新型電力系統：破局與轉型之時

本文來自格隆匯專欄：中金研究，作者：曲昊源 劉倩文 等

我們認為隨着新能源裝機的快速增長，電網消納瓶頸逐漸顯現，同時電力保供壓力猶在，新型電力系統轉型迫在眉睫，建設亟待加速。我們看好電網投資增速持續穩健增長以及電力市場化改革持續推進，建議投資者重點關注下半年三條投資主線：配電網、用户側與虛擬電廠、電力設備出海。

摘要

主線1：分佈式電源與充電樁催化配電網改造浪潮。分佈式光伏與充電樁廣泛接入帶來配電網擴容與智能化改造需求，我們認為「十四五」前期電網投資側重於主網環節，旨在提升主網架支撐能力和電力保供；展望「十四五」末期以及向「十五五」看，電網投資或逐漸向配網側傾斜，解決配電網承載力短板，具體途徑包括：配變擴容、配網台區儲能、新一代配電自動化系統、一二次融合、台區智能融合終端、智能物聯電能表、新型電力電子設備等，看好相關設備廠商受益於行業增長。

主線2：用户側藍海孕育虛擬電廠新業態。我們認為虛擬電廠能夠有效聚合分佈式資源，為電網提供額外的調節能力，發展潛力大。我們預測到2025年我國虛擬電廠可聚合資源空間或達到500GW以上。當前國內虛擬電廠盈利模式較為單一，主要依靠需求側響應補貼。隨着電力市場不斷完善商業模式有望改善。在發展初期，我們重點看好虛擬電廠軟硬件需求放量，帶動相關廠商業績增長，長期來看關注盈利模式改善驅動虛擬電廠運營商受益。

主線3：全球電網投資增長帶動電力設備出海。我們看好全球電網投資保持增長，「一帶一路」國家新能源消納有望帶動電力設備需求。我們認為中國供應鏈的優勢地位、技術實力突出，隨着海外戰略的逐步深化，頭部電力設備企業有望把握海外市場機遇。建議關注電力一次設備出海、用電解決方案出海、國企出海三條主線。

風險

電網投資不及預期，電力市場化改革政策落地不及預期。

總體趨勢：消納與保供壓力漸顯

構建新型電力系統迫在眉睫

新能源裝機規模快速增長，電網消納瓶頸漸顯

硅料價格進入下行通道，新能源裝機保持快速增長。截至2023年6月8日，單晶硅復投料/多晶硅一級料價格為98/118元/kg，較2022年末均下跌超50%。硅料價格下降將帶動組件價格回落，我們預計將有效緩解對終端需求的壓制，助力地面集中式電站快速增長。2023年1-5月新能源裝機保持高增，新增設備容量77.6GW，同比+124.6%，其中風電/太陽能發電分別新增裝機16.4/61.2GW，同比+51.2%/158.2%。

圖表：2018-2023YTD風電當月累計新增發電容量

注：統計截至2023年5月底資料來源：中電聯，中金公司研究部

圖表：2018-2023YTD光伏當月累計新增發電容量

注：統計截至2023年5月底資料來源：中電聯，中金公司研究部

與新能源裝機高增速相對應的是電網消納瓶頸隱憂漸顯。主要體現在以下三方面：

► 局部地區新能源利用率呈下降趨勢：從時間上看，春秋兩季為新能源大發季節，疊加電力需求淡季，棄風棄光問題一般在春秋兩季最為突出。從地域上看，新能源消納問題突出的主要為新能源裝機比例較高的地區，如內蒙古、青海、西藏等。2022年以來部分地區棄風棄光率已出現抬頭趨勢，蒙東、蒙西地區全年棄風率已達到10.0%、7.1%，青海省全年棄光率達到8.9%。

► 部分項目投產併網受到制約：電網送出工程是影響和制約大基地項目併網和消納的重要環節。根據國家能源局[1]，大基地建設仍存在諸多問題，包括部分項目沒有編制接入方案、部分送出工程還需進一步加快建設等。特高壓方面，今年6月，首條大基地外送特高壓直流輸電通道——寧湘直流獲得覈准，我們預計剩余特高壓外送線路或將於今明兩年陸續覈准，投產時間集中在2025-2026年。

► 部分省份出臺分佈式光伏配儲或相關管理措施：山東、河南、湖南等地已相繼出臺分佈式光伏配儲政策；河南省發改委提出「對於在黃色、紅色區域開發的分佈式光伏項目，應按照導則要求開展專項分析，落實消納條件后，再行開發建設」；湖南省發改委提出「當分佈式光伏向110kV及以上電壓等級電網反送電影響電網安全時，調度機構有權採取包括限制功率在內等措施」等。

圖表：消納率較低省份的棄風棄光率高點出現在春秋兩季

資料來源：全國新能源消納監測預警中心，中金公司研究部

新能源消納本質為錯配問題，解決消納問題或帶來系統成本上漲。我們可以將新能源消納問題拆解成三個「錯配」——時間錯配、空間錯配、特性錯配，需要通過增加靈活性調節資源、加大電網投資、增加配套設備等方式解決。根據國網能源研究院[2]，新能源發電的系統成本包括靈活性電源投資/改造成本、平衡成本、運行損失成本和電網成本四部分，以青海省為例，到2025年風光的系統成本或達到0.325元/kWh。

