2022年電力行業(yè)之電力信息化深度研究

1、2022年電力行業(yè)之電力信息化深度研究1.時代背景：“雙碳”目標(biāo)下新能源發(fā)電是大勢所趨1.1.化石能源不可持續(xù)，“雙碳”政策推動發(fā)電結(jié)構(gòu)變革我國提出“雙碳”目標(biāo)，對碳排放和能耗做出具體要求。2016 年巴黎協(xié)定簽署 后，國際在氣候變化和可持續(xù)發(fā)展問題上達成了共識，多國針對碳排放提出了相應(yīng) 的計劃和措施。中國作為全球最大的能源消費國、生產(chǎn)國和進口國，將碳達峰碳中 和目標(biāo)提上日程。多項政策文件出臺，分別對單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗、單位國內(nèi)生 產(chǎn)總值二氧化碳排放以及非化石能源消費比重等指標(biāo)提出了具體的目標(biāo)。其中，至 2025 年，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比 2020 年下降 13.5%；非化石能源消費比重達

2、到 20%左右。電力系統(tǒng)將在“雙碳”變革中扮演重要角色，其主要體現(xiàn)在電能占終端用能占比提 升，以及新型電力系統(tǒng)建設(shè)上：電能占終端用能比例提升：“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃中提出，到 2025 年， 非化石能源發(fā)電量比重達到 39%左右，電能占終端用能比重將達到 30%左右，未來將有更多電力用戶及端口接入。新型電力系統(tǒng)建設(shè)：2030 年前碳達峰行動方案和關(guān)于印發(fā)“十四五”可再 生能源發(fā)展規(guī)劃的通知中提出降低碳排放的舉措：1）提高風(fēng)電、太陽能裝機、 發(fā)電比例：全面推進風(fēng)電、太陽能發(fā)電大規(guī)模開發(fā)和高質(zhì)量發(fā)展，堅持集中式 與分布式并舉，到 2030 年風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到 12 億千瓦以上；

3、“十四五“期間，可再生能源發(fā)電量增量在全社會用電量增量中的占比超過 50%，風(fēng)電和太陽能發(fā)電量實現(xiàn)翻倍；2）提升電網(wǎng)消納水平：到 2025 年，新 型儲能裝機容量達到 3000 萬千瓦以上；全國可再生能源電力總量消納責(zé)任權(quán) 重達到 33%左右，可再生能源電力非水電消納責(zé)任權(quán)重達到 18%左右。1.2.新能源已具備上網(wǎng)的競爭力，助力“碳指標(biāo)”的達成新能源，指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，包括太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽堋?生物質(zhì)能等。當(dāng)前我國亟需大規(guī)模發(fā)展的新能源以風(fēng)能和太陽能為主。隨著技術(shù)的不斷改進，原先制約新能源發(fā)展的成本環(huán)節(jié)大幅改善，新能源電站發(fā)電 成本不斷下降。IRENA 數(shù)據(jù)顯示，隨著光

4、伏、風(fēng)電裝機量不斷擴大，投資帶來的技 術(shù)革新使得風(fēng)光能源成本迅速下降。光伏、風(fēng)電的成本通常由平準(zhǔn)化度電成本 （LCOE）衡量，即生命周期內(nèi)的成本現(xiàn)值/生命周期內(nèi)發(fā)電量現(xiàn)值。2010-2019 年 間，我國光伏 LCOE 由 0.301 美元/kWh 下降至 0.054 美元/kWh，風(fēng)電 LCOE 由 0.07 美元/kWh 下降至 0.047 美元/kWh。從上網(wǎng)電價上看，風(fēng)電 IV 類資源區(qū)上網(wǎng)電價由 2011 年 0.61 元/kWh 降至 2022 年 0.47 元/kWh（I、II、III 類資源區(qū)為風(fēng)電資源較豐 富的地區(qū)，上網(wǎng)電價更低），大幅縮小與燃煤上網(wǎng)電價的差距；光伏上網(wǎng)電價由

5、 2011 年 1.15 元/kWh 降至 2022 年 0.35 元/kWh，已降至電網(wǎng)企業(yè)平均購電價格水平。光 伏、風(fēng)電上網(wǎng)價格和發(fā)電成本將不再是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素。碳排放配額將進一步放大市場對新能源的需求。碳排放配額是指重點排放單位擁有 的發(fā)電機組產(chǎn)生的二氧化碳排放限額，包括化石燃料消費產(chǎn)生的直接二氧化碳排放 和凈購入電力所產(chǎn)生的間接二氧化碳排放。繼“雙碳”政策提出后，電力、化工、 航空、建材、有色、鋼鐵、石化、造紙八大行業(yè)納入碳控排范圍，對于屬于上述行 業(yè)且年度溫室氣體排放量達到 2.6 萬噸二氧化碳的企業(yè)，予以碳控排管理。過去我 國電力行業(yè)以燃煤為主要發(fā)電形式，據(jù) WRI（世界資源研

6、究所）統(tǒng)計，發(fā)電與供熱 行業(yè)產(chǎn)生的碳排放，約占中國碳排放總量的 41.6%，因此發(fā)電方式向風(fēng)電、光伏等 新能源轉(zhuǎn)變有助于電力行業(yè)降低碳排放，達成碳排放指標(biāo)。在背負(fù)碳排放指標(biāo)的情 況下，化工、建材、鋼鐵等行業(yè)企業(yè)對于新能源的需求將進一步放大；另外，使用 新能源發(fā)電后，余量碳指標(biāo)能夠參與市場化交易并獲取收益。因此隨著控排企業(yè)范 圍的擴張，未來新能源將占據(jù)終端用能的主要位置。2.新能源并網(wǎng)帶來電力供需不匹配問題2.1.新能源發(fā)電用電存在時間錯配，發(fā)電功率波動性高受制于發(fā)電原理，新能源發(fā)電功率波動性高。傳統(tǒng)火電涉及的設(shè)備和傳輸鏈條較為 簡單，且下游用電負(fù)荷端需求穩(wěn)定可預(yù)測，因此普遍采取隨發(fā)隨用的措施。

7、對比來 看，發(fā)電原理方面，風(fēng)電發(fā)電量與風(fēng)力大小相關(guān)，光伏發(fā)電量與光照強度相關(guān)。由 于風(fēng)力和太陽光照強度隨時變化，上述自然現(xiàn)象很難人為預(yù)測或控制，因此導(dǎo)致風(fēng) 力發(fā)電和光伏發(fā)電具有波動性和間歇性特征。過去，風(fēng)電及太陽能裝機較少，電源 側(cè)調(diào)控普遍根據(jù)經(jīng)驗進行判斷；隨著風(fēng)光裝機量的大規(guī)模上升，僅靠常規(guī)電源端的 調(diào)節(jié)難以應(yīng)對新能源日內(nèi)頻繁的功率波動，新能源消納面臨巨大挑戰(zhàn)。2.2.新能源供需存在空間錯配，電網(wǎng)調(diào)度能力迎來挑戰(zhàn)電力資源與負(fù)荷中心空間錯配，輸電網(wǎng)遠(yuǎn)距離輸電能力和調(diào)度能力亟需提升。我國 風(fēng)能資源主要分布于西北、內(nèi)蒙古、西南以及東南海上區(qū)域，太陽能資源主要分布 于西北、西南、內(nèi)蒙古等海拔較高的區(qū)

8、域；用電端則集中在華北、華東、華中等人 口密度較高的地區(qū)。從區(qū)域分布上看，風(fēng)光資源分布遠(yuǎn)離用電大省，出力和負(fù)荷在 地理上呈現(xiàn)逆向分布的特點。此前部分風(fēng)光項目曾由于輸出通道配套滯后，就地消 納能力有限而造成棄電，以風(fēng)電為例，根據(jù)國家能源局，2021 我國棄風(fēng)電量達到 206 億千瓦時，棄風(fēng)率 3.1%，其中青海、蒙西、新疆等西部地區(qū)棄風(fēng)率超過 7%，棄電 問題較為嚴(yán)重。因此大規(guī)模的風(fēng)光并網(wǎng)帶來的空間錯配問題需要通過加強遠(yuǎn)距離輸 電網(wǎng)、調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)等方法緩解。分布式電源接入配電網(wǎng)，隨著分布式電源裝機量增長，現(xiàn)有配網(wǎng)設(shè)施無法滿足日益 復(fù)雜的調(diào)度需求。分布式電源指分布在用戶側(cè)的能源利用系統(tǒng)，通常功率較

