新型电力系统建设新阶段，电网各环节作用持续提高

2023年11月26日 电力及公用事业 新型电力系统建设新阶段，电网各环节作用持续提高 行业深度分析 证券研究报告投资评级领先大市-A维持评级 电网投资升级是解决新型电力系统发展问题的重要方式 电力系统包括发-输-变-配-用五大环节。其中，电网是指由输变电系统与配电系统所构成的一体化电力网络。我国的电网投资建设由国家电网和南方电网承担，并经政府核定后由输配电价收回。两网公司历史投资建设规模相对稳定，具备典型逆周期属性，总规模增长动力主要来自电网投资重点的阶段性变化。展望未来，新型电力系统建设是当前电力系统发展主题，面临保供、消纳、安全稳定运行、系统调控和安全、核心技术创新、体制机制建设等问题，电网投资升级是解决当下问题的重要方式。 特高压：新能源外送必然选择，十四五存在缺口景气有望延续 （1）特高压工程投资建设景气度有望延续。特高压输电是指电压等级在交流1000kv及以上和直流±800kv及以上的输电工程具有输电距离远、容量大、损耗低和效率高等优势，能够显著提高电网的输送能力。截止2022年底，我国共建成特高压线 路37条，17条交流20条直流，“十四五”期间，国网规划建 设特高压工程“24交14直”，涉及线路3万余公里，变电换 流容量3.4亿千伏安，总投资3800亿元，截止2023年10月 国网区域已规划、已开工的特高压项目有7交8直，特高压投资建设景气度有望延续。 （2）关注高价值量的变压器与组合电器设备、壁垒高的变压器、换流阀等设备。以南昌-长沙1000千伏特高压交流输变电工程 为例，设备投资28.69亿，其中1000kv组合电器价值量10.61亿（价值量占比37.0%），1000kv变压器5.95亿（价值量占比20.7%）。变压器是特高压直流线路最重要的设备，主要作用是改变电压、提供30度的换相角等；换流阀的主要作用为交直流电能转换，设计制造的难点在于解决交直流混合电压和强电流造成的电磁场畸变、局部放电、热点温升等问题。特高压工程建设市场参与者少、集中度高，在相关重点设备领域率先布局的公司或将获利与行业建设增长红利。 主网：电源建设驱动主网容量增长 电网建设的本质是输配电线路要满足发电量的运输需求，并有一定冗余。2019年以后新能源装机容量的增加会带来变电设备容量的快速增长220kv以上主网建设相对完善，主网变压器容量与电源装机容量的比例相对固定。 配网：配电网智能化建设推进，增量市场需求释放 首选股票目标价（元）评级 电力及公用事业 沪深300 40% 30% 20% 10% 0% -10% 2022-112023-032023-072023-11 行业表现 资料来源：Wind资讯 升幅% 相对收益绝对收益 1M 1.4 2.8 3M 3.3 -1.7 12M 2.8 -3.0 温晨阳分析师 SAC执业证书编号：S1450523070006 wency@essence.com.cn 相关报告能源局发文规范新型储能并 2023-11-26 网接入管理，优化调度运行机制八部门启动公共车辆全面电 2023-11-19 动化试点，V2G等新技术需求有望加速兑现储能月度跟踪：10月国内储 2023-11-15 能项目中标环比下降，价格趋稳两部委发文落地煤电容量电 2023-11-12 价，电力市场改革更进一步煤电容量电价机制落地，电 2023-11-12 力市场改革更进一步 （1）新型电力系统对配电网建设提出新要求，配电环节投资规模有望持续上行。配电网指变电站出口到终端用户用电之间，电压范围在110kV以下的电能分配网络。为适应终端的复杂用电需求，国内配电网络结构复杂。同时，新能源并网不稳定出力、配电网由无源网络向有源网络演进，为配电网升级建设提出新挑战。参考十四五总规划，预期未来三年电网投资总规模将保持温和上行趋势，中低压环节是电网投资建设重心，预期其中的配电网建设在“十四五”期间将占据主要份额。 （2）配电网年投资有望维持3500亿元以上，竞争分散、格局稳定在新型智能配电网建设趋势下，电网公司投资重心已转移至代表新技术发展方向的二次设备相关领域。从两网公司的长周期电网投资总规模出发，测算配电环节分别用于适应化改造、自动化升级的投资总额，两网配电建设年投资有望维持3500亿元以上。配电环节市场份额分散，格局较稳定，在已优先布局配电网业务的公司中，智能配电网技术与设备领先、对两网配电业务升级建设节奏把握准确的标的有望充分收益。 智能电表：替换周期叠加新标准实施，智能电表景气上行 （1）智能电网背景下，用电计量系统走向智能化。智能电表由测量单元、数据处理单元等组成，对于电网实现信息化、自动化、互动化具有重要支撑作用。与传统电表相比，智能电表新增双向多种费率计量、用户端控制、双向数据通信功能等多种智能化功能，适应智能电网和新能源的使用。 （2）电表需求主要来自两网采购，IR46标准推广带来新机遇。我国智能电表行业市场需求量及更换频率主要是由两网招标控制。2018年和2019年最先采购的智能电表进入轮换期，采购数量有所回暖。在疫情带来经济下行的环境下，2020年采购数量有所下降，2021-2022年有所回升。预计新一轮的电表招标高峰即将到来，2023年招标量有望持续上行。2021年，两网在新的智能电表技术规范文件中引入IR46要求的理念，新标准的落地实行有望驱动新时期换表需求加速兑现。 调度：D5000将成主流调度系统，程序化操作等智能化需求催生技术市场需求 国电南瑞D5000成为国内主流产品，电力调度系统建设需适应新形势下电力系统新特征。市场体制建设推进+发用电主体类型与行为复杂化，新型电力系统高效运作需要调度系统持续的建设投入。电网调度由传统的“源随荷动”模式向“源网荷储多远协调调度模式”转变，需要资源全息感知与决策、多源数据统一融合与管理、源网荷储多元协调调度控制等技术的支持。实现程序化操作、海量数据的统一接入分析及数据挖掘、调度信息采集的深度突破。 投资建议：随着电力系统中新能源渗透率不断提升，电力系统投资将从重电源转向重电网。建议关注： （1）特高压:国电南瑞、许继电气、平高电气、中国西电、特变电工、思源电气、长高电新、大连电瓷 （2）主网：华明装备、四方股份、国电南自、申昊科技、望变电气、智洋创新 （3）配网：宏力达、映翰通、良信股份、恒华科技、科润智控、金盘科技 （4）智能电表：林洋能源、炬华科技、三星医疗、海兴电力、钜泉科技 （5）调度：东方电子、恒实科技、泽宇智能 （6）电网侧储能资源：南网储能、三峡水利、东旭蓝天 （7）充电站及充电桩产业链：通合科技、特锐德、和顺石油 风险提示：电网投资不及预期的风险，新能源装机建设不及预期的风险，假设及测算不及预期的风险。 内容目录 1.电网投资升级是解决新型电力系统面临问题的重要方式之一8 1.1.国内电网架构为五层分级结构8 1.2.电网投资具有防御属性，机会来自对电网投资总量和方向的预期8 1.2.1.电网设备行业的需求取决于电网投资8 1.2.2.电网设备主要由两网采购，客户议价能力强9 1.3.复盘国网投资：增长动力来自电网投资重点的结构性变化10 1.4.展望未来：新型电力系统转型升级，需要电网同步提升11 2.特高压：新能源外送的必然选择，十四五存在缺口景气有望延续12 2.1.特高压基本情况：交流1000kv及以上、直流±800kv及以上的输电工程12 2.1.1.特高压是什么？——高电压、长距离、大容量的输电方案12 2.1.2.为什么需要发展特高压？——我国能源资源与负荷逆向分布，特高压解决长距离输电难题12 2.1.3.我国特高压发展历程——截止2022年共建成特高压线路37条13 2.2.十四五期间特高压建设景气有望延续14 2.2.1.风光大基地推进中外送通道存在缺口14 2.2.2.十四五期间，国网规划24交14直，南网规划1直15 2.3.特高压交流主要设备与竞争格局16 2.3.1.主要设备：关注高价值量的变压器和组合电器等设备16 2.3.2.