微电网发展意义持续凸显,需求有望加速释放。微电网是由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统,可实现自我控制和自治管理。2015年国家能源局印发《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》,开始大力推动微电网行业发展,启动系列微电网示范项目建设,并配套出台完善的制度标准,行业政策环境优异。我国当前着重发展微电网具有诸多现实意义:1)承载分布式新能源,成为构建新型电力系统的重要抓手;2)提升新能源末端消纳能力,减轻新能源对电力主干网的冲击;3)可脱离电力主干网独立运行,在战争、自然灾害等极端情况下可保障国家电力基建安全。在国家大力推动下,后续随着技术进步和产量加速扩张,光伏组件、储能、逆变器等核心设备价格逐年下行,微电网经济性有望持续提升,铺设有望提速。 多因素共驱,企业微电网展现优异成长潜力。微电网根据用户群体可划分为企业微电网、民用微电网,以及其他类(军/校/医等),其中企业微电网为包含“发-输-变-配-用”完整功能的企业自用小型完整用电网络。当前企业铺设微电网动能持续强化:1)在全球能源步入通胀周期、国内能耗双控背景下,企业用电紧缺情况加剧,铺设企业微电网以实现可靠用电、避免拉闸限电的需求持续增多;2)电力峰谷价差扩大、工商业电价中枢上行,使用微电网可帮助企业峰谷套利、节能降耗,明显降低用能成本;3)电力市场改革加速,后续企业微电网有望直接参与现货市场交易、通过各项电力市场辅助服务探索新盈利模式、以及实现隔墙售电,推动项目经济性提升。行业空间上看,我国10kV及以上供电电压等级的工商业用户有200万户以上,存量可铺设企业微电网潜在空间可超20万亿。当前企业微电网还未大面积铺设,后续渗透率有望持续提升,我们预测2025年国内企业微电网投资有望达520亿元。 企业微电网供给分散,三方共同角逐。企业微电网的供给主体大致可以分为以下三类:1)电网公司旗下软硬件开发及集成服务企业,其中较大的包括国电南瑞、国电南自、许继电气、四方股份等,同时中小型项目还会被各地广泛存在的电力三产公司所消化。2)基于低压电器生产能力向企业微电网延伸的企业,这些低压设备生产商通过打包软硬件解决方案销售方式积极开发微电网产品,如国内的正泰电器、德力西、良信股份等,以及在国内开展相关领域业务的海外企业施耐德、西门子、ABB等。3)基于细分领域集成能力向企业微电网延伸的企业,通过将自身优势产品与光伏、储能设备相互融合,开发出各具特色的微电网产品,如电力能效管理领域的安科瑞,配网EPCO领域的苏文电能,电力通信领域的泽宇智能、威胜信息,能源物联网领域的炬华科技等。 投资建议:1)电网公司旗下,重点关注国内工控与数字电网龙头国电南瑞; 2)低压电器领域,重点关注国内低压电器与户用光伏龙头正泰电器,以及海外龙头施耐德;3)细分领域集成企业,重点推荐电力能效管理龙头安科瑞,配网EPCO龙头苏文电能,智能电网民营EPCO龙头泽宇智能。 风险提示:电力行业竞争加剧风险,行业政策落地不及预期风险,新业务开拓不及预期风险,市场空间假设和测算误差风险等。 股票代码 1.微电网:政策持续加码,微电网杨帆成长 1.1.概念界定:什么是微电网? 微电网本质是带有分布式电源的小型电网。根据发改委与能源局2017年印发的《推进并网型微电网建设试行办法》,微电网是指由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统。微电网可以分为并网型和独立型,可实现自我控制和自治管理。其中并网型微电网通常与外部电网联网运行,且具备并离网切换与独立运行能力。 据上述《办法》,微电网的主要特征包括: 1)微型:主要体现在电压等级低,一般在35千伏及以下;系统规模小,系统容量(最大用电负荷)原则上不大于20兆瓦。 2)清洁:电源以当地可再生能源发电为主,或以天然气多联供等能源综合利用为目标的发电型式,鼓励采用燃料电池等新型清洁技术。其中,可再生能源装机容量占比在50%以上,或天然气多联供系统综合能源利用效率在70%以上。 