9、低，與 環(huán)境兼容，用以滿足電力系統(tǒng)和用戶特定的要求。傳統(tǒng)火力發(fā)電模式下，電廠發(fā)電 后，電力通過升壓接入 110kV 以上的輸電網(wǎng)，隨后輸送至 35kV 以下的配電網(wǎng)，再 分配至用電側(cè)。分布式電源直接接入 35kV 及以下的配電網(wǎng)，再接入用戶側(cè)。分布 式電源根據(jù)使用技術(shù)的不同，可分為熱電冷聯(lián)產(chǎn)發(fā)電、內(nèi)燃機組發(fā)電、燃?xì)廨啓C發(fā) 電、小型水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、燃料電池等。隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)的不 斷成熟和“整縣光伏”等政策的推進，分布式電源成為解決空間錯配問題的方法之 一，其中分布式光伏占據(jù)分布式電源的主要位置，是未來新能源的重要發(fā)展方向之 一。分布式光伏選取工業(yè)園區(qū)、商業(yè)建筑屋頂?shù)扔秒妳^(qū)域附近

10、進行建設(shè)，運行方式 普遍為用戶側(cè)“自發(fā)自用、多余電量上網(wǎng)”。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2020 年我國 分布式光伏裝機容量為 78.31GW，同比增長 25%。分布式光伏單體規(guī)模較小、數(shù)量 多，對配電網(wǎng)的調(diào)度能力、響應(yīng)速度提出了更復(fù)雜的需求，現(xiàn)有配電網(wǎng)無法承載龐 大數(shù)量的分布式電源，因此催生配電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的升級需求。3.解決方法：電力信息化是供需不平衡問題的關(guān)鍵抓手在以風(fēng)電、光伏為主要發(fā)電方式的新型電力系統(tǒng)中，時空錯配問題將導(dǎo)致發(fā)電和用 電側(cè)供需不平衡。電力信息化將成為新型電力系統(tǒng)建設(shè)中平衡供需的關(guān)鍵技術(shù)。本 章我們將分環(huán)節(jié)，從發(fā)電、主網(wǎng)、配電網(wǎng)和用電的角度，分析電力信息化主要環(huán)節(jié) 解決上述挑戰(zhàn)

11、的方法。3.1.發(fā)電環(huán)節(jié)：提升發(fā)電側(cè)預(yù)測水平，確保并網(wǎng)功率穩(wěn)定性強化電站與電網(wǎng)聯(lián)動，發(fā)電側(cè)信息化輔助電網(wǎng)提升并網(wǎng)功率穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)火電不 同的是，新能源電站并網(wǎng)存在發(fā)電功率的波動性問題，高頻變化的功率將對電網(wǎng)的 安全性與穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅。為了輔助電網(wǎng)穩(wěn)定發(fā)電功率，發(fā)電側(cè)可以通過提升信息 化水平，對發(fā)電情況進行預(yù)測、監(jiān)控、運維。發(fā)電側(cè)信息化需求主要包括以下幾個 部分：1）發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)；2）并網(wǎng)智能控制系統(tǒng)；3）電站智能運維系統(tǒng)，包括 集中監(jiān)控、故障檢測等。新能源功率預(yù)測系統(tǒng)為電網(wǎng)調(diào)度提供先行指標(biāo)，功率預(yù)測軟件將成為新能源電站必 備的配套設(shè)施。發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)主要由預(yù)測服務(wù)器、服務(wù)器內(nèi)置軟件和測

12、風(fēng)/測光 設(shè)備構(gòu)成，工作過程包括：獲得原始?xì)庀箢A(yù)報數(shù)據(jù)、建模計算得到高精度氣象預(yù)測 數(shù)據(jù)、計算短期功率預(yù)測數(shù)據(jù)、在軟件中計算超短期功率預(yù)測數(shù)據(jù)以及上傳預(yù)測數(shù) 據(jù)至電網(wǎng)調(diào)度。由于風(fēng)光發(fā)電具有時間的波動性特征，電網(wǎng)端需要對新能源發(fā)電規(guī) 模功率進行量化，并做出及時、合理的發(fā)電規(guī)劃，維持電網(wǎng)安全穩(wěn)定，因此電網(wǎng)公 司對發(fā)電側(cè)裝配功率預(yù)測系統(tǒng)提出了要求。根據(jù)各能源局發(fā)布的發(fā)電廠并網(wǎng)運行 管理實施細(xì)則，新能源電站需要于每天早上 9 點前向電網(wǎng)調(diào)度部門報送短期功率 預(yù)測數(shù)據(jù)，每 15 分鐘向電網(wǎng)調(diào)度部門報送超短期功率預(yù)測數(shù)據(jù)。此外，我國兩大電 網(wǎng)還將考核發(fā)電廠功率預(yù)測的上傳率、準(zhǔn)確率，例如國家電網(wǎng)西北區(qū)域要求

13、短期、 超短期數(shù)據(jù)文件的上傳率大于 95%，風(fēng)電、光伏電站的短期功率預(yù)測曲線最大誤差 不超過 25%和 20%。電網(wǎng)側(cè)向發(fā)電端下達調(diào)度指令，通過并網(wǎng)智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)管控。電網(wǎng)側(cè)接收 到發(fā)電功率預(yù)測數(shù)據(jù)后，需要根據(jù)生產(chǎn)計劃和區(qū)域的用電需求，制定省級發(fā)電和調(diào) 度計劃，形成調(diào)控指令并下放至新能源電站，電站根據(jù)指令實時調(diào)整發(fā)電和電壓情 況并反饋數(shù)據(jù)，因此需要發(fā)電側(cè)安裝并網(wǎng)智能控制系統(tǒng)，基于電網(wǎng)要求，對電力生 產(chǎn)進行實施管控，根據(jù)控制方式可分為：1）自動發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC）：以風(fēng)光并 網(wǎng)的有功功率為控制目標(biāo)，通過優(yōu)化算法，滿足電網(wǎng)的電能調(diào)控需求；2）自動電壓 控制系統(tǒng)（AVC）：以風(fēng)光的無功功率為

14、控制目標(biāo)，將逆變器/風(fēng)機和無功補償裝置 實時運行數(shù)據(jù)上傳電網(wǎng)調(diào)度，接收電壓控制指令并進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制；3）快速頻率 響應(yīng)系統(tǒng)：以電力系統(tǒng)頻率為調(diào)控目標(biāo)。根據(jù)調(diào)研，當(dāng)前并網(wǎng)智能控制系統(tǒng)滲透率 較功率預(yù)測系統(tǒng)相比仍較低，未來隨著新能源電站的建設(shè)，將具有更大的可滲透空 間。運維系統(tǒng)實時監(jiān)測風(fēng)電光伏設(shè)備運行，確保電力供應(yīng)的持續(xù)性和穩(wěn)定性。智能電站 的運維系統(tǒng)分為軟硬件兩方面，硬件包括智能傳感器、有線采集站、巡檢無人機和 通信信道，軟件包含智能檢測軟件、診斷平臺等，需要對電站運行的工況變化進行 可視化，根據(jù)傳感器采集輸回的物理參數(shù)進行分析，預(yù)知設(shè)備的運行故障及變化， 實現(xiàn)設(shè)備的預(yù)測性維護。智能監(jiān)控運維管

15、理系統(tǒng)包含以下細(xì)分功能： 1） 數(shù)據(jù)感知及監(jiān)測：通過傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對逆變器、發(fā)電機組進行數(shù)據(jù)收集 和監(jiān)測，形成組態(tài)圖形及自定義報表； 2） 運行數(shù)據(jù)分析：對發(fā)電效率、故障預(yù)警、發(fā)電量及收益進行分析，實時了解電力 生產(chǎn)的狀態(tài)； 3） 狀態(tài)告警：當(dāng)檢測到潛在隱患時進行預(yù)警和聲光報警，并實時推送至電站管理 中心； 4） 智能運維：對電站的運維成本及效益、人員、任務(wù)進行分析，并發(fā)送定期發(fā)送報 告至管理層。隨著電站數(shù)量的增加和裝機擴容，電站管理信息化需求進一步放大?！笆濉焙?“十三五”階段，電力系統(tǒng)裝機電站中，新能源電站占比較小，電站仍以傳統(tǒng)火電 為主，人工現(xiàn)場輪值即可滿足日常運維需求，信息化需

