电力信息化之电网行业研究.pdf

电力信息化之电网行业研究1行业整体受益，优选高景气方向渠道优势厂商本轮新能源变革带来投资机遇中，从电网维度看，特高压骨干网架逐步落地，配 网投资 将为智能电网建设关键环节，增量配电网、配网自动化及电力数字化将 为发展重点，电网输变配侧信息化存在下述受益逻辑：输电端：新能源站与负荷区域错配带来输电线路建设需求。相比于传统的煤电与 火 电，风电、光伏单电场/电站的发电量相对有限，导致电厂/电站数量急剧上 升，且 地理分布较传统火电厂更为分散，同时由于国内新能源地面电站主要集 中在三北 地区，和国内电力负荷区域匹配错位，因此主要用于解决远距离跨省 份电力传输的 特高压直流持续建设具有重要意义，输电线路建设需求提升，利 好输电相关机器人 巡检，智能监测，继电保护企业。变、配电端：从“单向输电”到“双向取用”，变配电侧投入加大支撑双碳目标。新能 源占比提升对电网系统带来的影响本质上在于进一步加大了供电曲线和用 电曲线 的差异度。而解决方式除了用电侧的“需求响应”外，最终还是依赖于 分布式储能的 推广，“微电网”、“源网荷储一体”、“虚拟电厂”等概念均 是分布式储能的实际应用。分布式储能的出现要求配网系统由过往的“单向输 电”向“双向取用”转变，同时 使变电站与配电网络的建设需求大幅增加，利 好变配电自动化及相关信息化企业。调度端：能源管理势在必行。分布式储能从本质上是改变供电曲线以满足用电曲 线，而能源管理平台则是对用电曲线进行“削峰填谷”，从而减小其波动性。伴随后续 电力交易市场的推广，电价差异下，能源管理势在必行，利好能源管 理平台开发企 业与作为数据源的智能终端相关企业。信息化应用和安全端：各环节景气度提升。上述输电线路、变电站、配电线路建 设 均对相关设计、管理软件产生需求，景气度提升。此外，能源管理平台的构 建势必 涉及海量数据的统计收集分析，数据安全重要性凸显，新建电力系统通 信安全需配 套保障，存量系统强化覆盖和升级，利好电力领域信息安全相关公 司。一张图看输变配电环节信息化建设图谱当前输变配电信息化相关业务从需求层次上可划分为自动化改造需求与智能化改 造需 求，其中输、变、配电侧均存在自动化改造需求，而智能化改造主要集中 在变、配电侧。从相关上市公司业务维度划分，相关业务又可被划分为巡检机 器人、监测分析、电网自 动化及保护、IT集成开发和智能终端等。2承“发”保“用”，电网是中国电力系统核心支撑平台输电、变电、配电环节流程是什么？传统电力系统是由电源侧（发电）、电网侧（输电、变电、配电）和用户侧（用 电）等环节组成的电能生产、传输与消费系统。电力信息化：是将电子、计算机、网络等信息技术在电力工业规划、设计、施工、发电 生产、输电、变电、配电、调度、营销、物资及管理等各环节应用全过程 的统称。可实 现发电、输电、变电、配电、用电以及调度等各个环节的自动化、智能化。从业务功能分类上看，电力信息化建设主要包括基础的电力信息通信网络建设和 实现电 力生产过程自动化和电力企业管理信息化的业务应用系统建设等部 分。从信息化层级维度来看，电力信息化可以分为感知层（电力生产、传输至 消费过程的信 息采集）、网络层（信息传输）、应用层（数据处理、分析及应 用）。从二级市场行业分类角度，网络层建设和设备供应主要由通信行业厂商负责，计 算机行业更多关注感知层和应用服务层的机会。输变配电信息化发展历程及主要应用由于中国电力行业随着国家建设逐步发展，因此相比其他行业，电力信息化的起 步也较早，但整体依然呈现持续跟随电网建设和技术进步不断升级完善的特点。3两大电网为投资主体，新型电力系统促景气向上整体：过往电网投资稳步增长在中国，输变配建设主体为电网企业，电网下游需求主要取决于电网企业的资本 支出，其中国网占主体地位。中国自2002年电力系统的改革后，形成了国家电网公司（SGCC）及南方电网营运大部分电网的格局。其中国家电网负 责26个省份的电力传输，南方电网负责南方五个省份及自治区的电力传输，其他如内蒙古电力集团为内蒙古自治区的一 家地方电网企业。中国电力投资整体程提升趋势。