圖表：新能源消納的核心問題與解決措施

資料來源：舒印彪等《構建以新能源為主體的新型電力系統框架研究》（2021），中金公司研究部

逆周期調節與電力保供雙輪驅動，電網工程投資快速增長

電力投資具備一定逆周期特性，電網投資滯后於電源投資，建設發展需求旺盛。由於電力投資體量大、產業鏈帶動效果顯著的特點，具有一定的逆周期屬性，我們預計電力投資將作為經濟提振的助推劑，投資金額實現加速提升。此外，2020-2022年電網工程投資額分別為4896/4916/5012億元，同比增速僅為-2.3%/0.4%/2.0%，尚未呈現明顯提速態勢，而相對應的電源年投資額YoY則為67.1%/5.5%/30.3%。我們認為我國電力投資目前已呈現出顯著的電網滯后電源趨勢，未來電網投資建設有望持續加速以滿足終端的用電需求。

高温驅動用電負荷增長，電力保供依賴電網投資建設。氣象指標顯示今年或由拉尼娜轉為厄爾尼諾氣候，有較大可能出現局部高温天氣。國家能源局預計今年全國最大負荷有望突破13.6億kW，同比+6.5%，其中空調負荷佔夏季最大負荷近50%，電網保供壓力陡增。增強電網供電能力是保障電力供應的重要措施之一，國網、南網均頒佈了保障電力供應措施，加大電網投資力度。

圖表：2013-2022年我國電力投資情況

資料來源：中電聯，中金公司研究部

電網投資穩健增長，看好板塊行情延續。1-5月全國電網工程完成投資1400億元，同比+10.8%。電網投資從3月起有加速之勢，3/4/5月電網投資分別為349/316/416億元，同比+13.3%/+16.2%/+12.4%。展望全年，我們認為在保供和新能源消納雙重驅動下，2023-2024年或為電網投資大年，電網工程投資增速有望達到10%以上。行情方面，年初至今受新能源消納、電力保供與政策驅動，電網設備板塊漲幅7.2%，較電新其他子板塊相對跑贏。向前看，隨着新能源裝機和用户側主體接入的增多，我們認為新型電力系統建設亟待加速，在相關頂層設計政策以及電力市場化改革持續催化下，板塊行情有望持續。

圖表：2019-2023YTD電網工程投資單月完成額

注：統計截至2023年5月底資料來源：中電聯，中金公司研究部

圖表：2019-2023YTD電網工程投資累計完成額

注：統計截至2023年5月底資料來源：中電聯，中金公司研究部

圖表：全國電網工程投資額預測（2016A-2025E）

注：中電聯暫未發佈2022年分電壓等級投資數據，2022-2025年為中金公司預測資料來源：中電聯，中金公司研究部

圖表：國網與南網投資額預測（2009A-2025E）

注：南網投資口徑為電網基建投資，不包括電源建設和技改投資；2022-2025年為中金公司預測資料來源：國網社會責任報告，南網社會責任報告，中金公司研究部

圖表：電網設備板塊行情覆盤

注：行情數據截至2023/6/27收盤 資料來源：Wind，中電聯，中金公司研究部

3條特高壓直流線路上半年開工，全年有望覈准「五直兩交」、開工「六直兩交」。今年以來，特高壓工程建設推進加速，金上-湖北、隴東-山東、寧夏-湖南特高壓直流相繼開工，哈密-重慶進入二次環評階段，陝西-安徽、陝西-河南、甘肅-浙江、大同-天津南、阿壩-成都東共5條線路啟動可研。我們預計2023-2024年或迎來特高壓直流新一輪覈准高峰，今年全年有望覈准「五直兩交」、開工「六直兩交」，數量接近上一輪高峰（2015年覈准6條直流）。

圖表：特高壓線路規劃、前期、建設進度（截至2023/06）

注：投產時間為中金公司研究部預測 資料來源：國家能源局官網，國家電網官網，中金公司研究部

國網變電設備招標維持高增速。截至6月5日，國網變電設備開啟了第三批及第一批協議庫存招標採購。從招標數量來看，一次和二次設備招標整體均維持高速增長，其中變壓器招標容量同比增長45.8%，二次設備例如保護類設備/變電監控招標數量同比增長30.3%/ 2.5%。從招標金額來看，前兩批總體招標金額285億元（第三批及協議庫存暫未開標），同比增長70%。

圖表：2020-2023YTD國網變電設備招標金額統計

注：統計截至6月5日，第三次變電設備招標尚未開標資料來源：國網電子商務平臺，中金公司研究部

國網區域內共計20個省市區開啟配網協議庫存招標，累計金額達到475億元。分設備類別來看，截至6月5日，配電變壓器招標數量69762台，佔22年全年招標數量比例為45.02%；環網櫃/環網箱招標數量33615台，佔22年全年招標數量比例為63.52%；斷路器及負荷開關招標數量82792台/套，佔22年全年招標數量的54.3%。

