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证券研究报告 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明 行业研究报告 电力设备及新能源行业 2021年12月31日 电网专题：“四维”掘金“源网荷储”协调互动的新型电力系统 电力设备及新能源 推荐 维持评级 核心观点： 近年来，伴随风电、光伏等新能源大量替代常规机组，电动汽车、分布式能源、储能等交互式用能设备广泛应用，新型能源结构挑战电网稳定性。为适应“双高”、“双峰”形势下新能源并网和消纳，亟需推动电力系统转型升级。 特高压解决电力供需错配及新能源消纳难题。特高压可将西南水电、西北煤电、风光等电能输送至东部负荷中心。十四五和十五五期间，我国将继续加强特高压直流骨干通道建设、特高压交流同步电网建设，同时推动跨国电网互联互通。预计十四五期间特高压总投资将达3000亿元。 今年多地用电负荷创新高，引发局部电荒问题。解决负荷高峰期的缺电问题，单靠源头侧和市场调节机制是不够的，配网扩容改造也是重要一环。终端电气化率提升带来配网扩容需求，电网双向趋势催生增量改造空间。看好高端设备国产化替代机会。 储能是优质的灵活性资源，可在容量范围之内削峰填谷，保持电力系统瞬时平衡。电化学储能将在新型储能中占据绝对主力。储能多场景共同发力：发电侧取决于新能源配比；电网侧与负荷峰值息息相关；用户侧受峰谷电价差影响较大。我们预测，到 2025 年底，我国电化学储能累计装机将达到 44.2GW，十四五期间CAGR约68.4%。电化学储能5年增长 12.5倍空间，万亿蓝海可期。 能源结构变化带来配网结构变化。电网将大量接入新能源和灵活负荷，以适应可定制化的供电需求，源-网-荷-储的界限趋于模糊，层次更加丰富。源网荷储的数据采集、传输、处理、应用等需求显著增加，电网数字化转型是大势所趋，数字化依赖于信息化建设。 电网信息化涵盖内容广泛。十四五期间电网信息化投资加速。我们预测电网信息化投资 2025 年将超过 740 亿元，较 2020 年增长超过 120%，5 年 CAGR 约17.5%，在电网总投资中的占比由 6%提升至 12.8%。信息化设备国网总部集采市场份额较为集中，信息化服务民营企业参与程度高。 采集、终端与非电传感设备的应用是电网数字化前提。新一代智能电表定制化程度提高，替换需求催生增量市场，单个电表价值量显著提升。另外，智能物联电能表有望维持高增。 2020 年国网提出“数字新基建”十大重点建设任务，包括电网数字化平台、能源大数据中心等，全年共投入约 247 亿元。“数字新基建”涉及多种数字化与智能化技术，既包括大数据、云计算等已被广泛运用的技术，也包括 5G、区块链、数字孪生等应用较少但极具潜力的技术。 风险提示：电网投资不及预期、新能源装机不及预期；行业竞争加剧等。 重点公司盈利预测与估值 股票代码 股票名称 EPS PE 投资评级 2021E 2022E 2023E 2021E 2022E 2023E 600406.SH 国电南瑞 1.08 1.26 1.47 37.4 31.9 27.4 推荐 000400.SZ 许继电气 0.86 1.03 1.23 30.7 25.7 21.5 推荐 688063.SH 派能科技 2.85 4.60 7.38 67.3 41.7 26.0 推荐 002706.SZ 良信股份 0.45 0.63 0.92 40.6 29.0 19.8 推荐 600131.SH 国网信通 0.57 0.69 0.86 39.4 32.6 26.1 推荐 资料来源：wind，中国银河证券研究院（估值时间为2021年12月30日） 电新团队 首席分析师 周然 ：（ 8610）8092 7636 ： 执业证书编号：S0130514020001 研究助理 梁悠南 ：（ 8610）8092 7656 ：liangyounan_ 计算机团队 首席分析师 吴砚靖 ：（ 8610）6656 8589 ： 分析师登记编码：S0130519070001 分析师 邹文倩 ：（ 8610）8635 9293 ： 执业证书编号：S0130519060003 电力设备及新能源指数表现 - 15 %- 5%5%15 %25 %35 %45 %55 %65 %2 0 - 1 2 2 1 - 0 2 2 1 - 0 4 2 1 - 0 6 2 1 - 0 8 2 1 - 1 0 2 1 - 1 2电力设备 及新能 源 沪深 300 资料来源：wind，中国银河证券研究院 相关研究 【银河电新周然团队】电力设备及新能源行业_2022 年投资策略_“双碳”大周期开启，新能源独领风骚_211215 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 目 录 一、构建以新能源为主体的新型电力系统. 