计算机行业电力信息化点评：电力体制改革有望加快，重点关注虚拟电厂和配网侧信息化

事项： 2024 年 5 月 23 日，习近平总书记在山东省济南市主持召开企业和专家座谈会上强调进一步全面深化改革，其中国家电力投资集团有限公司董事长、党组书记刘明胜作为代表首先发言，就深化电力体制改革提出意见建议。 国信计算机观点：1）深化电力体制改革再次提及，相关政策密集出台，将加快推动各部门及企事业单位对各项改革的落地，其中新型电力系统的建设成为关键；2）新型电力系统要实现发电用电动态平衡，虚拟电厂、配网侧是建设重点；3）新能源装机量保持高增长，24 年预期全国电力供需紧平衡。新能源消纳成为关键，虚拟电厂调节需求应运而生，国内已有多项成熟案例，未来有望加速推广；4）配电系统是构建新型电力系统的基础，配电网升级将实现柔性灵活调节电网能力，配电网有望加大投资，变压器、智能电表、柔性配电装备迎发展良机。5）国内电力 IT 产业在虚拟电厂、配电网领域均有积极投入，并取得了较好进展。6）投资建议：在电力体制改革大背景下，新能源的广泛接入对传统电力系统的能力提出了更高的要求，也对虚拟电厂等多项创新技术打开了广泛市场空间，能源 IT 产业将迎来中长期的高增长期。 建议关注虚拟电厂和配网侧方向，重点关注朗新集团等电力信息化厂商。7）风险提示：宏观经济影响电网等下游 IT 开支；相关政策推进不及预期；虚拟电厂、配电网等领域投资不及预期；市场竞争加剧等。 评论： 电力体制改革有望加快，新型电力系统建设是关键 深化电力体制改革是当务之急，24 年多项指导政策出台。2024 年 5 月 23 日，深化电力体制改革再次提及，该领域一直是市场关注的焦点。我国从 2002 年的《电力体制改革方案》开始，持续探索电力各领域的改革，如 2003 年出台《电价改革方案》，2005 年的《上网电价管理暂行办法》、《输配电价管理暂行办法》和《销售电价管理暂行办法》等。第一轮电力改革实现了厂网分离、主辅分离等目标，提升了市场效率。2015年提出的《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》，在前期成果上，有序放开输配以外的竞争性环节电价，有序向社会资本放开配售电业务，重点推进理顺电价形成机制、完善市场化交易机制。但是该改革要求和阶段还是停留在以传统能源为主体的电力系统上，无法应对当前新能源快速发展带来的市场和体系变化。因此，23 年 7 月再次发布的《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》具有里程碑意义，新一轮电力体制改革中新型电力系统成为关键。在持续的电力体制改革下，我国电力市场建设也取得了较好的成绩，2023 年全国电力市场交易电量 5.67 万亿千瓦时，占全社会用电量比例从 2016 年不到17%上升到 61.4%。当下电力系统仍面临新能源消纳、源荷时空错配等问题，24 年以来电力行业也加快出台多个重要政策，这些目标的实现均要依赖于新型电力系统的建设。 表1：近期电力改革相关政策 新型电力系统将分三阶段发展。新型电力系统于 21 年首次提出，其是以高比例新能源供给消纳体系建设为主线任务，以源网荷储多向协同、灵活互动为坚强支撑，以坚强、智能、柔性电网为枢纽平台，以技术创新和体制机制创新为基础保障的新时代电力系统，具备安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合四大特点。按照《新型电力系统发展蓝皮书》的规划，我国新型电力系统将经历三个发展阶段：加速转型期（当前-2030 年）、总体形成期（2030-2045 年）、巩固完善期（2045-2060 年）。当下，我国电力系统整处于加速转型期：新型电力系统以支撑“碳达峰”为主要目标，用户侧灵活调节和响应能力提升至 5%以上；终端用能电气化水平提升至 35%左右；推动新能源成为发电量增量主体，装机占比超 40%，发电量占比超 20%； 数字化、智能化技术融合发展；全国统一电力市场体系基本形成。 