圖表：2023YTD國網各省配網協議庫存招標金額

注：統計截至6月5日資料來源：國網電子商務平臺，中金公司研究部

電力市場化改革持續深化，需求側響應重要性凸顯

第三輪監管周期輸配電價出臺，電價機制進一步完善。5月15日，國家發改委發佈《關於第三監管周期省級電網輸配電價及有關事項的通知》[3]，輸配電價發生結構性變化：1）一般工商業用户與大工業用户合併爲工商業用户；2）電量電價、容量電價均按照電壓等級進行細分；3）擴大了兩部制電價範圍，建立起與負荷率掛鉤的需量電價激勵機制。我們認為有利於減少不同電壓等級、不同類型用户之間的交叉補貼，電價機制進一步理順，有利於電網投資效益提升，利好工商業儲能以及獨立儲能、虛擬電廠等調節性資源的發展。

圖表：輸配電價兩部制電價概念及範圍

資料來源：國家發改委，中金公司研究部

電力市場交易比例持續提升，五省電力現貨試點常態化運行並向多省份推廣。根據中電聯統計[4]，2022年全國電力市場化交易電量52543.4億千瓦時，佔全社會用電量60.8%，同比提高15.4個百分點。根據北京電力交易中心[5]，2022年國網經營區域內新能源市場化交易電量佔比達到34.8%。截至今年6月，廣東、山西、山東、蒙西、甘肅電力現貨市場已常態化運行，截至5月31日，山西省現貨市場出清電量已達1134億千瓦時；此外，遼寧、湖北、江蘇、河南、安徽、江西等現貨市場也已經開展多日連續結算試運行。

圖表：2016-2022全國市場化交易電量持續增長

資料來源：中電聯，中金公司研究部

圖表：2022/10-2023/05各試點省現貨月均價

資料來源：蘭木達電力現貨公眾號，中金公司研究部

圖表：各省電力現貨市場建設進展（截至2023年6月底）

注：標紅為2023年以來進展 資料來源：北極星電力網，中國電力知庫，中金公司研究部

圖表：廣東省電力現貨實時交易周度均價

資料來源：廣東電力交易中心，中金公司研究部

圖表：山西省電力現貨實時交易周度數據

資料來源：山西電力交易中心，中金公司研究部

需求側管理辦法修訂，多省份發佈更新需求側響應政策。5月19日，國家發展改革委發佈公開徵求《電力需求側管理辦法（徵求意見稿）》和《電力負荷管理辦法（徵求意見稿）》意見的公告，明確需求響應和負荷管理的內涵要求：1）利用經濟激勵手段引導具備響應能力的電力用户自願調整用電行為，充分調動需求側資源積極性；2）推進需求響應市場化常態運行，加強新型電力負荷管理系統平臺支撐。此外，我國電力供需處於緊平衡狀態，部分省份高峰時段仍將出現缺電現象。為緩解用電緊張問題，各省市區陸續發佈更新相關文件要求，據我們統計，上半年已有八個省份出臺需求側響應政策最新方案，進一步推進需求響應市場的建設。

投資主線1：分佈式電源與充電樁催化配電網改造浪潮

分佈式光伏大規模併網帶來配電網改造需求

部分地區分佈式光伏併網消納已出現瓶頸。分佈式光伏一般接入110kV及以下配電網，調度消納問題較集中式光伏發電更為複雜。根據山東省《聊城市分佈式光伏發展專項規劃（2023－2035年）》[6]，截至2023年4月全市可開發分佈式光伏容量為455.5MW；河北省保定市定州市、易縣1Q23分佈式光伏可開發容量已不足，高陽縣僅余10.13MW。

► 配電線路、變壓器局部地區過載：配電網本身屬於電網相對薄弱環節，而部分户用光伏規模化開發在網架結構更為薄弱、設備水平相對落后的農村電網，已出現高峰時段光伏出力超過接入線路或配電變壓器額定能力的情況，引起配電線路、變壓器反向重過載問題，甚至會燒燬設備，嚴重影響電網安全穩定運行及居民生產生活用電安全。

► 電網調峰難度加大：分佈式光伏一般不直接由電網調度管理，在監控、預測方面仍存在「盲區」，給電網平衡帶來一定壓力。以美國加州為例，由於光伏電量不斷增長，導致白天電力淨需求減少，日落時急劇增加，短時間內供需難以平衡，「鴨型曲線」已逐漸變為「峽谷型曲線」。

► 台區電能質量下降：分佈式光伏大量併入配電網末端，光伏逆變器等電力電子設備對電網動態無功主動支撐能力弱，容易造成局部電壓越限、電壓波動加大、短路電流增大、供電可靠性降低等多種挑戰。光伏裝機滲透率高的台區普遍存在首末端高電壓問題，部分台區出現「白天電壓高、夜間電壓低」等電壓雙向越限現象，嚴重影響電網供電可靠性和電能質量水平。