3)自治:微电网内部具有保障负荷用电与电气设备独立运行的控制系统,具备电力供需自我平衡运行和黑启动能力,独立运行时能保障重要负荷连续供电(不低于2小时)。微电网与外部电网的年交换电量一般不超过年用电量的50%。 4)友好:微电网与外部电网的交换功率和交换时段具有可控性,可与并入电网实现备用、调峰、需求侧响应等双向服务,满足用户用电质量要求,实现与并入电网的友好互动,用户的友好用能。 微电网的主要结构包括: 1)上级电网连接装置:通过公共耦合点(CCP)并入配电网,通过中央控制器(MGCC)控制上级电网与微电网之间的功率传输。 2)电源装置:包括光伏、风能、燃料电池、微型燃气机等分布式电源,通过逆变器(PEC)和微源控制器(MC)并入微电网,为微电网提供电源。 3)储能装置:包括储能电池、抽水蓄能、飞轮储能等,同样通过逆变器(PEC)和微源控制器(MC)并入微电网,为微电网提供电源。 4)负荷装置:通过可控负荷控制器(LC)调节可控负荷。 武汉大学学报《微电网建模与控制理论综述》 图表1:典型的微电网结构 1.2.政策环境:政策大力推动,制度标准持续完善 2015年国家开始推动微电网建设,行业步入提速发展期。2015年7月国家能源局印发《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》,开始积极推进国内新能源微电网示范项目建设,认为新能源微电网代表了未来能源发展趋势,是推进能源发展及经营管理方式变革的重要载体,对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。《意见》明确新能源微电网项目可依托已有配电网建设,也可结合新建配电网建设;可以是单个新能源微电网,也可以是某一区域内多个新能源微电网构成的微电网群。2015年启动的新能源微电网示范项目,直接推动国内微电网行业步入提速发展期。 微电网配套政策持续出台,制度标准不断完善。2017年2月能源局发布《微电网管理办法(征求意见稿)》,对微电网的定义与范围、建设管理、并入电网管理、运行管理、试点示范、政策保障、监督管理等方面做了详细说明,为微电网行业发展提供法规支持。2017年5月能源局发布《关于新能源微电网示范项目名单的通知》,划定24个并网型微电网示范项目、4个独立性微电网项目,分布在山东、浙江、河北、安徽、山西等地。2017年7月能源局发布《推进并网型微电网建设试行办法》,对并网型微电网的规划建设、并网管理、运行维护、市场交易等领域做了详细的政策说明。2018年2月国家标准《微电网接入配电网测试规范》正式实施,标准规定了微电网并网测试的测试条件、测试项目和测试方法,适用于通过35KV及以下电压等级接入配电网的新建、扩建及改造并网型微电网的并网测试。 图表2:我国微电网政策一览 1.3.成本趋势:技术进步促成本持续下行,装机动能增强 晶硅光伏组件价格长期趋于下降,布设分布式光伏的微电网占比持续提升。随着技术进步和产量扩张,晶硅光伏组件价格持续下降,据Bloomberg数据,2018年全球晶硅光伏组件价格约0.28美元/W,预测到2025年有望降至0.15美元/W,降幅达37%。其中多晶硅/硅到晶圆/晶圆到电池/电池到组件等环节成本分别下降50%/42%/35%/30%。 随着光伏价格下降,运用光伏的微电网数量持续提升,从2010年的10%提升至2019年的55%。 储能成本持续下降。随着新材料、新设计、新生产工艺持续应用,电池能量密度持续提升,成本持续下降。据Bloomberg数据,全球锂电池价格从2010年的约1100美元/kWh下降至2018年的176美元/kWh,降幅85%。并预测未来将持续下降,到2024年将降至94美元/kWh,2030年将降至62美元/kWh。电化学储能成本持续下降推动微电网经济性持续提升。 图表3:晶硅光伏组件生产成本及预测(美分/W) 图表4:运用光伏的微电网数量占比 图表5:锂电池历史价格及未来预测(美元/kWh) 图表6:电池能量密度历史数据及未来预测(Wh/kg) 1.4.