16、求較為簡單，投資空間有限。 新能源裝機量增加后，傳統(tǒng)人工值守存在效率低、成本高、響應(yīng)時間長等問題，無 法應(yīng)對新能源發(fā)電的高波動性，因此以“五大四小”發(fā)電集團為首，需要對電站的 集中運維系統(tǒng)進行升級，包括監(jiān)控系統(tǒng)、故障檢測、運維管理等模塊，最終實現(xiàn)無人值守或者少人值班，降低電站運營成本并提升運營效率。3.2.主網(wǎng)環(huán)節(jié)：提升電網(wǎng)全息感知水平，加快調(diào)度響應(yīng)速度輸電網(wǎng)建設(shè)和智能化改造是主網(wǎng)提升新能源消納能力的主要途徑。新能源發(fā)電后， 電力將輸送至電網(wǎng)，經(jīng)過輸電、變電、配電等環(huán)節(jié)輸送至用電方，因此電網(wǎng)改造是 新能源并網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中主網(wǎng)（輸變電環(huán)節(jié)）改造主要分為兩部分：1）建設(shè)更 多特高壓輸電網(wǎng)，從而

17、解決新能源發(fā)電的空間錯配問題，推動電網(wǎng)的三維設(shè)計、數(shù) 字孿生軟件的需求增加；2）提升電網(wǎng)智能化水平，提升調(diào)度響應(yīng)速度，從而應(yīng)對新 能源發(fā)電功率高頻波動的挑戰(zhàn)。特高壓工程解決新能源空間錯配問題，電網(wǎng)設(shè)計進入加速階段，設(shè)計軟件需求凸顯。 特高壓電網(wǎng)指 1000kV 及以上交流電網(wǎng)或800kV 及以上直流電網(wǎng)，具有遠(yuǎn)距離、大 容量、低損耗、占用土地少，輸電能力可達到 500 千伏超高壓輸電的 2.4 倍5 倍。 隨著集中式風(fēng)電、光伏電站建設(shè)加速推進，特高壓電網(wǎng)將成為解決空間供需錯配問 題的手段，因此我國電網(wǎng)公司也提升了特高壓工程建設(shè)投資。截至 2021 年末，我國 電網(wǎng)在運建成特高壓工程 32 條，

18、核準(zhǔn)在建特高壓 3 條。其中，國家電網(wǎng)“十四五” 期間，規(guī)劃建設(shè)特高壓工程“24 交 14 直”，涉及線路 3 萬余公里，變電換流容量 3.4 億千伏安，總投資 3800 億元。高額電網(wǎng)建設(shè)投資拉動了電力設(shè)計的需求，電力 BIM 設(shè)計軟件將成為特高壓電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)工具。新能源并網(wǎng)導(dǎo)致電網(wǎng)運行工況變化加劇，需提升智能化水平保障電網(wǎng)穩(wěn)定性。舊有 電力生產(chǎn)以常規(guī)煤電和水電為主，產(chǎn)電側(cè)功率和負(fù)荷端普遍在一定范圍內(nèi)小幅波動， 電網(wǎng)管理人員可依據(jù)經(jīng)驗，直接對電力進行調(diào)度。新能源接入后，風(fēng)光發(fā)電具有隨 機性和波動性，設(shè)備的運行工況變化較大，現(xiàn)有調(diào)度響應(yīng)速度不足以保證電網(wǎng)的運 行穩(wěn)定。此外，變電站信息技術(shù)管理

19、存在自動化水平滯后、變電站內(nèi)系統(tǒng)繁雜冗余、 信息利用效率低、對調(diào)度主站和生產(chǎn)管理主站信息支撐不足等痛點。因此主網(wǎng)側(cè)急 需提升調(diào)度響應(yīng)能力，提升并網(wǎng)消納能力。主網(wǎng)側(cè)智能化升級需求分為兩部分：1） 新一代調(diào)度系統(tǒng)：新一代調(diào)度系統(tǒng)提出實時和準(zhǔn)實時的新能源信息采集交互方 式，通過 IEC-104 標(biāo)準(zhǔn)通信信道的方式對風(fēng)機狀況、功率控制指令等實時性要 求較高的信息進行采集和下發(fā)，利用基于 GIS 技術(shù)的可視化手段進行展示，滿 足調(diào)度員對接入電網(wǎng)的新能源信息的監(jiān)視和控制需要，將原本離線計算的準(zhǔn)實 時狀態(tài)估計變成在線的實時測算，做到整個電網(wǎng)的全息感知和在線精準(zhǔn)計算。 2） 新一代變電系統(tǒng)：同傳統(tǒng)變電站信息管

20、理模式相比，新型變電系統(tǒng)拓寬了管理 范圍：1）能夠應(yīng)對層次和結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的信息采集和信息處理；2）能夠?qū)崿F(xiàn)實時 狀態(tài)的監(jiān)視與控制和變電站高級應(yīng)用功能，包括電壓無功自動調(diào)節(jié)、程序化操 作與控制、保護信息管理、設(shè)備維護、計劃檢修、信息分析與綜合告警、輔助決 策支持、維護與配置、操作仿真與培訓(xùn)，支撐調(diào)控一體化業(yè)務(wù)和變電站無人化值 守。3.3.配電環(huán)節(jié)：信息化提升配網(wǎng)調(diào)配效率，解決多元出力/負(fù)荷問題集中式與分布式電源并舉增加配電網(wǎng)調(diào)配復(fù)雜度，多元負(fù)荷化問題催生配電智能化、 虛擬電廠等系統(tǒng)的需求。相比于110KV及其以上電壓等級的主網(wǎng)，配電網(wǎng)是指 35KV 及其以下電壓等級的電網(wǎng)，其作用是給城市各配電站和

21、各類用電負(fù)荷供給電源，是 城市的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、連接電網(wǎng)與用戶的重要紐帶。過去以火電主導(dǎo)的發(fā)電結(jié)構(gòu)下， 配電網(wǎng)電力全部來自主網(wǎng)，輸入側(cè)較為單一，配電主要依靠經(jīng)驗進行人工調(diào)節(jié)。隨著分布式電源裝機增加并直接接入配電網(wǎng)，配電網(wǎng)電力輸入側(cè)更加多元化，且分布 式光伏的發(fā)電功率波動性較高，僅依靠經(jīng)驗或人工調(diào)節(jié)無法滿足調(diào)配需求，因此需 要提升配電網(wǎng)智能化水平，滿足發(fā)電資源分散化時代的配電需求。配電網(wǎng)升級主要 分為兩方面：1）升級傳統(tǒng)配電自動化系統(tǒng)，提升配電設(shè)備的感知、響應(yīng)能力，實現(xiàn) 實時監(jiān)控和電能分析；2）利用日益增加的分布式發(fā)電、儲能以及可控負(fù)荷資源，建 成更多微電網(wǎng)或虛擬電廠，響應(yīng)電網(wǎng)邀約并減緩電力供需緊

22、張。建設(shè)新一代配電自動化系統(tǒng)，提升配電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息監(jiān)測與分析能力，方能有效提升 管控水平。配電自動化系統(tǒng)實現(xiàn)對配電網(wǎng)的運行調(diào)度、配網(wǎng)故障搶修、配電設(shè)備檢 修維護、分布式電源運行接入控制等方面進行全方位的智能化管控。該系統(tǒng)由信息 交互總線、配電自動化主站系統(tǒng)、分布式電源接入控制系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、配電終端 和智能一次配電設(shè)備組成，能夠完成配電網(wǎng)海量實時數(shù)據(jù)的智能監(jiān)控、饋線自動化、 配電網(wǎng)信息的集成整合與共享、分布式新能源發(fā)電的實時監(jiān)視、電能統(tǒng)計分析等關(guān) 鍵功能。微電網(wǎng)提高配電網(wǎng)對分布式電源的接納能力。微電網(wǎng)指由分布式電源、儲能裝置、 能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)分