► 現貨市場出現連續負電價：由於假期負荷較低和分佈式光伏大發，山東電力現貨市場多次出現負電價，以2023年5月1日-2日電價為例，兩天48小時之內，實時電力現貨價格為負的時間段達32小時。現貨市場負電價的本質是在新能源大發時段，煤電等常規能源發電由於不能頻繁啟停調峰，不得不壓低報價以確保不被停機，反映了新能源裝機比例較高的電力系統中新能源消納與常規能源調峰的矛盾。我們認為，隨着新能源裝機比例的不斷提高，電力市場出現低電價、負電價的頻次或將會大幅提升。

充電基礎設施建設加速推進帶來配電網擴容需求

國內充電樁利好政策密集出臺，利好充電樁建設提速以及配套電網建設。近年來，爲了更好解決新能源汽車充電問題，進一步提升新能源汽車滲透率，國家密集出臺充電樁利好政策。2023年5月，國家發改委和能源局出臺《關於加快推進充電基礎設施建設更好支持新能源汽車下鄉和鄉村振興的實施意見》[7]，提出加快實現適宜使用新能源汽車的地區充電站「縣縣全覆蓋」、充電樁「鄉鄉全覆蓋」，開展配套電網建設改造，增強農村電網的支撐保障能力，到2030年前對實行兩部制電價的集中式充換電設施用電免收需量（容量）電費，放寬電網企業相關配電網建設投資效率約束，全額納入輸配電價回收。

電動汽車無序充電將對配電網的可靠性、電能質量以及電力系統經濟性帶來較大影響。新能源汽車的充電行為具有隨機性與無序性，大部分私家車主充電時間多為傍晚至夜晚，與電力系統每日用電高峰有較大重合，導致原有電力系統出現「峰上加峰」現象，不利於電網的安全和可靠工作。其對配電網的影響主要體現在負荷增長導致局部過負荷、電壓偏移、電壓諧波、電壓不平衡以及配電網損耗等方面。

快充樁憑藉充電效率快速滲透，但加劇了負荷波動、電能質量等問題，帶來配網側擴容壓力。直流充電樁又稱「快充」，具有高電壓、充電功率大、充電快的特點。市面上主流的直流充電樁充電功率為80～120kW，通常直流充電樁充滿需1.5-3小時，較交流充電樁8-10小時提升明顯。根據中國充電聯盟，2022年我國公共充電樁中直流佔比已達42.3%，同比+1.4ppt。我們認為快充滲透率提升或將加劇目前慢充充電樁造成的配電網可靠性、電能質量以及電網經濟性問題，使得發輸電側主要設備過載可能性增加，配網側擴容壓力更顯著。

公私樁增長帶來存量配網增容改造需求，2025年新增充電需求對應配網投資高達1000億元。充電樁接入帶來經營性配電網新增或更換原有變壓器、線路、電纜等相關設備的增容改造需求。根據中金研究院在報告《新型電力系統投資：電網最后一公里的「立」與「破」》中的測算，未來三年每年滿足新增充電需求對應的配電網投資將高達800～1000億元，約佔當前電網實際年度投資的20%。

圖表：充電帶來的配電網增容投資測算

資料來源：中汽協，乘聯會，國家電網，中金研究院，中金公司研究部

配網投資有待提速，承載能力有待進一步提升

當前我國配電網相對於主干網仍較薄弱，未來投資空間廣闊。與美國、歐洲等國家或地區相比，我國主干輸電網堅強程度顯著更高，但配電網環節仍然相對薄弱，我們認為未來或成為限制分佈式發電和充電基礎設施接入的瓶頸環節。我們認為「十四五」前期電網投資側重於主網環節，旨在提升主網架支撐能力；展望「十四五」末期以及向「十五五」看，電網投資或將側重於配網環節，提高配電網承載能力以及智能化水平。

圖表：各國輸電網與配電網線路長度對比（2020）

資料來源：BNEF，中金公司研究部

圖表：配電網投資增速（2011-2021）

資料來源：中電聯，中金公司研究部

我們認為提高配電網承載能力可以從三方面入手：

► 解決變壓器容量不足問題：最直接的方式之一是進行配網變壓器擴容，亦可以通過配置配網側儲能延緩配電網升級。

► 提高配電網電能質量：可以通過配網側新型電力電子設備或是配置台區儲能進行改善。

► 提升配網智能化水平：一方面，對現有配網自動化系統進行升級，另一方面廣泛接入配網智能計量與終端，提升配電網可觀可測可調可控水平。

圖表：提高配電網承載能力具體方案

資料來源：北極星輸配電網，中金公司研究部

配電變壓器擴容：滿足容量需求

分佈式光伏大規模併網的背景下，配套變壓器擴容刻不容緩。為確保大量分佈式電源併網后安全穩定運行，《分佈式電源接入電網承載力評估導則》[8]（DL/T2041-2019）中將「反向負載率＞80%，短路電流、電壓偏差、諧波含量校覈不通過或因分佈式電源導致220kV及以上電網反送電」的情形評估為紅色等級，在電網承載力未得到有效改善前，暫停新增分佈式電源項目接入，配電變壓器擴容及新建需求將隨分佈式光伏滲透率上升而逐漸提升。