发展意义:助力分布式新能源末端消纳,保障国家能源安全 在制度标准完善和成本趋于下行基础上,近年来微电网成为国内构建新型电力系统的重要实施抓手。2021年9月国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》指出要推进电网体制改革,明确以消纳可再生能源为主体的增量配电网、微电网和分布式电源的市场主体地位。2021年9月能源局《关于能源领域深化“放管服”改革优化营商环境的实施意见(征求意见稿)》指出电网企业要做好新能源、分布式能源、新型储能、微电网和增量配电网等项目接入电网服务。2022年3月发改委与能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》指出要创新电网结构形态和运行模式,积极发展以消纳新能源为主的智能微电网,实现与大电网兼容互补。2022年7月住建部和发改委印发的《“十四五”全国城市基础设施建设规划》指出,要积极推动配电网扩容和升级,有序推进主动配电网、微电网、交直流混合电网应用,推动供电服务向“供电+能效服务”延伸拓展。 分布式光伏快速装机,新能源末端消纳能力亟待提升。在分布式新能源中,以分布式光伏为代表,装机体量快速提升,据国家能源局数据,2021年分布式光伏新增装机29GW,同增89%;2022年前三季度国内分布式光伏新增装机规模达35.33GW,同比增长115%,占比约67%,延续较快增长趋势,及较高的装机占比。在分布式光伏大量接入电网后,由于分布式光伏发电具有发电频率和发电量的较大不确定性,对主干网容易形成较大冲击,分布式新能源发电的末端消纳能力亟待配套同步大幅提升,驱动微电网建设或改造需求持续增多。 图表7:我国分布式光伏新增装机容量及同比增速 图表8:我国新增光伏装机结构 微电网是主干网有效补充,保障国家能源安全。电力主干网具备明显规模效应,但如果未来国内主要能源基地或主干高压特高压输电线路因极端地质灾害、极端天气、战争等因素而受到破坏,那么电力主干网可能面临瘫痪风险,此时可脱离主干网独立运行的微电网则仍然可正常运行,在当前国家安全基建需求提升背景下,基于国家能源安全考虑,微电网作为电力主干网的有效补充,后续建设有望持续加码。 2.企业微电网:多因素共驱,行业展现优异成长潜力 企业微电网的概念界定:企业自持、功能完整的微电网。微电网根据用户群体可划分为企业微电网、民用微电网,以及其他类(军/校/医等),其中企业微电网为包含“发-输-变-配-用”完整功能的企业自用小型完整用电网络。但并非所有企业自持的用电网络都是企业微电网,在现阶段,企业自持的电网往往是处于低压配电网末端的部分电力设施,低压配电网前端的电力设施往往属于供电公司。但企业自持的低压配电网可通过改造,补齐“发-输-变-配-用”完整功能,使之变为企业微电网。 2.1.电能紧张:企业可靠用电需求持续提升 企业用能趋紧,可靠用电诉求增强。近年来在“双碳”发展背景下,企业能耗双控力度整体较严,较多企业面临拉闸限电问题,影响企业正常生产经营。同时极端天气也对电力负荷产生较大压力,今年以来我国华东、华中、华北、华南、川渝等地区出现历史罕见高温极热天气,多省市电力负荷创新高,但6月下旬以来部分流域水电来水偏少,水电机组出力受到严重影响,电力紧缺情况进一步加剧。在主电网电力可靠性降低情况下,企业为保障自身生产经营不受影响、减少停电损失,加装分布式电源及配套微电网调度系统的积极性持续提升。 2.2.电价上涨:企业用电降本需求持续增强 电力价格市场机制持续完善,电力峰谷价差扩大、电价上涨。去年10月国家发改委发布《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》,要求燃煤发电市场交易价格浮动范围提升到20%,高耗能企业市场交易电价不受上浮20%限制。今年2月国家发改委、能源局发布《关于加快推进电力现货市场建设工作的通知》,并在11月25日发布《电力现货市场基本规则(征求意见稿)》、和《电力现货市场监管办法(征求意见稿)》