新型电力系统专题（01）：虚拟电厂：用户侧能源转型的起点

新型电力系统专题（01） 虚拟电厂：用户侧能源转型的起点 2023年06月10日 从不同视角看用户侧能源管理的重要性 电网角度：用户侧能源管理可实现就地消纳，缓解电网压力。我国电力资源与负荷中心逆向分布，22年有15个省份存在电力缺口。此外，新能源高比例接入对电网稳定性造成考验。工商业用户合理配置储能可提供就地消纳能力。企业角度：保证电力供应为首要任务，经济性提升加强配储意愿。1）企业用电刚需：工商业用电需求高增，22年工业用电量占全社会用电量的64.8%。22年以来，多省发布有序用电文件，催生企业用电焦虑，而安装工商业光伏配储是企业维持正常经营的重要手段。2）工商业储能经济性凸显：受到“分时电价”、“电力市场化”等政策驱动，工商业电价中枢持续上涨，峰谷电价持续拉大，经济性凸显。以浙江3MW/6.88MWh储能系统项目为例，在峰谷电价差0.93元/KWh情况下，IRR可达16.45%，预计工商业用户5年可以收回投资，具备经济性。政策层面：输配电价监管制度持续优化，用户侧商业模式理顺。2023年5月15日，《国家发展改革委关于第三监管周期省级电网输配电价及有关事项的通知》文件下发，《通知》中规定了输配电价监管制度，其中“准许成本+合理收益”核定省级电网输配电价，将实现有效的网售分开、售电侧竞争和需求侧响应。同时，《通知》详细规定工商业用户电价的构成，容量电价与电网辅助服务费成本单独披露，有利于推动用户侧的商业模式发展。 虚拟电厂：搭建电网与用户的互动平台，实现资源合理分配 虚拟电厂优势：兼具灵活性与经济性。虚拟电厂能够调动负荷侧资源，是满足尖峰负荷的重要手段，同时具有一定性价比，据国网测算，假设电力系统需要满足5%峰值负荷，虚拟电厂的总投资额是火电厂的1/8-1/7。发展现状：目前我国虚拟电厂处于初期阶段，政策持续完善市场机制。随着国内关于虚拟电厂的政策频频出台，各省份试点的不断推进，目前国内多地已有虚拟电厂试点案例，虚拟电厂商业模式日趋成熟。 投资建议：主线一：分布式能源实现用户侧就地消纳，建议关注：虚拟电厂 【东方电子】【恒实科技】【安科瑞】；EPCO模式服务商【苏文电能】【泽宇智能】；分布式能源运营商【芯能科技】【南网能源】；新能源微电网【金智科技】。主线二：配网智能化提升消纳效率，建议关注：一、二次设备【四方股份】【思源电气】、智能终端【威胜信息】；智能电表【炬华科技】【海兴电力】。 风险提示：电网投资不及预期的风险；原材料供货紧张及价格波动风险。重点公司盈利预测、估值与评级 代码简称股价EPS（元）PE（倍）评级 （元）2023E2024E2025E2023E2024E2025E 300982苏文电能60.692.753.684.83221613推荐301179泽宇智能33.701.291.672.17262016推荐603105芯能科技16.260.560.680.84292419推荐601126四方股份14.260.830.981.18171512推荐002028思源电气46.742.112.693.38221714推荐688100威胜信息29.231.061.381.76282117推荐300360炬华科技17.221.091.451.9116129推荐603556海兴电力23.131.622.112.4141110推荐 资料来源：Wind，民生证券研究院预测;（注：股价为2023年6月9日收盘价） 推荐维持评级分析师邓永康执业证书：S0100521100006邮箱：dengyongkang@mszq.com分析师王一如执业证书：S0100523050004邮箱：wangyiru@mszq.com研究助理李佳执业证书：S0100121110050邮箱：lijia@mszq.com研究助理许浚哲执业证书：S0100123020010邮箱：114388@mszq.com相关研究1.