非晶合金變壓器空載損耗低，招標占比穩步提升。2022年7月，工信部等六部門發佈《工業能效提升行動計劃》[9]，要求到2025年新增高效節能變壓器佔比達到80%以上。非晶合金變壓器的主要優勢在於空載損耗低、運行穩定、壽命較長，但主要缺點在於噪音較大、價格偏高，更適用於配電變壓器的應用場景。非晶合金立體卷鐵心變壓器能進一步降低空載損耗、空載電流，同時有效控制產品噪聲。國網2023年配網協議庫存配電變壓器招標中，非晶變壓器（含非晶箱變）數量佔比穩步攀升至25%。

圖表：配網非晶變壓器招標占比提升

注：統計截至6月5日資料來源：國網電子商務平臺，中金公司研究部

配網側儲能：促進就地消納，改善配電網電能質量

多地政策推進分佈式光伏配儲，促進新能源就地消納，平抑電網電壓波動。目前多地出臺政策針對分佈式光伏配儲要求及相關補貼，分佈式光伏配套儲能，不僅可以提升新能源發電效率、強化自主調峰和自主消納，還可以改善配網各節點的電壓波動情況，顯著平抑新能源出力的波動。以0.4kV單回輻射型配網饋線模型為例，配置分佈式儲能與不配置分佈式儲能相比，節點電壓波動相對百分數可降低5倍左右。

台區儲能具備延緩變電擴容、解決電能質量問題等作用。建設臺區儲能可延緩台區變電擴容、促進電能質量改善、進行低電壓治理、峰谷套利等，移動性還可以作為應急電源。我們選取山東、河北、河南等户用光伏裝機規模大約在100萬千瓦以上的省份，假設2023年存在重過載、三相不平衡、低電壓等現象的問題台區滲透率大約在0.5%~1%，按照單個台區配儲規模200kWh測算，2023/2024/2025年臺區儲能累計需求空間為4.1/5.1/6.2GWh。

圖表：台區儲能市場空間測算

注：户用光伏裝機規模按照2022年新增分佈式光伏裝機中户用光伏比例推算；配電臺區數量根據該省最大供電負荷規模推算； 資料來源：國家能源局，國網江蘇電力公司，中國儲能網，中金公司研究部

新型電子電力設備：提升配電網電能質量

新型電力電子設備可有效緩解配電網電壓波動、功率平衡等問題。例如，傳統固定容量的配電變壓器存在容量大空載損高、容量小過程風險高的問題，而調容調壓配電變壓器可根據實際負荷和電壓情況改變額定運行容量方式和電壓分接頭轉換，降低變壓器自身空載損耗，實現電壓調整，提升配電臺區的經濟運行水平，提高供電電壓質量，並具有配電檢測與無線「四遙」功能，可與電力物聯網融合實現豐富擴展應用。除此之外，動態電壓恢復器（DVR）、動態無功補償裝置（SVG）、有源濾波器（APF）、換相開關等設備也可以在電壓調節、功率平衡、抵消諧波、協調控制等方面發揮重要作用。我們認為，分佈式電源的大規模接入將有效帶動新型電力電子設備在配網側的應用。

新一代配電自動化系統和一二次融合成為主流技術趨勢

新一代配電自動化系統助力配電網接入海量分佈式資源。大規模分佈式電源、電動汽車的接入以及用户與電網間的互動增加了配電網管控難度，打破了原有「源-網-荷」的互動模式，給配網運行帶來了較大的不確定性和挑戰，原有傳統的配電自動化系統不再適用。2022年11月，新一代配電自動化系統在浙江海寧上線。系統將配網劃分爲「變電站-線路-台區」三個層級，可以根據每個層級電網的不同運行狀態，自動對應經濟運行、快速自愈、自我平衡三種運行策略，實現一個平臺統籌調控配網海量資源，該套系統已接入光伏電站5659座和儲能電站5座。

一二次融合成為主流技術趨勢。傳統配電網一次設備功能簡單、智能化程度低，同時一次和二次設備間存在接口不匹配、兼容性差、維護困難等問題，為適應智能配電網的發展，一二次融合技術應運而生。一二次融合設備即對傳統一次設備在物聯感知、數據處理、智能、集成、通信等方面賦能，已成為配電網的重要發展方向。截至6月5日，2023年國網配網協議庫存招標中一二次融合成套柱上斷路器占斷路器及負荷開關招標數量比重已達到96%。

圖表：配網協議庫存配電終端招標數量統計

資料來源：國網電子商務平臺，中金公司研究部

圖表：一二次融合成套柱上斷路器比例達到96%

注：統計截至6月5日資料來源：國網電子商務平臺，中金公司研究部

台區智能終端與智能物聯電能表支撐分佈式資源可觀可測可控

台區智能融合終端是對配電臺區多種運行監測和計量設備進行的整合優化，其採用「雲管邊端」的智慧物聯體系架構，接入了配電自動化系統、用電信息採集系統、物聯管理平臺，兼容低壓智能開關、光伏逆變器、充電樁智能控制器、無功補償裝置等營配感知設備，並具備光伏電站實時監測控制、可開放容量分析等功能。台區智能融合終端自2019年開始招標，近年來國網設備部、數字化部正在積極推動「一臺區一終端」，我們估計當前台區滲透率尚不足20%，仍處在快速推廣階段。從中標情況來看，相較於傳統終端設備，台區智能融合終端格局更為集中。