图1：新型电力系统建设“三步走”发展路径 新型电力系统要实现发电用电动态平衡，虚拟电厂、配网侧是建设重点。分布式电源、多元负荷、储能的广泛应用，让大量用户兼具发电和用电双重属性，柔性灵活成为新型电力系统基于数字化发展的重要技术。 新型电力系统需要 IT 技术和物理、社会系统的深度融合，以支撑复杂精准的感知和调节。大量的分布式能源接入，也对配电网侧提出了新的要求。为达到发电用电动态平衡的目标，虚拟电厂承担了能量和信息调节的角色。 图2：新型电力系统效果展望 新能源消纳压力已现，虚拟电厂建设加快 新能源装机量保持高增长，24 年预期全国电力供需紧平衡。5 月 21 日，国家能源局发布了 1-4 月全国全社会用电量数据为 30772 亿千瓦时，同比增长 9%，其中 4 月用电量同比增长 7%。5 月 23 日，国家能源局发布 1-4 月全国电力工业统计数据，截至 4 月底，全国累计发电装机容量约 30.1 亿千瓦，同比增长 14.1%。 其中，太阳能发电装机容量约 6.7 亿千瓦，同比增长 52.4%；风电装机容量约 4.6 亿千瓦，同比增长 20.6%。 新能源装机保持较高增长。同时，国网能源院发布《中国电力供需分析报告 2024》，预测 2024 年全国全社会用电量将达到 9.8 万亿 kW·h，比上年增长 6.5%。全年新投产装机容量比上年增长 9.4%，规模再创历史新高；到 2024 年底，全国发电装机容量达到 33.2 亿 kW，其中新能源装机占比超过 40%，太阳能装机占比超过 1/4。 图3：2024 年各地方电力需求预测 图4：2024 年底全国发电装机结构预测 新能源消纳成为关键，虚拟电厂调节需求应运而生。根据全国新能源消纳监测预警中心发布的数据，2024年 1-3 月，全国光伏发电利用率为 96%，全国风电利用率 96.1%，同比均有所下降，且已有数个省份利用率低于 95%。其中 2 月光伏发电利用率为 93.4%，是自 2021 年 3 月公布此数据以来首次跌破 95%；2 月风电利用率也只有 93.7%。随着大规模波动性可再生能源接入，传统电网调节方式受到挑战，灵活性调节资源容量不足。按照中国电力科学研究院基于 25 年风光装机 10 亿千瓦测算，将产生 5.62 亿千瓦的调节需求。而虚拟电厂则可以优化调节负荷、储能、分布式能源等资源，解决新能源消纳和调节。 表2：系统调节缺口预测 虚拟电厂是解决电力供需新形势平衡的关键一环。虚拟电厂（VPP）是电力系统和 IT 技术深度融合的创新，可以将区域内的分布式电源、可调节负荷、储能等多种资源聚合在一起，实现自主协调控制并参与电力系统运行和电力市场交易的实体。虚拟电厂能实现能量流和信息流的调度。从 IT 视角来看，虚拟电厂涵盖云（VPP 控制台）、管（通信网络）、边（边缘服务器）、端（监测与调控装置）四大组成部分。虚拟电厂率先在欧美兴起，随着我国能源结构快速转型，新供需平衡压力下，虚拟电厂加快发展。 图5：虚拟电厂实体组成 图6：虚拟电厂 IT 系统架构 政策支持和市场需求，虚拟电厂发展大有可为。国内近年来关于虚拟电厂的政策密集发布，国家发改委、能源局在新型储能、电力市场体系、电力现货市场、需求侧管理、新型电力系统等政策中，均对虚拟电厂提出了明确要求。根据 23 年 5 月的《电力需求侧管理办法(征求意见稿)》，提出“到 2025 年，各省需求响应能力达到最大用电负荷的 3%-5%，其中年度最大用电负荷峰谷差率超过 40%的省份达到 5%或以上”，电力需求侧响应将拉动虚拟电厂的投入。我国虚拟电厂仍在探索期，处于邀约型向市场型过渡阶段。与新型电力系统发展阶段对应，虚拟电厂未来发展也分为三个阶段： 在达峰期（当前-2030 年）：虚拟电厂以邀约为主，负荷型虚拟电厂依托终端用能电气化替代有望快速发展，具备削峰、填谷能力，积极参与需求响应和辅助服务。 在平台期（2030-2045 年）：虚拟电厂进入交易期，聚合资源不断丰富，向源荷混合型转变，利用新型电网技术充分参与集中地电能量市场和辅助服务市场及分散式交易市场，具备更充足的交易议价能力。 