电力设备及新能源周报20230604：印度光伏组件进口税拟减半，广东发布7+16GW海风竞配-2023/06/042.光伏月度报告：洞鉴光伏·5月刊：且徜徉-2023/05/313.充电桩系列（08）：上海打响补贴“第一枪”充电桩景气度强势上行-2023/05/314.电力设备及新能源周报20230528-2023/05/285.储能洞鉴-5月刊：碳酸锂价格出现止跌信号，储能装机或开启上行通道-2023/05/27 目录 1从不同视角看用户侧能源管理的重要性3 1.1电网角度：用户侧能源管理可实现就地消纳，缓解电网压力3 1.2企业角度：保证电力稳定供应为首要任务，经济性提升加强配储意愿7 1.3政策层面：多项政策催化，输配电价改革完善市场机制12 2虚拟电厂：搭建电网与用户的互动平台，实现资源合理分配14 2.1虚拟电厂优势：兼具灵活性与经济性14 2.2发展现状：我国处于起步阶段，政策持续完善市场机制15 3投资建议18 3.1行业投资建议18 3.2覆盖公司19 4风险提示23 插图目录26 表格目录26 1从不同视角看用户侧能源管理的重要性 1.1电网角度：用户侧能源管理可实现就地消纳，缓解电网压力 1.1.1电力资源与负荷中心逆向分布，多个省份存在电力缺口 我国电力资源与负荷中心分布不平衡。我国东、中、西部呈现经济发展水平和电力资源分布不均衡的特点，主要体现在： 1）区域电力供需矛盾：我国南方经济发达，电力需求量相对较大，而北方地区电力供应相对不足，导致南北电力供需矛盾。 2）地区电力负荷不均：我国东部沿海地区工业发达，电力需求量相对较大，而西部地区经济相对落后，电力需求量相对较小，导致地区电力负荷不均。 3）电力输送能力需提升：由于电力资源的错配，东部经济活跃地区需要依赖中西部的“西电东送”工程输送电力资源。但目前我国电力输送能力相对不足，在升压及长距离输送过程中会有所损耗，造成部分浪费，导致电力供需中心之间的电力输送困难，也加剧了电力供需不均衡的问题。 图1：“十四五”大型清洁能源基地布局示意图 资料来源：国家电网，民生证券研究院 2022年我国有15个省份存在电力缺口。从2022年各省份发电量和用电量 的差额来看，全国有15个省份存在电力缺口，其中主要以广东、浙江、江苏、山东、河北为主。发电量盈余的地区主要是内蒙古、云南、山西、四川、新疆等地区。 图2：2022年各省份发电量差额（亿kWh） 2022年发、用电量差额（亿kWh） 3000 2000 1000 0 -1000 -2000 内云山四新宁贵甘陕湖安福吉青黑西海广江天辽重湖河上北河山江浙广蒙南西川疆夏州肃西北徽建林海龙藏南西西津宁庆南南海京北东苏江东 古江 资料来源：wind，民生证券研究院 1.1.2分布式光伏等新能源高比例接入，电网稳定性面临考验 我国分布式光伏累计装机占比逐渐提升。相比于集中式光伏，分布式光伏规模较小、输出电压功率较小且更接近用户侧，具有投资小、建设快、占地面积小等优势。截至2022年底，中国光伏累计装机量达392GW，其中分布式光伏累计装机量达158GW，占比40%。 图3：全国光伏累计装机量（万千瓦） 分布式光伏累计装机量 集中式光伏累计装机量 分布式光伏占比 5000050% 4000040% 3000030% 2000020% 1000010% 00% 20132014201520162017201820192020202120222023Q1 资料来源：国家能源局，民生证券研究院 工商业光伏已经成为新增分布式光伏的重要组成部分。分布式光伏按安装主体的不同可分为工商业屋顶分布式光伏与户用分布式光伏。2022年我国光伏新增装机87.41GW，同比增长59.3%；分布式光伏新增装机51.1GW，同比增长74.5%；其中工商业光伏新增25.86GW，同比增长236.7%，占比达到51%。 