竞争格局：特高压设备技术难度大，竞争格局稳定19 2.4.特高压直流主要设备与竞争格局20 2.4.1.主要设备：关注壁垒高的变压器、换流阀等设备20 2.4.2.竞争格局：参与者仅少数公司，集中度高23 2.5.柔性直流输电技术未来可期24 3.主网：主网建设与电源建设相配套27 3.1.变压器容量与发电容量存在正相关性27 3.2.输电网的主要设备和竞争格局27 3.2.1.主要设备：核心是变压器等一次设备及继电保护等二次设备27 3.2.2.竞争格局：主网设备参与者较特高压设备更多30 4.配网：配电网智能化建设推进，增量市场需求释放32 4.1.配电网结构复杂，新型电力系统建设对配电网建设提出新要求32 4.1.1.终端用电场景多元，配电系统结构复杂32 4.1.2.新型电力系统建设为配电网升级带来新的挑战与发展方向33 4.2.预期电网投资建设重心将向配电智能化、自动化方面倾斜35 4.2.1.电网建设投资稳定提升，配电环节投资额占比有望提升35 4.2.2.配电环节内部投资重心是二次设备，智能化、配电自动化建设推进36 4.3.配电网改造升级路线以及投资建设需求分析37 4.3.1.适应性改造需求增长——多层级交直流改造技术路线为例37 4.3.2.自动化升级需求增长——配电自动化之馈线自动化为例40 4.4.两网配电建设年投资有望维持3500亿元以上，配网环节竞争分散、格局稳定42 5.智能电表：替换周期叠加新标准实施，智能电表景气上行44 5.1.智能电表是构建智能电网的重要支柱44 5.2.需求主要来自两网采购，推进IR46标准智能电表迎来新机遇45 5.3.智能电网背景下，用电计量系统走向智能化46 5.4.竞争格局：技术难度越高，格局越集中47 6.调度：D5000将成主流调度系统，程序化操作等智能化需求催生技术市场需求52 6.1.新型智能电力调度系统顺应新形势下电力系统发展新特征52 6.2.智能电网调度控制自动化系统的发展需前沿数据与通信类技术支撑53 7.投资建议54 8.风险提示54 图表目录 图1.中国电力系统构成8 图2.国家电网实际投资额（亿元）8 图3.南方电网实际投资额（亿元）8 图4.国家电网投资历程复盘10 图5.新型电力系统面临的问题及重点任务11 图6.特高压交流输电与特高压直流输电示意图12 图7.我国能源资源与负荷呈现逆向分布13 图8.我国历年核准的特高压项目回顾14 图9.我国风光大基地发展历程14 图10.长沙1000kv特高压变电站16 图11.组合电器设备示意图17 图12.1500MVA特高压变压器示意图18 图13.西电西变自主研制的“蒙西-晋中”特高压交流工程晋中站首台1000kV电抗器18 图14.2022年国家电网特高压招标1000kV组合电器份额19 图15.2022年国家电网特高压招标1000kV变压器份额19 图16.2022年国家电网特高压招标1000kV电抗器份额20 图17.特高压直流输电系统基本结构示意图20 图18.特高压直流输电系统整流站和逆变站结构示意图20 图19.±800kV特高压直流工程原理图20 图20.特高压直流换流站主要设备21 图21.灵州-绍兴±800kV特高压工程换流变压器22 图22.±800kV/5000A特高压换流阀22 图23.特高压换流阀组成部件22 图24.干式平波电抗器示意图23 图25.宁夏-湖南直流特高压输电线路换流变压器中标份额23 图26.柔性直流输电系统的典型结构示意图24 图27.乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程云南送端昆北换流站26 图28.昆柳龙直流工程电气主接线简图26 图29.变电设备容量（万千伏安）vs发电装机容量（万千瓦）27 图30.变电设备新增容量（万千伏安）vs发电装机新增容量（万千瓦）27 图31.电力网关系图27 图32.变电站现场图28 图33