双碳背景下,电网行业如何突破转型的短期困境?

电力拳头 2023-08-18
2679 字丨阅读本文需 7 分钟

与传统能源相比,新能源发电具有随机性、波动性、间歇性等特点,同时对极端天气的耐受能力较弱,导致电量生产、电力输出等面临不确定因素造成电压、频率等出现波动,对电网的供电可靠性产生较大影响。智能电网能够通过感知、预测、控制、调度等一系列电力数字化技术手段的应用,高比例消纳来自源端和荷端新能源发电量,抵消新能源并网对电网运行带来的波动。

近年来,我国智能电网行业规模整体呈现快速增长趋势。中商产业研究院数据显示,我国智能电网市场规模由2017年的476.1亿元增至2022年的979.4亿元,复合年均增长率达15.7%,年均智能电网投资额在500亿元至700亿元之间。中商产业研究院预测,2023年中国智能电网市场规模将达1077.2亿元。

中邮证券认为,我国电网的智能化程度不高,在产业政策的支持及推动下,未来相当长时间内智能电网都将成为我国电网建设的重点。

长江证券宗建树进一步分析指出,在“双碳”政策和能源改革背景下,电力信息化行业将迎来新一轮需求高景气周期。其中发电侧信息化管理软件、分布式新能源建设的设计信息化、以及新能源并网智能控制系统的需求;输配变侧的配网整体建设需求提升(信息化系统是其内需之一)、智能设备升级、智能巡检运维以及更多涉及源网荷储一体化的双向互动系统需求;售电侧电力营销系统以及综合能源服务等信息化辅助需求都将迎来难得的发展机遇。

电网智能化:政策端看,电网的智能化改造是我国能源体系发展的重点任务之一

2009年,中国正式启动智能电网计划,自此我国智能电网建设拉开了序幕。根据规划,2009-2010年时我国智能电网的规划试点阶段,2011-2015年是我国智能电网的全面建设阶段。2016-2020年,是我国智能电网的引领提升阶段。

2019年,国家电网提出“三型两网”战略目标,进一步确定信息化和智能化的国家电网投资结构,重点建设智能电网。

“十四五”规划指出,构建现代能源体系成为我国下一阶段能源发展的首要任务,其中明确提出加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设、提高电力系统互补互济和智能调节能力、加强源-网-荷-储衔接、提升清洁能源消纳和存储能力等智能电网相关推进政策。

国家电网公司党组书记,董事长辛保安于2023年3月再次强调,持续完善特高压和各级电网架构,加快推动电网数字化转型。

“十四五”投资规划中,南网重点投资配电网智能化建设,规划进一步加快电网数字化转型步伐,加强智能输电、配电、用电建设,推动多能互补的智慧能源建设。国网投资聚焦特高压和配电网智能化。国网智能化投资占比由09-10年的6.2%提升至16-20年的12.5%。预计23-25年智能电网投资仍将维持较高增速,预计2025年达到1363亿元。

电网一体化:电网从“源随荷变”转向“荷源协调”, 基本演变方向是“源网荷储一体化”的区域微网

现有的调度机制难以满足新型电力系统建设的需要。我国现有电力系统的主要调度方式为“源随荷动”,电力系统架构为大型火电-电网:用电侧的单向流动方式。电力用户之间协调有限,是单向接受电力供应以及电价情况的信息孤岛,单一电力用户的用电行为和要求往往具备倾向性,在部分情况下例如不可中断的工业生产、居民基本生活用电等具备一定刚性,难以有效响应电价变化,随着电力市场的改革,其用电成本有所提高;同时发电侧和电网侧需要频繁调动火电、储能等灵活性能源,弥补电力供需之间的错配,发电和电网侧也面临较高的成本。