23、布式 電源的靈活、高效應(yīng)用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式電源并網(wǎng)問題。微電網(wǎng) 具有并網(wǎng)運行和獨立運行兩種模式： 并網(wǎng)型微電網(wǎng)在可以實現(xiàn)自治管理的同時也與配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，實現(xiàn)電力交換， 通常運用在校園、醫(yī)院、城市工業(yè)園區(qū)等領(lǐng)域，并網(wǎng)型微電網(wǎng)在遇到故障或電 能質(zhì)量不滿足要求的情況下，將及時斷開與電網(wǎng)的鏈接從而獨立運行; 獨立型微電網(wǎng)主要通過系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電與用電單元，實現(xiàn)電力的自發(fā)自用，主要應(yīng) 用于海島、西北偏僻地區(qū)及山村等環(huán)境惡劣、用電條件不便的地區(qū)。 微電網(wǎng)可以實現(xiàn)在特定區(qū)域內(nèi)消納部分分布式電源的發(fā)電，余量電量再進行并網(wǎng)， 從而減緩分布式電源對于配電網(wǎng)的沖擊。微電網(wǎng)內(nèi)除分布式發(fā)電、儲能、用電單位

24、等基礎(chǔ)資源外，仍需建設(shè)電力管理系統(tǒng)，滿足微網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的電力調(diào)度功能，實現(xiàn)區(qū) 域內(nèi)電力的高效、穩(wěn)定運行。虛擬電廠參與需求側(cè)響應(yīng)及電力交易，緩解電力供需緊張。虛擬電廠能夠聚合分布 式發(fā)電、儲能、可控負(fù)荷資源，利用通信技術(shù)和軟件算法優(yōu)化電力調(diào)度，參與需求 側(cè)響應(yīng)或電力交易從而最大化收益，較其他形式的電廠具有成本低、效率高的優(yōu)勢， 投入成本約為火電廠的 1/8，是智能電網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)之一。我國虛擬電廠正處于由 0 到 1 的起步階段，各省逐漸開展虛擬電廠試點，借助該技術(shù)提升區(qū)域電力調(diào)度 效率。從技術(shù)角度看，虛擬電廠運營商需要對用電計量、信息通信及智能調(diào)度算法 進行布局，具備電能在線監(jiān)測與運行管理系統(tǒng)、

25、分鐘級負(fù)荷監(jiān)控能力，實現(xiàn)運營商 對終端基礎(chǔ)資源的管理并參與電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)；電網(wǎng)公司需要新增聚合商運營管理 系統(tǒng)，實現(xiàn)各聚合商數(shù)據(jù)的分析、處理及可視化功能。3.4.用電環(huán)節(jié)：用電需求多元化，促使原有信息化系統(tǒng)適配升級新能源接入增加用電端口，用電側(cè)管理信息化需適配升級。需求方面，隨著分布式 光伏、微電網(wǎng)、電動汽車充電樁等出力和負(fù)荷端的接入，用電需求日益復(fù)雜，原有 的用電側(cè)管理類系統(tǒng)，如用戶采集、電力營銷、電力計量系統(tǒng)無法滿足多元負(fù)荷環(huán) 境下的用電需求；供給方面，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)逐漸成熟，能夠支 撐更大數(shù)據(jù)量的信息收集與高速運算。因此用電側(cè)的管理信息系統(tǒng)迎來升級換代， 包括用電采集系統(tǒng)

26、、電力營銷系統(tǒng)、以及電力交易輔助決策平臺等。信息采集范圍隨分布式電源接入增大，新一代用電采集系統(tǒng)已實現(xiàn)落地推廣。新一 代用電采集系統(tǒng)集現(xiàn)代數(shù)字通信、計算機軟硬件、用電異常智能判斷告警、電能計 量、電力負(fù)荷控制和電力營銷等技術(shù)為一體，對信息進行實時采集與分析處理，強 調(diào)高速響應(yīng)、模塊化、高可靠性和低成本。此外，用電采集系統(tǒng)需要進行前置，以 滿足分布式電源、微電網(wǎng)等設(shè)施的接入，信息采集的范圍擴大。2021 年 11 月，國 網(wǎng)首個新一代用采系統(tǒng)（采集 2.0）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計版本上線福建，項目圍繞數(shù)字化轉(zhuǎn)型， 接入了 2023 萬個智能電表、1.3 萬個漏電保護器和 8.86 萬個智能開關(guān)，具有高靈活

27、性、設(shè)施接入兼容性更高的特點，電量數(shù)據(jù)采集時長從 1.0 的 30 分鐘縮短至 5 分 鐘。未來圍繞微電網(wǎng)、充電樁等新的業(yè)務(wù)場景，新一代用采系統(tǒng)將在全國范圍內(nèi)推 廣，從而滿足更加復(fù)雜化的用電場景。電力商品屬性凸顯，售電市場競爭者增加提升電力營銷系統(tǒng)的重要性。電力營銷即 指電力企業(yè)以滿足電力消費需求為目的，開展一系列與市場有關(guān)的經(jīng)營活動提供電 力產(chǎn)品和服務(wù)。隨著我國電力市場的不斷開放，電網(wǎng)企業(yè)逐漸放開售電權(quán)，單一的 售電主體地位被打破，售電側(cè)出現(xiàn)越來越多的競爭者。在全面競爭環(huán)境下，數(shù)字化 營銷成為電網(wǎng)企業(yè)和售電公司重點升級方向，包括數(shù)字化渠道管理、客戶關(guān)系管理 等。新型電力營銷系統(tǒng)在完成傳統(tǒng)電力

28、營銷抄表、核算、收費、維修等業(yè)務(wù)的基礎(chǔ) 上，還將市場化營銷活動納入其中，需要實現(xiàn) 1）用戶數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)；2）跨部門的 數(shù)據(jù)共享；3）支持更加復(fù)雜的電價結(jié)算功能。未來，新一代電力營銷系統(tǒng)將以省份 為單位，陸續(xù)進行升級換代。電力市場化伴隨政策落地穩(wěn)步推進，電力交易相關(guān)信息化需求快速增長。2015 年，國務(wù)院關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見確認(rèn)了我國電力市場的發(fā)展目 標(biāo)：逐步建立以中長期交易規(guī)避風(fēng)險，以現(xiàn)貨市場發(fā)現(xiàn)價格，交易品種齊全、功能 完善的電力市場，在全國范圍內(nèi)逐步形成競爭充分、開放有序、健康發(fā)展的市場體 系。2017 年選擇南方（以廣東起步）、浙江等 8 個地區(qū)作為第一批電力現(xiàn)貨市場建

29、設(shè)試點。2021 年現(xiàn)貨交易試點新增 6 個省份，陸續(xù)啟動包括單日、多日、周、雙周、 整月甚至多月的結(jié)算試運行工作。截至目前，我國電力市場交易主要包括電力中長 期交易和電力現(xiàn)貨交易，未來將逐步開展調(diào)頻、調(diào)峰、備用等輔助服務(wù)交易以及發(fā) 電權(quán)交易、可再生能源電力綠色證書交易等其他相關(guān)交易。2021 年，全國各電力交 易中心累計組織完成市場交易電量 37,787 億千瓦時，同比增長 19.3%，占全社會用 電量比重為 45.5%，同比提高 3.3 個百分點。電力市場交易將帶來兩方面的信息化 投入：1）對于電力交易參與主體，未來或?qū)⒃黾釉陔娏灰纵o助決策系統(tǒng)方面的投 入，提升參與主體在電力交易中的收益

30、；2）對于電網(wǎng)側(cè)，需要建立全國及各省的電 力市場技術(shù)支撐平臺，適應(yīng)各區(qū)域電力交易規(guī)則，完成交易的申報、結(jié)算、出清等 工作。面向現(xiàn)貨與中長期交易，電力交易輔助決策平臺助力交易管理。電力交易輔助決策 平臺面向交易參與主體，指通過高精度的功率預(yù)測、電價預(yù)測、極端天氣預(yù)警及儲 能 EMS 充放電優(yōu)化策略等系統(tǒng)，生成有效的交易申報策略。其中，對于電力中長期 交易品種，電力交易參與主體若無法按照交易合約提供/消納電力，將會面臨高額的 考核費用，因此需要對電量、電價進行精準(zhǔn)的中長期預(yù)測；對于現(xiàn)貨交易品種，電 力交易輔助平臺需要針對高頻變化的電價、電量數(shù)據(jù)計算出合適的競價策略。隨著 電力交易試點推進，電力交易