在下降期（2045-2060 年）： 虚拟电厂进入自治期，快速发展分布式光伏、分布式风电机组等可再生能源，与综合电力平衡需求和电力市场信息，参与市场交易或进行本地化的消纳和调控。 图7：虚拟电厂国内发展历程 虚拟电厂的运营业务包括数据监测、可调节潜力分析、控制策略、互动效果测量与验证、效益价值综合评估 5 个部分。例如，数据监测与感知是对工业、商业等各类调节资源进行运行参数监测与采集分析。结合各类数据分析，虚拟电厂能帮助用户实现各种调节、控制等功能，提升用户和社会效益。 图8：虚拟电厂业务模型 我国虚拟电厂已有相当案例，未来加速推广可期。以上海为代表，虚拟电厂重点关注需求响应资源的发展。 目前上海市已成功建立了市级虚拟电厂平台，实现了对 12 家不同类型虚拟电厂资源的统一管理和调度，包括黄埔商业建筑虚拟电厂、上海蔚来汽车虚拟电厂、铁塔基站虚拟电厂、国网上海综合能源虚拟电厂等。 目前平台已接入虚拟发电机组共 10078 户，涵盖资源类型包括工商业楼宇、三联供、电动汽车、铁塔基站等，削峰能力 10.7 万千瓦，填谷能力 7.9 万千瓦。上海虚拟电厂已展开多次交易，商业模式以削峰填谷需求响应为主。除上海之外，全国多地也在积极建设虚拟电厂，已上线数十个，未来应用有望加速。 表3：2023 年上线的部分虚拟电厂项目 配电网是虚拟电厂基础，投资有望加大 配电系统是构建新型电力系统的关键。配电网是能源使用的“最后一公里”，也是虚拟电厂的基础，已成为新能源背景下电力系统建设重点。传统配电网承担了电能分配的功能，主要由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器等设施组成。而当下，大规模分布式电源、充电桩等用户侧设备将接入配电网，配电网正逐步演变为区域资源优化配置平台。因此，配电网的物理形态、数字形态、商业形态等均将发生变化，数字化、智能化、灵活性将是新型配电网发展方向。政策和投资层面，配电网建设成为重点，推进现代智慧配电网建设已经成为许多国网省级公司的重点工作。 图9：当下配电系统需要支撑大规模分布式能源接入 配电网升级将实现柔性灵活调节电网能力。配电网正在由无源网向有源网转变，潮流由单向向双向转变，负荷由纯消费型向生产与消费兼具转变，由刚性需求向可调可控转变，调控模式由源网协调为主，向源网荷储协同转变。根据 24 年 2 月发布的《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》，到 2025 年，配电网将具备 5 亿千瓦左右分布式新能源和 1200 万台左右充电桩的接入能力，并与大电网兼容并蓄，实现数字化转型和开放共享系统建设。到 2030 年，配电网将基本完成柔性化、智能化、数字化转型，实现主配微网多级协同、海量资源聚合互动、多元用户即插即用，为更完善的充电基础设施体系提供有力支撑。因此，在大量柔性 IOT 设备支撑下，新型配电系统将从“源随荷动”变为“源荷互动”，实现柔性调节。 图10：配电网物联网解决方案架构 图11：新型配电系统形态 新型配电网带来新投资机遇，变压器、智能电表、柔性配电装备迎发展良机。《意见》同时要求，提高装备能效和智能化水平，加快老旧和高耗能设备设施更新改造。如 2025 年，电网企业全面淘汰 S7（含 S8）型和运行年限超 25 年且能效达不到准入水平的配电变压器，全社会在运能效节能水平及以上变压器占比较 2021 年提高超过 10 个百分点。广泛的用电终端也推动智能电表快速增长，国网电表 24 年第一次招标达到 4416 万只，同比增长 84%。智能电表当前迎来更新周期，有望保持高景气。同时，随着配电网不断升级改造，能量路由器、柔性多状态开关、直流配电设备等也将迎来增长期。未来随着分布式电源装机、电动汽车数量快速提升，终端电能占比逐步提升，配电网投资必然持续加大，变压器、智能电表、柔性配电装备产业链均将受益。 表4：中国能源电力发展展望 国内电力 IT 厂商积极投入，景气度有望上行 虚拟电厂领域，国内电力 IT