1 （一）发电侧清洁化，用电侧电气化 . 1 （二）电网数字化转型升级 . 2 二、能源输送：主网、配网、储能协调发展. 5 （一）特高压提升远距离输电能力 . 5 （二）配网扩容改造仍需加强 . 9 （三）储能：多场景共同发力，万亿蓝海可期 . 13 1、储能是核心，电化学5年10倍多 . 13 2、多场景应用共同发力 . 16 3、发电侧取决于可再生能源配比 . 17 4、电网侧与负荷峰值息息相关 . 21 5、用户侧受峰谷电价差影响较大 . 27 6、市场集中度高，成本下移空间大 . 28 三、信息数字化：源网荷储协调互动，大云物移智链应用 . 32 （一）信息类投入增加，细分市场活跃 . 32 （二）采集传感类智能电表增速最快 . 38 （三）综合能源服务创建应用新场景 . 40 （四）融合新技术新模式，数字化转型提速 . 43 1. 5G . 44 2. 虚拟电厂 . 45 3. 区块链 . 47 4. 数字孪生 . 48 5. 人工智能 . 49 四、核心标的 . 51 （一）国电南瑞：电网自动化龙头 . 51 （二）许继电气：电力装备全覆盖 . 52 （三）派能科技：全球储能系统领军者 . 53 （四）良信股份：高端低压电器供应商 . 54 （五）国网信通：“云网融合”稀缺标的 . 55 五、风险提示 . 58 六、附录 . 59 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 1 一、构建以新能源为主体的新型电力系统 （一）发电侧清洁化，用电侧电气化 “双碳”目标为可再生能源提供长期确定性指引。2020 年 9 月，在联合国大会上，我国提出 CO2排放力争于 2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。2020年 12月，在气候雄心峰会上，我国宣布到 2030年单位生产总值 CO2排放将比 2005年下降 65%以上，非化石能源占一次能源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量将达到 12亿千瓦以上。 发电侧清洁化率持续提升。根据国网研究院的乐观预计，2025 年我国发电量将达 9.3 万亿 Kwh，十四五期间复合增速达 4.4%，其中太阳能和风电发电量分别占 9.5%和 11%；2025年装机容量达 29.5 亿千瓦，复合增速 6%，其中太阳能和风电装机容量分别占 19%和18.2%。 图 1：2020年我国各类发电量组成 68 .5%17. 4%4. 7%6. 0%3. 4% 资料来源：统计局，中国银河证券研究院 图 2：2025年我国各类发电量组成 55. 3%16.0%5. 5%11. 0%9. 5%2. 7% 资料来源：国网全球能源互联网发展合作组织，中国银河证券研究院 图 3：2020年我国各类装机累计容量组成 56. 6%16. 8%2. 3%12. 8%11 .5% 资料来源：统计局，中国银河证券研究院 图 4：2025年我国各类装机累计容量组成 42. 5%15. 6%2. 5%18. 2%19. 0%2. 2% 资料来源：国网全球能源互联网发展合作组织，中国银河证券研究院 假设 2025 年风光发电量占比 57%/43%、风光利用小时数 2070 小时/1360 小时，以国网研究院的预测数据（十四五期间发电量复合增速 4.4%，2025年风光发电量占总量 20.5%）作为基准，我们对于十四五期间的风光新增装机进行了敏感性分析。我们预计光伏年均新增装机约 65-77GW，风电年均新增装机约 44-55GW。 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 2 表 1：十四五期间年均新增光伏及风电装机预测 光伏年均新增（GW） 风电年均新增（GW） 风光占比/发电量增速 3.50% 4% 4.4% 5% 5.50% 风光占比/发电量增速 3.50% 4% 4.4% 5% 5.50% 19.5% 59 62 64 68 70 19.5% 39 42 44 47 49 20% 62 65 67 71 74 20% 42 44 46 49 52 20.5% 65 68 70 74 77 20.5% 44 47 49 52 55 21% 68 71 73 77 80 21% 47 49 51 55 57 21.5% 71 74 76 80 83 21.5% 49 52 54 57 60 资料来源：国网研究院，中国银河证券研究院 用电侧电气化提升空间大。2020 年我国电气化率（电能占终端能源消费比重）仅 27%，根据国网预测 2021 年有望达到 28%。长期来看，工业、交通、建筑等行业将持续拓展电能替代的广度和深度，国网预计2025/2035年我国电气化率有望提升至32%/45%。 