31、品種逐漸豐富，交易輔助決策系統(tǒng)將成為各電力交易 參與主體的必需品。面向電網(wǎng)側(cè)，新一代電力市場技術(shù)支撐平臺需要實現(xiàn)包括市場發(fā)布、市場申報、市 場出清、市場監(jiān)視、市場分析、市場模擬推演等電力交易全業(yè)務(wù)功能。相比以往單 一交易模式，新系統(tǒng)將根據(jù)各省電力市場要求，準(zhǔn)確匹配當(dāng)?shù)厥袌鲆?guī)則，通過智能 數(shù)據(jù)分析和預(yù)測，支撐購售電交易決策，滿足售電公司與企業(yè)運營管理需要。從技術(shù)架構(gòu)角度看，平臺包括數(shù)據(jù)層、平臺層、服務(wù)層、應(yīng)用層、展示層 5 層架構(gòu)。數(shù) 據(jù)層抽取、聚合平臺運行數(shù)據(jù)，供上層服務(wù)調(diào)用。平臺層基于云架構(gòu)，實現(xiàn)服務(wù)器 資源自動擴展，提高系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用承載能力和資源利用效率。服務(wù)層通過業(yè)務(wù)能力 沉淀，形成中臺

32、支撐能力，支撐快速變化的業(yè)務(wù)需求。考慮到省間省級市場業(yè)務(wù)差 異化、系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性等因素，部署方式上采用兩級部署，即北京及廣州電力交 易中心部署省間交易平臺，省級電力交易中心部署省級交易平臺。4.中外對比：電力市場化和配電信息化投資是未來的發(fā)展方向4.1.歐洲電力市場化促進新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與中國的“先有新能源政策，后有電力市場化”相反，歐洲電改完成快于新能源產(chǎn) 業(yè)起步，新能源溢價補貼政策融入了市場化因素。從電改角度看，歐洲電改于 20 世 紀(jì) 90 年代完成，歐盟各成員國間跨國電力貿(mào)易可以通過協(xié)商方式開展，售電商自由 競爭開放，發(fā)電側(cè)可以通過競爭上網(wǎng)的方式接入輸電網(wǎng)；2008 年歐洲電力現(xiàn)貨交

33、易 所 EPEX SPOT 脫胎于德法兩國電交所，市場化交易品種進一步豐富。中國 2002 年 完成第一次電改，實現(xiàn)了廠網(wǎng)分離，但市場化電力交易試點直到 2016 年才正式提 出，2021 年才真正提出包括煤電在內(nèi)的浮動電價機制。較歐洲進程相比，中國電力 市場化仍處于起步階段。從新能源產(chǎn)業(yè)政策看，歐洲新能源產(chǎn)業(yè)始于 21 世紀(jì)初，德國率先頒布可再生能源 法，隨后歐洲各國相繼提出新能源電價補貼政策，其中以固定補貼和溢價補貼為主 要模式：早期德國等國家采用固定補貼模式，電價=可再生能源附加費+電網(wǎng)費+購 電和銷售成本+其他稅費，其中可再生能源附加費即為新能源補貼，由供需決定、消 費者承擔(dān)；2010

34、 年后，固定補貼逐漸轉(zhuǎn)為溢價補貼模式，新能源參與市場競價上網(wǎng)， 競標(biāo)成功后給予可再生能源附加費補貼。同歐洲模式對比，中國的新能源補貼政策 與固定補貼模式較為接近，但補貼水平由政府直接決定，不與市場供需掛鉤。2006 年中國首次提出上網(wǎng)電價補貼的框架，于 2009 年、2011 年、2014 年先后將陸上風(fēng) 電、集中式光伏、分布式光伏及海上風(fēng)電納入補貼范圍，至今已實現(xiàn)補貼退坡。對比中國及歐洲的新能源政策和電力市場化的時間線，我們認(rèn)為，歐洲電改早于新 能源發(fā)展，一方面，歐洲各國在制定補貼激勵政策時，能夠?qū)⑹袌龉┬枨闆r納入到 補貼的制定機制中，避免了新能源發(fā)電側(cè)的過度供應(yīng)和棄風(fēng)棄光現(xiàn)象；另一方面，

35、新能源參與市場競價，能夠利用市場競爭推動新能源降低建設(shè)成本，加速技術(shù)進步 并最終實現(xiàn)新能源降價。歐洲新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展與電力市場化互相成就。一方面，新能源的引入豐富了電力的 交易品種，電力現(xiàn)貨、長期購電協(xié)議（PPA）等品種交易更加活躍，大幅提升電力市 場化的效率；另一方面，相對于煤電需要考慮燃煤成本，新能源發(fā)電邊際成本幾乎 為 0，隨著新能源引入電力交易市場，新能源建設(shè)完成并進入平穩(wěn)發(fā)電期后，新能 源電力的價格將逐步下降，新能源發(fā)電商收益空間顯著大于需要考慮燃煤成本的煤 電廠商，因此新能源發(fā)電將逐漸成為電力市場主流。我國電力市場化逐步放開，退補后或?qū)⒂伞笆袌觥眮硗苿有履茉窗l(fā)展。從現(xiàn)行交易試點情況來

36、看，我國電力市場交易主要包括電力中長期交易和電力 現(xiàn)貨交易，并已適度開展調(diào)頻、調(diào)峰、備用等輔助服務(wù)交易以及發(fā)電權(quán)交易、 可再生能源電力綠色證書交易等其他相關(guān)交易。根據(jù)數(shù)據(jù)，2021 年，中國電力市場交易（含發(fā)電權(quán)交易電量、不含抽水蓄能低谷抽水交易電量等特 殊交易電量）為 37787 億千瓦時，占全社會用電量的比重 45.5%。隨著現(xiàn)貨交 易的逐漸成熟，新能源電站可直接參與電力現(xiàn)貨交易獲取收益，提升經(jīng)濟性。除現(xiàn)貨交易品種外，中國在長期購電協(xié)議品種方面也取得了實質(zhì)性進展。我國 于 2022 年 3 月實現(xiàn)了第一份長期購電合同（PPA）的落地，交易雙方國家電投 與巴斯夫簽署了長達 25 年的可再生能

37、源合作框架。合作內(nèi)容為，由國家電投為 巴斯夫位于廣東湛江的新一體化基地后續(xù)裝置供應(yīng)可再生能源電力，雙方交易 的新能源以廣東供應(yīng)為主，以國家電投就近新能源為后備，主要為海上風(fēng)電及 光伏。第一份長期購電合同的落地有望推動后續(xù)該品種合同的標(biāo)準(zhǔn)化，為后續(xù) 的新能源建設(shè)提供融資渠道。 綜上，借鑒歐洲經(jīng)驗，未來隨著我國電力市場化逐步放開，交易量不斷上升，且交 易品種逐漸走向多元化和標(biāo)準(zhǔn)化，電力市場化將進一步推動退補后的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā) 展，加速推進雙碳目標(biāo)實現(xiàn)。4.2.歐洲智能電網(wǎng)投資加碼，配電網(wǎng)智能化投資占比較高歐洲是全球智能電網(wǎng)發(fā)展較先進的地區(qū)，歐盟 2020 年智能電網(wǎng)投資規(guī)模達到 565 億歐元，滲透

38、率 67%。智能電網(wǎng)指將計算機、自動化和物聯(lián)設(shè)備技術(shù)融入電網(wǎng)，以 數(shù)字方式響應(yīng)快速變化的電力需求的新型電網(wǎng)。根據(jù)歐盟委員會報告，2020 年歐盟 國家智能電網(wǎng)投資規(guī)模約為 565 億歐元；根據(jù) NortheastGroup，2020 年西歐地區(qū)智 能電網(wǎng)滲透率約為 67%；根據(jù)沙利文，2015-2025 年，歐洲智能電網(wǎng)市場收入預(yù)計 將以 8.6%的復(fù)合年增長率增長。我國智能電網(wǎng)建設(shè)仍處于高速發(fā)展階段，智能化滲 透程度對標(biāo)歐洲仍有較大成長空間。從細(xì)分環(huán)節(jié)看，沙利文預(yù)測，需求響應(yīng)、智能 計量、配電自動化管理將成為歐洲智能電網(wǎng)的主要投資方向： 1） 需求響應(yīng)：電力用戶根據(jù)電力價格、電力政策的動態(tài)改