“十一五”后，中国开始加大电网建设的投资比 重，20122016年，全国电力投资总规模从7,393亿元增至8,840亿元,年均复合增长 率为4.57%O随着中国电力基础设施建设完善以及基数扩大，“十三五”期间电力投资从下降过渡至增长。近期来看，2019年中国电力投 资额为9,072亿元，2020年整体电力投资额为9,944亿元，同比增长约 9.61%o中国电力投资结构跟随经济发展的需求和电力系统架构的调整经历了三个主要阶 段，分 别是电源优先阶段、输电优先阶段和均衡发展、倾斜配电网阶段。自2014年开始，中国电网投资规模和增速均有较明显提升，从结构维 度看，电源投资 规模逐渐缩减，向电网投资倾斜。2009-2018年间，中国电网投资规模从3,898亿元增至5,373亿元，年均增长率为3.63%,投资规 模占电力总投资比重从50.62%增至66.38%,表明中国电力行业的投资重心从 发电能力建设向输电、配电能力建设转移。电力信息化投资规模持续增长。1）20H 年中国电力 信息化投资规模已突 破200亿元，2018年中国电力信息化投资规模达到了 785.40亿元，2011年到2018年期间中国电力信息化投资规模年均复合增长率为20.65%,呈 现快速增长态势；2）同时参考弗若斯特沙利文的统计数据及预测，中国电力 信息化市 场的总收入将由2014年的人民币141亿元增至2019年的人 民币308亿元，复合年增长率为16.9%,预计于2024年将进一步增至 人民币712亿元，2019年至2024年的复合年增长率为18.2%o我们认为以上两方数据的差异主要因统计范围不同，电力年度发展报告从甲方投 资角度统计投资规模，或包含更广义的信息化规模，如通信网络等，弗若斯特 沙利文从厂商（乙 方）收入角度汇总统计，范围较小或统计厂商存在不够全面 的可能性。中国电力信息化市场的增长驱动力可概括为以下几个方面：1）技术进步。近年来,科 技领域技术飞速发展，包括互联网、云计算、大数据、人工智能、5G等。新 技术的发展 为电力信息化行业的软硬件提供良好的技术支持；2）对电网系统安 全性及稳定性的更高要求。电力行业对系统的安全性及稳定性有极高的要求。随着供电结构中各种能源的增长及电网复杂性的提高，对先进电力信息化技术的 需求不断增长；3）电力交易市场发展和用户侧调节需求的发展。未来几年，中 国继续提高电力市场的开放度，完善电力交易市场。由于用于电力交易的信息 技术系统的复杂性不断提高，同时用户侧用电场景 的多样性和灵活性对于电网 发展提出新的需求，云计算、大数据及各类信息技术将广泛 用于电力。结构：配网占比逐步提升整体平稳，配网比重增加。国 家电网三阶段智能电网各环节及投资比例如下表。可以看到整体上国家电网在智能化领 域的投入在20162020年已经基本和上 一阶段持平，其中变电和配电领域投入持续增 力口，而配电领域占整体投入占比 呈现持续快速提升趋势。输电：跨区域输电需求支撑平稳增长电网输电线路按结构形式可以分为架空输电线路和地下输电线路。前者由线路杆 塔、导 线、绝缘子等构成，架设在地面上；后者主要用电缆，铺设在地下（或 水下）。按照输送 电流的性质，输电分为交流输电和直流输电，输电的基本过 程是创造条件使电磁能量沿着输电线路方向传输。高压输电线路整体呈现平稳增长态势。近年来，在国家智能电网建设及跨区输送 电量需求不断增长等因素的驱动下，中国输电线路里程呈持续增长态势。国家 电网110（66）千伏及以上输电线路累计长度由2015年的88.80万千米 增至2019年的109.34万千米，从每年增量维度看，基本在46万千 米左右。2018年新一轮特高压建设启动带动增速有所提升，但整体呈现平稳 增长态势。变电：变电站持续增长，智能化是产业趋势电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电 站为升 压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。近年来，在中国电网投资维持高位水平、智能变电站工程的推进等因素驱动下，中国变电站 数量持续增长。以国家电网为例，其变电站数量由2007年的9,738座增 至2018年的23,000座，年复合增速8.13%o全行业来看，据中国电力企 业联合会统计及预测，国内110kV及以上变电站数量超过2万座，预计至2020年将超过3万座。