图4：2016-2023Q1分布式光伏新增装机量（GW）图5：2016-2023Q1年工商业光伏新增装机量（GW） 6000 4000 2000 0 户用光伏新增装机（万千瓦） 工商业光伏新增装机（万千瓦）工商业占分布式比例 2016'17'18'19'20'21'22'23Q1 100% 80% 60% 40% 20% 0% 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 中国工商业光伏新增装机（万千瓦）yoy500% 400% 300% 200% 100% 0% -100% 2016'17'18'19'20'21'22'23Q1 资料来源：国家能源局，民生证券研究院资料来源：国家能源局，民生证券研究院 配电网的接纳能力和消纳能力面临严峻考验。分布式能源、储能、电动汽车、智能用电等大量交互式设备接入，导致电网潮流方向发生改变，电压分布、谐波等影响配电网电能质量，终端无序用电将会增大净负荷峰谷差，功率波动问题更加突出，配电网的安全稳定运行将受到影响。 对电网造成的影响具体影响 表1：分布式光伏高比例接入电网可能造成的四大主要问题 （1）影响配电电压水平及增加调压难度 （2）影响电网电能质量 （3）影响配网自动化保护 （4）影响电力市场交易 资料来源：固德威光伏社区,民生证券研究院 分布式光伏接入配电网末端，出力高发时段容易抬升并网点电压，直接影响周边用户用电质量，甚至导致部分负载无法正常工作，同时并网点电压过高会导致分布式光伏脱网。高渗透的分布式光伏发电功率受天气影响间隙性大幅波动，导致光伏出力波动较大，会造成10kV/35kV母线电压的跳变，影响大电网的稳定性。 分布式光伏高渗透及电力电子比例升高，对谐波、电压、闪变、三相不平衡等电能质量指标产生不利影响。因此分布式光伏以及整个县域整县推进应开展电能质量检测和治理，保证正常状态下的电能质量，尤其是谐波电流的超标。 光伏高比例接入将配电网单向潮流改变为往复潮流，单端保护适用范围受到影响，双端或多段保护将广泛应用。譬如四象限的无功补偿控制器、电能表等；其次是重合闸、备自投、主变保护、线路保护及解列装置相互配合更加复杂。 大量分布式电源，加大电网预测难度，给电网负荷和潮流带来极大的随机性和波动性，将对现货市场中母线负荷预测准确度产生较大影响，预测偏差将影响日前市场和实时市场价格。 工商业用户合理配置储能可提供就地消纳能力，缓解电网压力。分布式光储一体化是一种布置在用户侧的集能源生产消费为一体的能源供应方式，是现代能源系统不可或缺的重要组成部分。分布式光伏配储能可在用户端构建小型微电网系统，在用户遭遇限电、断电、自然灾害等电力供给异常的情况下，可开启离网状态，保障负荷需求，不仅可以大大提高就地消纳能力，减缓电网供电压力，还可以抵消安装业主的电网购买电量，节省电费，备受投资者的青睐。 图6：工商业光伏配储模式图 资料来源：江苏省可再生能源行业协会公众号，民生证券研究院 1.2企业角度：保证电力稳定供应为首要任务，经济性提升加强配储意愿 1.2.1工商业用电需求居高不下，“有序用电”政策引发用电焦虑 中国工业用电总量保持稳定增长态势，需求仍占主要位置。2016-2021年中国工业用电量的复合增速为6%，保持稳定增长。从2022年中国全社会用电量情况来看，第二产业用电量57001亿千瓦时，同比增长1.2%，其中全国工业用电量为56000亿千瓦时，同比增长2%。根据2022年全国全社会用电量分产业情况来看，第二产业用电量占比66%，其中工业用电量占全社会用电量的64.8%，占据主要份额。 图7：2016-2022年中国工业用电量图8：2022年中国全社会用电量结构占比 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 工业用电量（亿千瓦时） 2016201720182019202020212022 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 三产,17.2% 一产,1.3% 居民, 15.5% 二产,66% 工业, 64.8%居民 一产三产工业其他 其