39、變而暫時改變其固有的 習(xí)慣用電模式，達到減少或推移某時段的用電負(fù)荷而響應(yīng)電力供應(yīng)的效果，從而保 證電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。需求響應(yīng)將成為歐洲智能電網(wǎng)市場中市場規(guī)模增長最快的部 分，預(yù)計 2015-2025 年復(fù)合增長率為 17.6%。 2） 高級智能計量：與傳統(tǒng)計量設(shè)備不同，高級智能計量強調(diào)設(shè)備在不同應(yīng)用程序 及服務(wù)提供商之間進行雙向通信。預(yù)計 2015-2025 年，高級智能計量設(shè)備收入復(fù)合 增長率將達到 12.4%。3） 配電自動化管理：包括遠(yuǎn)程監(jiān)控和基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能設(shè)備。2015 年歐 盟國家配電網(wǎng)管理部分的投資占智能電網(wǎng)投資約 68%， 2015-2020 年配電自動化管 理復(fù)合增長

40、率達 8%。配電網(wǎng)運營商是歐洲智能電網(wǎng)最大的投資主體。歐洲電力產(chǎn)業(yè)鏈與中國較為相似， 分為發(fā)電、輸電、配電和售用電環(huán)節(jié)，但從投資主體來看，歐洲電網(wǎng)環(huán)節(jié)運營商更 加分散：中國的輸變電和配電均由電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)運營，而歐洲電網(wǎng)運營主體則進一 步劃分為輸電網(wǎng)運營商（TSO）和配電網(wǎng)運營商（DSO）。輸電網(wǎng)運營商（TSO）負(fù)責(zé)控制和運行輸電網(wǎng)（歐洲 220kV 和 380kV 電壓的輸 電網(wǎng)絡(luò)），包括監(jiān)測和控制電網(wǎng)內(nèi)斷路器、開關(guān)以及輸電網(wǎng)的電壓。歐洲各國根 據(jù)區(qū)域劃分輸電網(wǎng)運營商的管轄范圍，以德國為例，德國四家 TSO（TenneT, 50Hertz, Amprion 和 TransnetBW）分別負(fù)責(zé)德

41、國四部分區(qū)域輸電網(wǎng)的運營，同 時四家運營商通過參與歐洲互聯(lián)電網(wǎng)（ENTSO-E）的方式進行跨國電力交易。配電網(wǎng)運營商（DSO）負(fù)責(zé)將能源進行分配和管理，并輸送給終端消費者。歐 盟成員國中，配電網(wǎng)運營商數(shù)量顯著大于輸電網(wǎng)運營商，其中法國與意大利 DSO 數(shù)量超過 160 和 130 個，市場化競爭激烈。隨著更多分布式可再生能源直 接輸入配電網(wǎng)，以及終端用能需求的增加（如新能源電動車），配電網(wǎng)功能更加 復(fù)雜，市場化競爭促進 DSO 加強智能化建設(shè)以支撐更加復(fù)雜的用能需求，同時 實現(xiàn)降本提效。 根據(jù)歐盟委員會數(shù)據(jù)，配電網(wǎng)運營商在智能電網(wǎng)投資中占主導(dǎo)地位，顯著高于發(fā)電 側(cè)、用電側(cè)、TSO 及大學(xué)院校。

42、對標(biāo)德國，我國配電網(wǎng)信息化投資仍有提升空間。由于中國新能源補貼政策與德國 初期較為相似，且德國在風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)展方面全球領(lǐng)先，我國未來新能源 裝機占比將向德國水平趨近，因此選取德國作為參考。從電網(wǎng)投資看，根據(jù) SmartCitiesWorld，到 2026 年，德國預(yù)計將在智能電網(wǎng)上投入 236 億美元。其中， 預(yù)計配電網(wǎng)高級傳感器、通信、軟件部分投資將達到 141 億美元，占比約為 59.7%。 對比中國情況，根據(jù)十二五、十三五時期國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報告，2011-2020 年國家電網(wǎng)區(qū)域配電環(huán)節(jié)投資占總智能化信息化投資比例為 24%；到“十四五”時 期，預(yù)計配電環(huán)節(jié)投資占比增至 4

43、0%。盡管“十四五”時期配電網(wǎng)信息化智能化投 資比重逐漸加大，但較德國的投資比例仍有較大提升空間，未來配電網(wǎng)部分的信息 化智能化投資將成為重點。5.投資空間：電力信息化需求催生千億投資空間發(fā)電信息化側(cè)空間超 70 億元。當(dāng)前我國發(fā)電企業(yè)競爭格局為“五大四小+兩大設(shè)計 院+地方性能源集團”，其中“五大”指國家能源集團、大唐集團、華能集團、華電 集團和國家電投，“四小”包含華潤電力、三峽能源、國投電力和中廣核，兩大設(shè)計 院指中電建和中能建，發(fā)電企業(yè)形成多樣化競爭格局。大型發(fā)電集團相繼提出“十 四五”期間新能源裝機目標(biāo)，根據(jù)我們的統(tǒng)計，預(yù)計將新增新能源裝機容量約 5.5 億 千瓦，發(fā)電信息化側(cè)空間超

44、 70 億元。電網(wǎng)側(cè)信息化空間巨大。盡管隨著電改的進行，配電、售電業(yè)務(wù)逐漸允許民間資本 介入，但我國電網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)仍由電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)。電網(wǎng)環(huán)節(jié)涉及電力的核心調(diào)度業(yè) 務(wù)，承擔(dān)著新型電力系統(tǒng)最關(guān)鍵的功能，因此信息化升級需求較發(fā)電環(huán)節(jié)更加旺盛， 是電力信息化投資的主力。我國的電網(wǎng)業(yè)務(wù)主要由國家電網(wǎng)、蒙西電網(wǎng) 三家公司負(fù)責(zé)，管控以區(qū)域進行劃分：1）國家電網(wǎng)：受國資委直接管控，經(jīng)營區(qū)域覆蓋我國 26 個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）， 供電范圍占國土面積的 88%； 2）：受國資委直接管控覆蓋五省區(qū)，并與香港、澳門地區(qū)以及東南亞國家 的電網(wǎng)相聯(lián)，供電面積 100 萬平方公里； 3）蒙西電網(wǎng)：全國唯一獨立的省級管理電

45、網(wǎng)企業(yè)，內(nèi)蒙古自治區(qū)國有企業(yè)，為內(nèi)蒙 古西部 8 個盟市提供供電業(yè)務(wù)?？傮w而言，蒙西電網(wǎng)較小，因此我們將分析的重點 放在國家電網(wǎng)和上。 三大電網(wǎng)不同區(qū)域間線路相對獨立，國網(wǎng)和南網(wǎng)間僅有三峽-廣東 500 千伏直流工 程為互聯(lián)通道，主要承擔(dān)三峽水電直接輸送至的任務(wù)。兩網(wǎng)電力信息化文件密集印發(fā)。國網(wǎng)方面，繼國家電網(wǎng)董事長在 2021 能源電力轉(zhuǎn) 型國際論壇上提出“十四五”電網(wǎng)投資 3500 億美元（約合 2.23 萬億人民幣）目標(biāo) 后，國網(wǎng)陸續(xù)召開工作會議，在電網(wǎng)高效調(diào)度、微電網(wǎng)建設(shè)、智慧計量方面均提出 要求。南網(wǎng)方面，繼“十四五”電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃提出 “十四五“期間南 網(wǎng)總投資約 6700 億元目標(biāo)

46、后，于 2022 年 3 月先后發(fā)布數(shù)字電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)框 架白皮書（2022 年）、公司碳達峰行動方案和公司“十四 五”數(shù)字化規(guī)劃，為計算機技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)設(shè)定了框架。5.1.發(fā)電環(huán)節(jié)：細(xì)分市場小而美，整機或軟件服務(wù)廠商有望受益發(fā)電側(cè)信息化軟件專業(yè)壁壘高，市場小而美。我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，應(yīng)電網(wǎng)公 司要求，發(fā)電側(cè)對于信息化系統(tǒng)的主要需求為電站的發(fā)電功率預(yù)測、并網(wǎng)智能控制 系統(tǒng)和運維系統(tǒng)。經(jīng)測算，“十四五”期間，發(fā)電側(cè)信息化投入約 70 億元，其中并 網(wǎng)智能控制系統(tǒng)占比超過 60%，是發(fā)電側(cè)信息化投資的重點方向。新能源裝機增長催生“十四五”期間功率預(yù)測軟件 27 億市場規(guī)模。從規(guī)模上看，根 據(jù)沙利