高等级变电站逐步智能化和无人值守。根据电网公司发展规划，未来中国 nokv 及以上变电站将逐步实现智能化和无人值守。据国家电网公司资料显示，智能 变电站于2009年启动第一批试点工程建设，并于2012年起进入全面建设阶 段，截至2018年末，国家电网公司已累计建成智能变电站4,000多座。配电：持续高速增长，仍有较大提升空间 配电网是从变电站接受电能，通过配电设施分配给客户的电力网，通常把电力系 统中二 次降压变电站低压侧直接或降压后向客户供电的网络称为配电网。配电 网是电力系统向客户供电的最后一个环节，它由配电设施（其中包括馈线、配 电变压器、断路器、各种 开关等配电设备）、继电保护、自动装置、测量和计 量仪表以及通信和控制设备构成一个 配电系统。中国配网重视程度已经较高，但依然有较大提升空间。2015年，国家能源局印 发配 电网建设改造行动计划（2015-2020 年），提出“2015-2020 年配电网 建设改造投资不 低于2万亿元”、“十三五”期间累计投资不低于1.7万亿元”。自2009年智能电网建设以来，配电网投资在电网整体 投资中占有较高水平，且呈现稳中有升趋势，2018年，全国完成配电网投 资3,064亿元，同比增长7.8%。中国配电网建设投入不断加大，但 自动化 水平、供电可靠性仍有较大提升空间。展望：投资继续加大，配网成为国网建设核心在“2030年碳达峰，2060年碳中和”目标要求下，中央已经明确了未来要建 立以新能 源为主体的新型电力系统，新能源将成为新增电源的主体，并在电源 结构中占主导地位。预计到2030年和2060年，中国新能源发电量占比 将分别超过25%和60%o新能源发电的间歇性、波动性、随机性特征十分明 显，高比例接入电网系统，会对电网的稳定性产生重大影响。新型电力系统的内涵与智能电网（2009年）、能源互联网（2015年）、泛在电 力物联网（2019年）等概念相似，但更多强调“以新能源为主体”，均涉及加 强电网建设、与“大云 物移智链”等现代信息技术的充分结合、支撑绿色能源 发展等方面。不同之处在于，新 型电力系统需要适应以风电、光伏为代表的新 能源发电装机快速提升，寻求安全、经济、绿色的平衡点。新型电力系统面临的挑战：1）新能源随机波动性大。据预测，2060年新能源日 内最大 波动16亿千瓦，超过当年常规电源总装机容量。”缺电和弃电”反 复交织成为常态，亟 需灵活调节资源保障新能源消纳能力。2）配网形态从无源 到有源。分布式电源、储能、电动汽车等大量接入配电网，“产消者”广泛存 在，易发生过电压、低电压、潮流倒送等运行风险。因为高比例可再生能源主要是具有随机性、波动性、间歇性的新能源，需要提高 预测能 力、加强电网建设、提高调节能力、提升智能化水平。新型电力系统 建设的两个阶段，第一个阶段是对现有电力系统进行改造升级；第二个阶 段，多种类型的大规模储能等技术发展迅速。对现有电力系统进行改造升级，主要分 为电源侧、电网侧和用户侧。电源侧解决的是电源从何处来的问题；电网侧解决的是能源输送的问题；用户 侧解决的是供需互动以及多能协同。而新型电力系统下的配网建设：一是配网 是可再生能源的支撑环节，且靠近负荷中心，因此逐步将成为电力系统的核心,所以加强配电网的建设是非常有必要的。二是结合用 户侧的供需互动，配电网 向主动配电网升级，配电自动化率逐步提升。从资金投入维度看，十四五期间电网投资有望维持高位。“十四五”全国电网投 资近3万亿元（国家电网2.23万亿元+南方电网6700亿元+内蒙古、山西、贵州等地方电力公 司），较“十三五”时期整体增加了 3000亿元左 右，其中南方电网公司“十四五”计划投资额增加33虬而依据信通电子招股 说明书，预计“十四五”期间，电网及相关产业投资将 超过6万亿元规模。结构上：从电网维度看，特高压骨干网架逐步落地，配网投资将为智能电网建设 关键环节，增量配电网、配网自动化及电力数字化将为发展重点。输电端：特高压仍处建设阶段。由于国内新能源地面电站主要集中在三北地区，和 国内电力负荷区域匹配错位，因此主要用于解决远距离跨省份电力传输的特 高压 直流持续建设具有重要意义，并且为了强化受端地区的接纳能力，区域交 流环网建 设也同样重要。