圖表：2019-2021年臺區智能融合終端中標格局

資料來源：國家電網電子商務平臺，中金公司研究部注：以中標數量計算市場份額

智能物聯表可實現數據感知、採集、控制，23年招標量高增。2020年8月，國網發佈了新一代智能電能表和物聯電能表技術規範，採用兩個MCU設計思路，新計量芯片由計量芯+MCU合成，與新管理芯隔離，在保證基本計量功能穩定、準確、可靠的前提下，從技術角度進行增強，增加了更多的靈活性、安全性以及可擴展性，以此來滿足智能設備的接入，實現設備數據的感知、採集和控制功能。2023年國網第一批次電能表招標中智能物聯電能表達到126.4萬隻，已達到2022年全年招標量（137.5萬隻）的92%。

投資主線2：用户側藍海孕育虛擬電廠新業態

分佈式資源廣泛接入，虛擬電廠發展潛力大

分佈式資源種類增加，用户側可調資源豐富。分佈式資源（Distributed Energy Resources，DER）指接入在配電網層面或是用户側表計后的發用電資源，可以是分佈式發電（分佈式光伏、風電、小水電等），也可以是需求側響應（電力用户）、用户側儲能、電動汽車等。隨着分佈式發電與用户側新型用電設備的廣泛接入，我們認為分佈式資源數量未來有望呈幾何級數增長。這類資源具有點多量大、容量小、電壓等級低、技術類型多元化等特點，一方面具有大量的調節潛力，另一方面也為電網的運行與管理帶來一定難度。

虛擬電廠是聚合分佈式資源的最優解決途徑之一。聚合分佈式資源可以平抑分佈式發電、電動汽車等發用電對大電網的衝擊，同時也可以充分釋放負荷側的調控能力，實現用户側與電網的雙贏。聚合分佈式資源的潛在方式主要有電網直調、台區自治、虛擬電廠三種模式。我們認為相比較其他兩種模式而言，虛擬電廠的調控範圍不限於同一台區，可以實現同一調度控制去內更廣泛的資源聚合，同時又可以減少管理成本，是相對較優的調度模式，未來發展空間廣闊。

我們預測到2025年國內虛擬電廠理論可聚合資源空間達到500GW。目前，國內虛擬電廠可聚合資源主要包括分佈式發電、可調節負荷、充電樁、用户側儲能等，其中分佈式發電主要考慮户用光伏和分散式風電。我們按照各類資源的裝機量測算2023/2024/2025年我國虛擬電廠理論可聚合資源規模分別為267/376/506GW，CAGR為37.6%。

圖表：虛擬電廠可聚合資源空間測算（2021A-2025E）

資料來源：金風科技官網，國家能源局官網，中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟，姚艷等《寧波電動汽車充電設施負荷特性分析及需求預測》（2018），中金公司研究部

電力市場化背景下虛擬電廠商業模式有望不斷完善

當前我國以負荷型虛擬電廠為主，隨着電力市場建設推進經濟性有望逐步改善。目前，深圳、冀北、上海、江蘇、浙江等地區已陸續開展虛擬電廠項目試點。其中，深圳、上海、江蘇均以負荷資源為主，包括空調負荷、家用負荷、儲能、充電樁等，主要通過參與政府主導的需求側響應獲得補貼收益，隨后與終端用户進行分成。冀北虛擬電廠示範項目聚合了分佈式光伏、熱泵、工業負荷、充電樁等多種發用電資源共計160MW，主要參與華北區域輔助服務市場，為電網提供調峰服務並獲得收益。隨着電力市場不斷完善以及聚合資源類型的日漸豐富，我們認為虛擬電廠的商業模式將更加多元，在需求側響應補貼的基礎上，可以通過參與電力現貨市場、輔助服務市場等獲得收益，經濟性有望逐步改善。

圖表：虛擬電廠發展階段

資料來源：GEIDCO，中金公司研究部

看好虛擬電廠快速發展下軟硬件供應商以及運營商投資機會

虛擬電廠的核心技術包括軟件、通信、控制。我們認為軟件算法是虛擬電廠的核心競爭力，涉及對聚合資源的監測、出力預測和對電力市場的價格預測，關係到虛擬電廠的調度組合與交易策略，是電力市場中虛擬電廠盈利的關鍵；通信技術確保信息能夠從終端資源高效傳輸至虛擬電廠運營平臺，以及終端資源能夠按照調度指令動作；控制一般通過終端或光伏逆變器、風電變流器等實現。

圖表：虛擬電廠業務參與主體及核心競爭優勢對比

資料來源：BNEF，中金公司研究部

目前參與虛擬電廠業務主體主要分為軟件供應商、硬件供應商和運營商三大類。我們認為在虛擬電廠業務起步初期，相關軟硬件需求會隨着市場發展而快速放量，利好相關軟硬件供應商。

► 軟件開發商：一般為虛擬電廠運營商開發虛擬電廠運營平臺，包括DER聚合、價格預測與市場交易等功能，直控型虛擬電廠還需要具備電網調度接口（AGC功能等）。業務模式包括定製化開發、標準化產品以及SaaS等。