47、文中國新能源軟件及數(shù)據(jù)服務(wù)行業(yè)研究報告，2019 年發(fā)電功率預(yù)測市場 的規(guī)模約為 6.34 億元，預(yù)計 2019-2024 年復(fù)合增長率將達到 16.2%，至 2024 年市場 規(guī)模增長至 13.41 億元，其中光伏發(fā)電功率預(yù)測市場規(guī)模預(yù)計為 6.51 億元，風(fēng)力發(fā) 電功率預(yù)測市場規(guī)模預(yù)計為 6.90 億元。我們測算，到 2025 年，國內(nèi)累計風(fēng)電和光 伏裝機規(guī)模有望分別達到 546GW/664GW，假設(shè)單個風(fēng)電站/光伏電站的平均裝機容 量為 10 /5 萬千瓦，對應(yīng)風(fēng)電/光伏電站數(shù)量約為 5458/13270 個。根據(jù)調(diào)研，功率預(yù) 測軟件普遍采取按年收服務(wù)費的模式，假設(shè)風(fēng)電/光伏功率預(yù)測軟件

48、年服務(wù)費單價維 7.3/5.8 萬元，則對應(yīng) 2025 年風(fēng)電/光伏功率預(yù)測軟件市場規(guī)模為 4.0/7.7 億元，合計 11.7 億元，測算結(jié)果與沙利文預(yù)測相符。此外，風(fēng)電、光伏的功率預(yù)測需要安裝預(yù) 測設(shè)備，假設(shè)風(fēng)電/光伏預(yù)測設(shè)備單價分別為 29/9 萬元，則對應(yīng) 2025 年市場規(guī)模為 7.7/7.4 億元，合計風(fēng)光整體功率預(yù)測服務(wù)市場規(guī)模為 26.7 億元。并網(wǎng)智能控制系統(tǒng)扮演重要角色，市場規(guī)模 33 億元。以往新能源的信息化主要集 中于電站側(cè)，隨著新能源逐步替代火電成為發(fā)電主力，信息化的應(yīng)用從單一的電站 管理向發(fā)電、輸電全流程管理轉(zhuǎn)型。并網(wǎng)智能控制系統(tǒng)作為鏈接電站與電網(wǎng)的數(shù)據(jù) 橋梁，將成

49、為發(fā)電側(cè)信息技術(shù)布局的重點之一。經(jīng)調(diào)研，新能源電站的自動發(fā)電控 制系統(tǒng)（AGC）/自動電壓控制系統(tǒng)（AVC）單價普遍為 30 萬元左右。根據(jù)測算，2020 年市場規(guī)模約為 5.04 億元，到 2025 年市場規(guī)模將增長至 32.5 億元。除軟件 外，自動發(fā)電、自動電壓控制系統(tǒng)還需要硬件設(shè)備接入，例如無功補償設(shè)備等，市 場規(guī)模仍存在拓展空間。運維系統(tǒng)提升電站管理效率，市場規(guī)模約 10 億元。隨著新能源電站的建成，管理運 維系統(tǒng)也將同步上線，以支撐新能源電站的日常生產(chǎn)運行。通過調(diào)研，單個電站的 智能運維系統(tǒng)軟件單價為 5-10 萬元，預(yù)計到 2025 年，我國新增風(fēng)電/光伏電站數(shù)量 為 2641/

50、8201 個，對應(yīng)智能監(jiān)控/運維系統(tǒng)市場空間為 5.4-11 億元。我國發(fā)電側(cè)信息化由兩類廠商承擔(dān)：1）風(fēng)電、光伏設(shè)備提供商和整機廠：提供風(fēng)光 機組的同時附加軟件服務(wù)；2）發(fā)電側(cè)信息化軟件廠商： 發(fā)電環(huán)節(jié)具有多年技術(shù)積累、形成一定客戶規(guī)模的軟件公司。5.1.1.國能日新：發(fā)電功率預(yù)測軟件市占率第一的軟件服務(wù)商深耕發(fā)電側(cè)信息化軟件，功率預(yù)測軟件市占率位居行業(yè)首位。國能日新是新能源行 業(yè)的軟件與信息技術(shù)服務(wù)商，為新能源電站、發(fā)電集團和電網(wǎng)公司等新能源電力市 場主體提供新能源發(fā)電功率預(yù)測產(chǎn)品、新能源并網(wǎng)智能控制系統(tǒng)、新能源電站智能 運營系統(tǒng)、電網(wǎng)新能源管理系統(tǒng)等發(fā)電側(cè)信息化軟件。公司核心產(chǎn)品發(fā)電功率

51、 預(yù)測軟件，在光伏和風(fēng)電領(lǐng)域市占率分別為 22.10%和 18.80%，市占率第一，目前 服務(wù)新能源市場規(guī)模超 100GW。2021 年公司實現(xiàn)營業(yè)收入 3.00 億元，同比增長 20.9%。預(yù)測精度行業(yè)領(lǐng)先，好口碑帶動替換數(shù)量提升。從技術(shù)實力上看，公司 2020 年短期 光伏功率預(yù)測的綜合精度為 89.21%，短期風(fēng)電功率預(yù)測綜合精度為 84.6%，能夠滿 足電網(wǎng)企業(yè)對于發(fā)電功率預(yù)測的精度要求；2020 年 5 月，在國家電網(wǎng)東北電力調(diào)控 分中心組織的十幾家功率預(yù)測服務(wù)企業(yè)預(yù)測精度橫向?qū)Ρ戎校驹谛屡f“兩個細(xì) 則”功率預(yù)測偏差考核體系中均處于前 3 位（前 3 名無排名差異），可見公司產(chǎn)品

52、技 術(shù)實力處于行業(yè)領(lǐng)先地位。目前公司客戶主要為“五大四小”發(fā)電集團、大型新能 源發(fā)電集團、大型電力配套設(shè)備廠商、電站建設(shè)商及電網(wǎng)公司，2020 年單體口徑客 戶數(shù)量為 1491 家，合并口徑客戶數(shù)量為 545 家，連續(xù)三年實現(xiàn)客戶數(shù)上漲。5.1.2.東潤環(huán)能：國內(nèi)發(fā)電功率預(yù)測軟件的先行企業(yè)公司是發(fā)電功率預(yù)測市場的先行企業(yè)之一，市占率位居全行業(yè)前列。東潤環(huán)能是新 能源發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)賽道的優(yōu)質(zhì)軟件提供商，目前業(yè)務(wù)已覆蓋全國，為國內(nèi)大型 新能源電站、發(fā)電集團、電網(wǎng)公司及分布式電源擁有者提供以新能源發(fā)電功率預(yù)測 產(chǎn)品為基礎(chǔ)，以新能源并網(wǎng)智能控制系統(tǒng)、新能源電網(wǎng)智能調(diào)度管理系統(tǒng)為拓展的 新能源軟件產(chǎn)品

53、及相關(guān)技術(shù)服務(wù)。公司光伏發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)市占率為 16.2%，風(fēng) 力發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)市占率為 11.7%。此外公司通過提供資源評價服務(wù)、并網(wǎng)管理、 營運管理等系統(tǒng)產(chǎn)品，搭建新能源大數(shù)據(jù)中心，并通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)構(gòu)建算法模型。 未來有望基于公司數(shù)據(jù)優(yōu)勢，開拓新能源產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)。2021 年公司實現(xiàn)營業(yè)收入 1.33 億元，同比增長 23.6%。其中，發(fā)電功率預(yù)測產(chǎn)品實現(xiàn)收 入 1.11 億元，同比增加 30.79%。5.2. 主網(wǎng)環(huán)節(jié)：生產(chǎn)調(diào)度空間超九百億，電網(wǎng)平臺型企業(yè)有望充分受益主網(wǎng)環(huán)節(jié)電力信息化投資占全環(huán)節(jié)信息化投資額約 30%，市場空間為 940 億元。主網(wǎng)環(huán)節(jié)電力信息化