源荷互动的基础是以信息流驱动,短期内以区域微网为核心。随着用电侧分布式能源和可调负荷的增加,短期内的重点是资源整合区域内分布式能源、用户侧新型储能、可变负荷构架智能化微电网。即依托数字化平台,根据区域内实时发、用电信息驱动储能、可调负荷做出及时响应,实现新能源就地消纳和减少供需的缺口。在用电侧的电源、负荷等聚合为微网形式的背景下,其针对电价变化和电网侧电力供应的响应能力增强,可以更加有效地实现源荷互动,降低用电成本和减少对电网的冲击。

电网数字化:远期来看,将以数字化平台为基础,实现各类电力用户更高层级的聚合

随着用户侧储能、分布式能源、智能电表等数字化的硬件基础逐步构建完善,用电侧的能源管理将以软件层面的平台化和用电主体的进一步聚合为导向,即由单体电力用户的数字化,向园区层面的数字化过渡--能源管理数字化与工业数字化合流;进一步实现远期的虚拟电厂模式--将各类负荷实现区域内乃至跨区域的整合,配用电逐步走向融合。

电力用户聚合层级逐步提升,形成区域聚合的虚拟电厂数字化的核心发展趋势在于数据采集能力和处理能力显著提升,实现各类电力用户发、用电信息接近实时的匹配和平衡,进而支撑海量的电力资源接入、采集和调度,实现资源合理分配。

虚拟电厂兼具灵活性与经济性。虚拟电厂的生产生活负荷、分布式能源等更为多样化,各种形态的储能容量配置更加充足,可充分打通各电力用户之间的电力和信息壁垒,是电网调峰调频,满足尖峰负荷的重要途径,据预测,至2025年中国虚拟电厂最大负荷将达16.3亿千瓦,到2030年最大负荷达18.9亿千月。虚拟电厂能够提升能源利用效率,降低投资成本,通过虚拟电削峰填谷,总投资额是火电厂的1/8-1/7,具有较高性价比。且虚拟电厂在终端用户,分布式电源、电网和能源服务商各个环节都能产生收益。在虚拟电厂的聚合下,企业、居民等用户均可参与电力市场交易,包括中长期市场和实时平衡市场。

下半年三条主线:配电网、用户侧与虚拟电厂、电力设备出海

随着新能源装机的快速增长,电网消纳瓶颈逐渐显现,同时电力保供压力犹在,新型电力系统转型迫在眉睫,建设亟待加速。我们看好电网投资增速持续稳健增长以及电力市场化改革持续推进,建议投资者重点关注下半年三条主线:配电网、用户侧与虚拟电厂、电力设备出海。

主线1:分布式电源与充电桩催化配电网改造浪潮。分布式光伏与充电桩广泛接入带来配电网扩容与智能化改造需求,我们认为“十四五”前期电网投资侧重于主网环节,旨在提升主网架支撑能力和电力保供;展望“十四五”末期以及向“十五五”看,电网投资或逐渐向配网侧倾斜,解决配电网承载力短板,具体途径包括:配变扩容、配网台区储能、新一代配电自动化系统、一二次融合、台区智能融合终端、智能物联电能表、新型电力电子设备等,看好相关设备厂商受益于行业增长。

主线2:用户侧蓝海孕育虚拟电厂新业态。我们认为虚拟电厂能够有效聚合分布式资源,为电网提供额外的调节能力,发展潜力大。我们预测到2025年我国虚拟电厂可聚合资源空间或达到500GW以上。当前国内虚拟电厂盈利模式较为单一,主要依靠需求侧响应补贴。随着电力市场不断完善商业模式有望改善。在发展初期,我们重点看好虚拟电厂软硬件需求放量,带动相关厂商业绩增长,长期来看关注盈利模式改善驱动虚拟电厂运营商受益。

主线3:全球电网投资增长带动电力设备出海。我们看好全球电网投资保持增长,“一带一路”国家新能源消纳有望带动电力设备需求。我们认为中国供应链的优势地位、技术实力突出,随着海外战略的逐步深化,头部电力设备企业有望把握海外市场机遇。建议关注电力一次设备出海、用电解决方案出海、国企出海三条主线。

文章来源: ​十四五战略规划,东方财富网,中金研究

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