► 硬件供應商：一類是通信、採集設備供應商，可以為虛擬電廠提供計量表計、HPLC通信基礎設施等，同時也可以配套具備基本聚合管理功能的虛擬電廠管理平臺軟件。另一類是充電樁、户用光伏、儲能等設備供應商，可以藉助已安裝設備佈局虛擬電廠網絡，進一步開展運營業務。

► 運營商：虛擬電廠運營商需要通過接入更多的分佈式資源，擴大規模，增厚效益，因此獲得聚合資源的渠道是核心競爭力。我們認為在虛擬電廠業務發展初期「資源為王」，擁有用户資源或分佈式發電資源的企業具有先發優勢，隨着電力市場交易品種不斷增多，電力交易能力也同等重要，同時看好具備電力交易能力的軟硬件供應商轉型運營商。

投資主線3：全球電網投資增長帶動電力設備出海

新能源消納+網架升級，驅動全球電網投資保持穩健增長

全球電網投資有望提速，帶來充沛的市場機遇。根據BNEF統計，2022年全球電網投資總額達2738億美元，其中中國（佔比27%）、以及包括美國（佔比24%）在內的發達經濟體為電網投資的主力。BNEF預計2023年全球電網投資有望同比+10%。而當前全球電網投資仍滯后於電源側及用電側的發展，根據IEA的測算，為支撐2050年淨零排放的目標，全球電網投資要在2030年達到7500億美元水平，若以2019-2023年投資CAGR線性推演，電網將面臨較大投資缺口。綜合來看，我們認為全球電網投資有望提速，帶來較多的市場機遇。

圖表：2022年全球電網投資分佈

資料來源：BNEF，中金公司研究部

發達經濟體電網投資以存量線路改造為主，新能源的快速發展進一步催化投資釋放。發達經濟體的電網基礎設施相對完善，但存量線路普遍運行時間較久，因此未來電網投資以存量改造為主。根據IEA的預測，到2050年發達經濟體有接近2100萬公里的電網線路需要更新（佔當前線路長度的1/3）。此外，發達經濟體新能源的快速發展也進一步提高的電網升級改造的迫切性。新能源發電的隨機性、波動性、間歇性為電網帶來了新的運行挑戰，隨着新能源滲透率的提高，老舊的電網基礎設施的可靠性問題也會愈加凸顯。

新興經濟體電網投資以新建線路為主，短期無電/弱電問題突出，長期也面臨能源轉型的挑戰。由於新興經濟體電網基礎設施較為薄弱，因此電網投資以新建為主。短期來看，新興經濟體電網投資主要解決無電/弱電問題。長期來看，隨着光伏發電價格的下降、地方產業支持政策的陸續出臺，近年來東南亞、中東、非洲等新興市場風光裝機增長迅速，我們認為未來新興經濟體的電力系統也同樣面臨能源轉型帶來的挑戰。

圖表：發達經濟體電網投資以存量改造為主，新興經濟體以新建為主

資料來源：IEA，中金公司研究部；注：APS (Announced Pledges Scenario) 情景，假設政府宣佈的所有長期淨零排放、能源獲取等目標都能按時、全額實現

看好中國電力設備企業出海競爭力，打開成長空間

看好中國電力設備「強技術、強制造、低成本」的競爭優勢

中國電力設備出口勢頭較好。根據中電聯統計，2021年中國主要電力企業對外承包工程新籤合同額311.9億美元，同比+14.8%；出口電力裝備總額25.0億美元（其中，直接出口4.1億美元，境外工程帶動裝備出口20.9億美元），同比+12.1%。

圖表：2016-2021年中國主要電力企業對外合作情況

資料來源：中電聯，中金公司研究部

我們認為，中國電力設備具備「強技術、強制造、低成本」的競爭優勢。

► 強技術：特高壓代表着電網技術的領先水平，中國在國際上率先建立了完整的特高壓交直流、智能電網技術標準體系，累計主導發起編制國際標準超過100項。國家電網積極推進技術標準軟聯通，已在「一帶一路」國家和地區電力建設中應用中國標準525項。

► 強制造。經過多年研發投入及經驗積累，中國電力設備企業已經形成了較強的製造能力，在產品性能穩定、質量優良、故障率等維度與國際同行領先指標並駕齊驅。

► 低成本。中國供應鏈具備原材料、人工等成本優勢，例如中厚板作為電力設備主要原材料之一，中國市場價格一直低於歐盟、美國、日本等地區。因此，中國電力設備產品在同等性能和質量情況下，更具價格優勢。

渠道能力和品牌認可度仍需要長時間積累。海外市場呈現以下特點：1）下游客户分散，各國配電公司眾多，對廠商的銷售服務和售后能力要求高；2）各國技術標準不統一，需要通過本地標準認證，部分市場的審查周期較長；3）部分市場有本土化要求，需要在當地設立工廠或採購零件。此外，下游電力客户普遍對設備安全性、穩定性要求較高，因此品牌認可度的積累需要較長時間。上述特點，均構成了進入海外市場的壁壘。相較ABB、西門子、施耐德等國際品牌，我國電力設備企業進入海外市場較晚，因此渠道能力和品牌認可度仍有較大提升空間。長期來看，我們認為中國供應鏈的優勢地位、技術實力突出，隨着海外戰略的逐步深化，頭部企業有望把握海外市場機遇。