54、升級涉及電力生產(chǎn)調(diào)度等核心環(huán)節(jié)，根據(jù)前文介紹，調(diào)度支持系 統(tǒng)、變電自動化系統(tǒng)建設(shè)是主網(wǎng)電力信息化的主要目標(biāo)，其軟件系統(tǒng)的開發(fā)需要開 發(fā)團隊對電力行業(yè)調(diào)度業(yè)務(wù)有深刻理解，因此主網(wǎng)部分的信息化改造將重點利好在 輸電、變電業(yè)務(wù)耕耘多年、具有豐富行業(yè)經(jīng)驗的企業(yè)。5.2.1.國網(wǎng)信通：云網(wǎng)融合及數(shù)字化服務(wù)的綜合解決方案提供商國網(wǎng)信通深度參與國網(wǎng)新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建，為能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域提供云網(wǎng)融合技術(shù) 產(chǎn)品和數(shù)字化底座。公司前身為四川岷江水利集團電力股份有限公司，2019 年與國 網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團資產(chǎn)重組，現(xiàn)為國家電網(wǎng)孫公司，第一大股東為國網(wǎng)信產(chǎn)集團，持 股比例 48.85%。公司目前主營業(yè)務(wù)分為三大板塊：云網(wǎng)

55、基礎(chǔ)設(shè)施、企業(yè)數(shù)字化服務(wù) 和電力數(shù)字化服務(wù)，其中云網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)主要涉及主網(wǎng)環(huán)節(jié)，2021 年該業(yè)務(wù)營業(yè) 收入 38.46 億元，占比 51.5%。云網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施：為電網(wǎng)企業(yè)打造“云網(wǎng)融合、泛在互聯(lián)”的新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施， 在用電負(fù)荷管理、輸電線路在線監(jiān)測、變電站視頻監(jiān)控等多場景應(yīng)用 5G 技術(shù)， 實現(xiàn)信息通信效率的提升；此外公司依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，圍繞國網(wǎng)打造云資源運 營產(chǎn)品，支撐國網(wǎng)各類系統(tǒng)應(yīng)用上云； 企業(yè)數(shù)字化服務(wù)：為企業(yè)提供“中臺+業(yè)務(wù)”的架構(gòu)，包括 ERP+中臺、智慧財 務(wù)共享平臺、i 國網(wǎng)移動門戶等；電力數(shù)字化服務(wù)：圍繞新型電力系統(tǒng)建設(shè)，為國網(wǎng)提供電力營銷 2.0、網(wǎng)上國網(wǎng)、 電力交易業(yè)務(wù)

56、平臺等管理服務(wù)系統(tǒng)；為國網(wǎng)提供智慧變電站、智慧輸電線路及 變電主設(shè)備聲紋監(jiān)測等軟硬件產(chǎn)品，面向電網(wǎng)調(diào)度領(lǐng)域打造特高壓密集通道智 慧管控平臺，提升電網(wǎng)安全。 公司業(yè)務(wù)大規(guī)模受益于國網(wǎng)帶來的平臺效應(yīng)，其中國網(wǎng)及下屬公司銷售額占比超 80%。未來國網(wǎng)信通有望順應(yīng)國網(wǎng)在新型電力系統(tǒng)方面的投資，實現(xiàn)業(yè)績穩(wěn)步增長。5.2.2.東方電子：“源網(wǎng)荷儲”全產(chǎn)業(yè)鏈能源管理系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商東方電子服務(wù)于綜合能源服務(wù)管理領(lǐng)域多年，是橫款電網(wǎng)自動化+IT+互聯(lián)網(wǎng)+節(jié)能 環(huán)保+能源互聯(lián)領(lǐng)域的綜合解決方案供應(yīng)商。公司起步于電力自動化行業(yè)，目前在 電網(wǎng)輸電調(diào)度、變電、配電等業(yè)務(wù)上，緊跟電網(wǎng)公司戰(zhàn)略，提供服務(wù)多年。公司 20

57、21 年實現(xiàn)營業(yè)收入 44.86 億元，同比增長 19.38%；其中電網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)主要面向主網(wǎng) 環(huán)節(jié)，2021 年實現(xiàn)營業(yè)收入 17.88 億元，占比 39.87%。如今，東方電子已形成圍繞 智能電網(wǎng)、環(huán)保節(jié)能和物聯(lián)網(wǎng)的五大主業(yè)線：電網(wǎng)自動化系統(tǒng)：面向發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶集體系統(tǒng)，提供生 產(chǎn)過程的自動檢測、調(diào)節(jié)和控制，系統(tǒng)和元件的自動安全保護，網(wǎng)絡(luò)信息的自 動傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動調(diào)度，以及企業(yè)的自動化經(jīng)濟管理等服務(wù)。智能用電及電能信息管理系統(tǒng)：覆蓋城市交通、城市安全、城市網(wǎng)管、市政工 程等城市核心組織架構(gòu)，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各種信息的采集、處理、傳輸、顯示和高 度集成共享，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各種用

58、電設(shè)備自動化、智能化監(jiān)測。信息管理及電費計量系統(tǒng)：針對電力公司、發(fā)電廠、廠礦企事業(yè)單位、園區(qū)、 樓宇，建立自動完成電量采集、統(tǒng)計、分析計算和傳輸功能的點亮計量系統(tǒng)。 電力信息及網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)：提供實時隔離網(wǎng)關(guān)、防火墻系列產(chǎn)品、運維安全審 計系統(tǒng)、日志審計系統(tǒng)、工業(yè)入侵檢測系統(tǒng)以及電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝 置、電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知裝置等相關(guān)安全產(chǎn)品。節(jié)能環(huán)保管理系統(tǒng)：面向園區(qū)、企業(yè)和建筑群體，建設(shè)綜合能源管理系統(tǒng)，實 現(xiàn)風(fēng)、光、水、火多能互補，冷、熱、氣三聯(lián)供，訂制全面的節(jié)能增效和能源 管理一體化解決方案。 東方電子完整的電力產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)枪驹谀茉葱袠I(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中領(lǐng)先的核心競爭力，保 證了其

59、在“雙碳”能源轉(zhuǎn)型升級的競爭中處于領(lǐng)先位置，我們認(rèn)為，公司將順應(yīng)電 網(wǎng)公司信息化投資增長的趨勢，從而進一步擴大主網(wǎng)側(cè)信息化、智能化等解決方案 業(yè)務(wù)的規(guī)模。5.3.配電環(huán)節(jié)：電網(wǎng)投資主力軍，信息化升級催生1200億空間配電網(wǎng)環(huán)節(jié)信息化投資空間超過千億元。根據(jù)調(diào)研，國家電網(wǎng)“十四五”期間，配 電網(wǎng)將占整體智能化投資約 40%，是電網(wǎng)建設(shè)最核心的部分；“十四五”電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃提到，6700 億電網(wǎng)總投資中，配電網(wǎng)規(guī)劃投資達 3200 億元，占總 投資比重的 48%。根據(jù)前文中的測算，配電網(wǎng)“十四五”期間智能化投資約為 1287 億元，為智能化投資中空間最大的環(huán)節(jié)。配電網(wǎng)核心業(yè)務(wù)同樣涉及電力調(diào)度，因此

60、多數(shù)電網(wǎng)平臺型企業(yè)將大量參與配電環(huán)節(jié)的改造，橫跨主網(wǎng)、配電網(wǎng)兩大環(huán)節(jié)，實 現(xiàn)調(diào)度領(lǐng)域上下游打通，包括國電南瑞、南網(wǎng)科技。此外，虛擬電廠作為配電環(huán)節(jié) 信息化未來布局的其中一環(huán)，近期受益于山西虛擬電廠建設(shè)與運營管理實施方案、 北京北京市“十四五”時期電力發(fā)展規(guī)劃等省級政策的催化，也將逐步打開市 場空間，代表企業(yè)包括恒實科技。5.3.1.國電南瑞：橫跨電網(wǎng)多環(huán)節(jié)的信息化、智能化解決方案提供商國電南瑞是電力自動化、信息化及智能化領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，具有行業(yè)內(nèi)最全面的電 網(wǎng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等解決方案。公司第一大股東為南瑞集團，系國網(wǎng)電 科院全資子公司，持股比例 51.79%。公司 2021 年實現(xiàn)營