電廠系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行建模并參與優(yōu)化調(diào)度計算對資源的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集和測量，并通過通及用戶資源模型建立及運(yùn)行，基于所采集的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對資源靈活性預(yù)測、聚合與解聚的優(yōu)化計算，并下發(fā)優(yōu)化運(yùn)行結(jié)果自動功率電網(wǎng)分析應(yīng)用及與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)互連等功能，可對配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度、配網(wǎng)故障搶修、設(shè)備在線監(jiān)測、用電異常報警、線損統(tǒng)計分析控、數(shù)據(jù)分析和建模，增加支持決策的水平并實(shí)現(xiàn)智能化控制。3.3.2利好政策陸續(xù)出臺，助力虛擬電廠技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用價上行趨勢將越明顯，有望利好虛擬電廠建設(shè)所需的從國家層面政策來看，我國在2020年前對于發(fā)展步發(fā)布《電力需求側(cè)管理辦法（2023版）》，提出逐步將需求側(cè)資源以虛擬電廠等2025年各省需求響應(yīng)能力達(dá)到最大用電負(fù)荷的3%-5%，計劃2030年形成規(guī)模化的3.3.3市場規(guī)則完善+市場化改革推進(jìn)是虛擬電廠技術(shù)落實(shí)的重要途徑我國虛擬電廠目前正處于邀約型向市場型過度階段還未完全實(shí)現(xiàn)虛擬電廠對各類資源的“聚合”與“解聚”功能。金推動 度機(jī)構(gòu)發(fā)出邀約信號，虛擬電廠組織資源進(jìn)行削峰填谷等需求響應(yīng)后獲取補(bǔ)貼收益，助服務(wù)市場做出一定規(guī)定。虛擬電廠參與調(diào)峰服務(wù)相關(guān)地區(qū)政策規(guī)定場報量報價;最大調(diào)峰能力服務(wù)賣出省的服務(wù)費(fèi)用報價;實(shí)際執(zhí)行量=實(shí)際場值×實(shí)際調(diào)用量;實(shí)時償;中長期按合同結(jié)算;虛擬電廠參與調(diào)頻服務(wù)相關(guān)地區(qū)政策規(guī)定益《江蘇電力輔助服務(wù)頻)于10MW,持續(xù)時間大于2h×調(diào)頻容量×投運(yùn)率;調(diào)用補(bǔ)償費(fèi)=調(diào)頻里程發(fā)展初期收益主要來源于電網(wǎng)和政府側(cè)的背后邏輯是為電網(wǎng)投資提供了經(jīng)濟(jì)效益后獲得的補(bǔ)償。根據(jù)國家電網(wǎng)的測算,通過火電廠實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷,滿足5%的峰值負(fù)荷需要投資4000億,而通過虛擬電廠僅需投資500-600億元,虛擬電廠的（1）從需求響應(yīng)補(bǔ)貼盈利來看，當(dāng)前需求響應(yīng)的補(bǔ)貼資金主要來源于國家及各省市（2）從輔助服務(wù)補(bǔ)償盈利來看，由于用戶側(cè)儲能當(dāng)前裝機(jī)規(guī)模較小，現(xiàn)階段虛擬電性參與問題，使得該模式的盈利規(guī)模較小、可持續(xù)性較低。我國虛擬電廠目前盈利模式單一且低效的本質(zhì)原因是現(xiàn)階段電力市場發(fā)展成熟度不其一，我國輔助服務(wù)市場發(fā)展不夠完善。①目前我國輔助服務(wù)市場規(guī)模小、品種缺，虛擬電廠價值難以充分體現(xiàn)。②目前我國輔助服務(wù)正處于市場化相應(yīng)限制，且多數(shù)情況仍遵循電網(wǎng)公司購買輔助服務(wù)成本最小化原則從規(guī)則制定角度看，德國法律對虛擬電廠發(fā)展有更細(xì)致的系統(tǒng)規(guī)則和更強(qiáng)制的要求。利機(jī)會。而目前我國僅在少數(shù)地區(qū)初步建立了虛擬電廠參與調(diào)峰、調(diào)頻的市場機(jī)制，相關(guān)政策虛擬電廠、需求響應(yīng)相關(guān)政策內(nèi)容政策意義《可再生能源法》接入虛擬電廠的可再生能源發(fā)電了虛擬電廠發(fā)揮會2015年起，德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)管理局在行業(yè)指南中明確將“能對“能源聚合商”虛擬電廠技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展突破。初步構(gòu)建起全市場體系結(jié)構(gòu)，已開展現(xiàn)貨市場試點(diǎn)并基本建立了“省間+省內(nèi)”兩級市場架構(gòu)及“中長期+現(xiàn)貨”的電能量市場和輔助服務(wù)等市場，虛擬電廠也正處于長加快進(jìn)入推廣階段，且現(xiàn)貨/輔助服務(wù)市場聯(lián)合優(yōu)化出清、現(xiàn)貨市場取代調(diào)峰輔助服得到更好的實(shí)現(xiàn)。3.4從政策角度看信息化技術(shù)商業(yè)模式落地：短期看好發(fā)電側(cè)，中長期看好輸配用電側(cè)我們從政策改革角度分析發(fā)、輸、配、用各側(cè)相關(guān)信息化技術(shù)的商業(yè)模式落實(shí)情況：況發(fā)電側(cè)輸電側(cè)輸配電價可看到一配用電測革進(jìn)一步落實(shí)完善設(shè)政策術(shù)使用提供更多4、投資建議加疊加新型電力系統(tǒng)加速構(gòu)建將拉動電力信息化行業(yè)步入快速增長軌道。圖表53：預(yù)計23-25年國網(wǎng)投資完成額CAGR為5-6%圖表54：預(yù)計23-25年國網(wǎng)智能化投資金額CAGR為7-8%0 0YoY-投資完成額（右軸）公司為我國新能源功率預(yù)測龍頭企業(yè)，功率預(yù)測產(chǎn)品201920%，且產(chǎn)品