電錶、一次設備企業國際化戰略佈局深厚，看好海外市場提供加速度

我們以19家電力設備上市公司作為樣本[10]，研究頭部企業海外業務發展情況，我們發現：

► 整體海外業務規模保持穩健增長，盈利能力相對穩定。2022年樣本企業海外營收合計達170.8億元，同比+11.2%。除2020年受疫情影響海外營收同比-9%以外，近年來海外業務保持穩健增長。2021年受海運費上漲、EPC類收入佔比提高等因素影響，海外業務整體毛利率有所下滑，2022年恢復到20%，整體來看海外盈利能力相對穩定。

► 電錶、一次設備企業出海進度優於二次設備。從業務規模來看，2022年海外營收前規模TOP5分別是特變電工（62.8億元）、中國西電（25.5億元）、思源電氣（18.7億元）、海興電力（18.5億元）、三星醫療（16.4億元）。從營收佔比來看，2018-2022年間樣本企業海外營收佔比平均值為9.1%，海外營收佔比高於平均值的企業包括：海興電力（63.2%）、中國西電（18.9%）、思源電氣（17.7%）、金盤科技（17.7%）、炬華科技（13.3%）、三星醫療（15.2%）、特變電工（10.9%）、華明裝備（9.9%），均為電錶及一次設備公司。而國電南瑞、許繼電氣、南網科技、四方股份等二次設備公司海外營收佔比普遍低於5%，我們認為主要系二次設備對電網的安全、保護、控制至關重要，下游客户對供應商的選擇更加審慎，普遍依賴於本地企業。

► 解決方案、單機銷售的盈利水平優於EPC。2018-2022年間，樣本企業海外毛利率平均值較高的企業包括安科瑞（64.6%）、華明裝備（58.5%）、海興電力（40.2%）、鉅泉科技（41.9%）、金盤科技（31.8%）、思源電氣（26.2%），業務模式均以提供解決方案或單機銷售為主。而以EPC為主要出海模式的企業毛利率相對較低，例如，中國西電（14.4%）、特變電工（20.2%）。

► 區域覆蓋仍以亞非拉新興市場為主，思源電氣等在發達地區亦有突破。從區域覆蓋情況來看，目前企業出海仍以亞非拉等新興市場為主，我們認為主要系新興市場增量需求明顯、來自歐美大廠的競爭相對緩和、下游客户追求性價比。部分優質廠商在發達地區亦有突破，例如，主設備環節思源電氣已陸續獲得歐洲電力體系、英國國家電網、荷蘭國家電網、意大利國家電網等客户的供應商資格認可，單機設備批量銷往歐洲。

圖表：主要電力設備上市公司海外營收情況

資料來源：公司公告，中金公司研究部

圖表：主要電力設備上市公司海外業務毛利率

資料來源：公司公告，中金公司研究部

圖表：主要電力設備上市公司海外業務佔比（縱軸）及盈利水平（橫軸）對比

資料來源：公司公告，中金公司研究部；注：氣泡大小表示公司2022年海外營收規模；由於許繼電氣、鉅泉科技並未單獨披露海外業務毛利率，因此採用整體業務毛利率

[1]http://www.nea.gov.cn/2023-05/09/c_1310717089.htm

[2]張運洲，陳寧，黃碧斌等《基於系統成本的新能源等效上網電價計算方法及應用》（2022）

[3]https://www.ndrc.gov.cn/xwdt/tzgg/202305/t20230515_1355748.html

[4]https://www.cec.org.cn/detail/index.html?3-317500

[5]https://mp.weixin.qq.com/s/HX31Gd4YYqesBLniSDwe6A

[6]http://fgw.liaocheng.gov.cn/channel_t_165_12299/doc_648c7821b41c401e6622ef55.html

[7]https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202305/content_6874368.htm

[8]https://std.samr.gov.cn/hb/search/stdHBDetailed?id=AC7E22E62636A201E05397BE0A0A53F2

[9]https://ythxxfb.miit.gov.cn/ythzxfwpt/hlwmh/tzgg/sbfw/qyshzr/art/2022/art_0c4f930b82b1485da3054cf87afd1b62.html

[10]樣本公司包括：國電南瑞、許繼電氣、中國西電、平高電氣、國網信通、南網科技、四方股份、東方電子、國電南自、特變電工、金盤科技、思源電氣、華明裝備、炬華科技、海興電力、三星醫療、威勝信息、鉅泉科技、安科瑞

注：本文摘自中金公司2023年7月4日已經發布的《新型電力系統2023下半年展望：破局與轉型之時》

曲昊源  分析員 SAC 執證編號：S0080523060004 SFC CE Ref：BSW232

劉倩文  聯繫人 SAC 執證編號：S0080121070440

曾韜  分析員 SAC 執證編號：S0080518040001 SFC CE Ref：BRQ196