根据国网此前披露的方案内容，十四五计划建成7条特高压直流，加快建设部分交流环网。配网端：电网投资的重心逐渐由主干网向配网侧转移。长期以来，中国电网投资 存 在“重电源、轻电网，重输电、轻配网”的情况，导致配网的建设水平和自 动化水平 不足。在国家不断加大配电网规划、建设与改造力度的背景下，如前 文所示，配网 在电网投资中比重逐年增加。“十三五”期间国家电网有限公司2020年重点工作 任务强调“加强配电网建设改造”，提出“推进新一代 配电自动化主站建设，积极支 持增量配电试点项目落地”，大力推动中国配电 网建设。配电网在智能终端配置、通信网覆盖、与客户互动及大数据管理方面,正在加大规划和建设的力度。未来几年配网建设将重点关注如何解决分布式电 源并网的问题，如何满足用户参与到电 网互动、参与到电网调节的可能性。配电网建设改造将为电力信息化发展注入新动力。我们判断十四五期间配网投入 将进一 步加大，作为增量市场，配电网信息化业务将迎来巨大的发展空间。依 据国家发展改革委关于加快配电网建设改造的指导意见，配网建设的重点工作 包括加强配电自动化 建设以及构建智能互动服务体系，信息化将在每一项具体 任务中起关键性支撑作用。具 体来看主要包括提高配电网运行监测、控制能力,实现配电网实时可观可控，变“被动 报修”为“主动监控”，缩短故障恢复时 间，提升服务水平。而构建智能互动服务体系包 括实现能源信息在供给端与需 求端的双向流动，适应能源生产与消费变革。建设智能计量系统，打造智能服 务平台，全面支撑用户信息互动、分布式电源接入、电动汽车充放 电、港口岸 电、电采暖等业务，鼓励用户参与电网削峰填谷，实现与电网协调互动依据以上输电侧和配电侧投入加大的判断，从信息化维度，我们认为受益环节主 要在以下方面：电网数字化建设 电力系统调节能力高低与系统内信息的搜集、处理能力存在一定的关系，并且未 来随着电源端、负荷端的复杂化和源网荷储的强化，电网各环节之间的协同关 联性将进一步加 强，原本独立的各环节信息数据需要进行融合。因此，电网数 字化建设必要性进一步提升。电网数字化主要对应的是能源互联网的建设，除了能够提升电网内部信息流的融汇处理 外，也能够帮助电网实现“开源节 流”，有望打开新业务模式贡献利润增量。电网数字化从2018年开始启动 建设，近几年一直保持较快投资增长。从国网信息化招标情况来看，2021年 维持高景气，信息化服务前3批招标200个包次，超过2020年全年 的量。其他受益方向部分其他受益方向及受益情况分别如下，其中运检阶段跟随电网整体建设而同步 受益。由于输电线路具有运行线路长、分布范围广的特点，输电线路一旦遭受 自然灾害及外力 破坏，存在引发大电网事故风险，电网公司对输配电线路智能 巡检运维的需求日益迫切。4行业格局梳理：多维度筛选受益标的股权激励彰显成长信心今年以来，电力信息化行业多家公司公告股权激励方案，尤其是近期国网系公司 分别推 进股权激励，彰显产业内公司成长信心，另外我们认为产业链多家公司 类似的举动是行业景气的积极信号，建议重点关注。粗看产业：从渠道优势优选厂商 行业格局：输变配侧信息化是典型的甲方市场，行业离散度高且客户集中，电网 公司掌 握较大议价权，收益质量层面利好国资背景相关企业。业内相关上市公司业绩大多或直接来源于国家电网/南方电网，或经第三方公司集 成后出售给国网/南网，客户集中度极高。结合较为离散的市场环境，国网/南 网具备较强议价能力，行业属于典型买方市场。客户具备较强议价能力下，国资背景企业占据一定优势。国网/南网等项目确认 收 入的审核流程较长，相关公司回款能力往往较弱，空有业绩但现金流差。国 资背景公司通常更具议价能力，其收益质量更佳。细看财务：优选细分赛道高质量公司从细分赛道考虑，智能监测与电网自动化业务更偏向于项目制逻辑，而巡检机器 人、智 能电表则偏向标准产品销售。当前输电侧特高压建设工程与变配电侧“需求响应”项目均 已逐步开始建设，历史营收增速可反映上述公司销售及交 付能力。对于项目制逻辑相关企业，受项目确认节点影响会产生收入波动，毛利率与人效 更易反 映其盈利能力，优选毛利率与人效双高企业。