图 5：2020-2030中国用电量及电气化率预测 25%30%35%40%45%50%5000070000900001100001300002020 2022E 2024E 2026E 2028E 2030E 2032E 2034E用电量（亿 kW h ） 电气化率 资料来源：中电联，国家能源局，国家电网，中国银河证券研究院 （二）电网数字化转型升级 图 6：电力系统构成图 资料来源：中国银河证券研究院 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 3 电网连接能源生产和消费。电力系统可划分为发电、输电、变电、配电、售电、调度六大环节，除发电外均属于电网产业链。输变电环节，电能通过输电线路进行远距离输送，在变电站内进行电压等级转换，送至配电系统。配售电环节，由配电变电站及配电线路将电能分配给负荷用户。调度环节遵循“统一调度，分级管理”原则。 由于新能源电力具有强随机波动性，其大量替代常规机组对电网稳定性造成冲击。叠加电动车、分布式能源、储能等交互式用能设备的广泛应用，电力系统呈现出高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”特征。此外，用电需求呈现冬、夏“双峰”特征，随着电气化率提升，峰谷差不断扩大。为适应“双高”、“双峰”形势下新能源的并网和消纳，电力系统亟需转型升级。 图 7：电力系统实时平衡示意图 资料来源：刘吉臻院士新能源电力系统与再电气化，中国银河证券研究院 建设源网荷储一体化和多能互补的新能源电力系统。2021 年 2 月，发改委、能源局发布了关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见。多能互补侧重于发电端，优化配置调节性电源或储能，实现各类电源互济互补；源网荷储一体化侧重于负荷端，通过加强多向互动、完善市场机制等方面调动用户积极性，发挥负荷侧灵活响应能力。 图 8：新能源电力系统发展模式示意图 资料来源：刘吉臻院士新能源电力系统与再电气化，中国银河证券研究院 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 4 “四维”寻找电网投资机会。按环节划分，电网系统分为输变电和配售电；按功能划分，可分为能源输送和信息数字化处理。在这个四个维度中，我们看好储能、配网扩容改造、特高压、输变电自动化、信息化系统、综合能源服务等细分领域的未来前景以及蕴藏的投资机会。 图 9：“四维”定位新型电力系统 资料来源：中国银河证券研究院 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 5 二、能源输送：主网、配网、储能协调发展 新型电力系统中，1）主网加强远距离输电和省网互济能力：在支持新能源就地消纳的同时加快建设输电主干通道，加强省间互联互通水平，发挥大电网对清洁能源的配置作用；2）配网扩容改造以提高用电可靠性：为应对负荷高峰期局部缺电问题，各地需要因地制宜、补齐短板；3）储能解决系统波动性问题：发挥储能可以提高系统灵活调节的能力。 （一）特高压提升远距离输电能力 我们预计 2025年底风光装机有望达到 641GW和 525GW，是 2020年的 2.5倍和 1.9倍。由于风光装机大部分建设在远离负荷中心的三北资源区，可再生能源消纳压力大，需要提升远距离输电容量。 图 10：“十四五”大型清洁能源基地布局示意图 资料来源：新华社，中国银河证券研究院 2020 年底，国家电网跨省跨区输电能力 2.3 亿千瓦，南网西电东送能力超过 5800 万千瓦。截至目前，我国已累计投运“13 交 18 直”特高压，其中国网 13 交 14 直，南网 4 直。根据彭博新能源财经数据，2019年我国特高压直流利用率为61%，特高压交流利用率33%。 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 6 图11：国网在建在运特高压工程示意图 资料来源：国家电网，中国银河证券研究院 特高压直流与交流各有优势：直流用于点对点、大功率、长距离输送电量，线路损耗低；交流线路组网性能强、覆盖范围大，可以中间落点，对于区域电网的稳定性起到重要作用。 表 2：特高压直流与交流对比 输电类型 电压等级 应用场景 送电容量 特点 特高压直流 800kV 1000km以上长距离输电 约800万千瓦 点对点、大功率、远距离输电，中间不落点 1100kV 1200万千瓦 特高压交流 1000kV 区域环网，跨区输电，支撑特高压直流安全运行 约600万千瓦 输电容量大，覆盖范围广，可以中间落点 资料来源：国家电网，中国银河证券研究院 2021 年 3月，国家电网发布双碳行动方案，十四五规划建成 7 回特高压直流，新增输电能力 5600 万千瓦，2025 年国网经营区跨省跨区输电能力将达到 3 亿千瓦（包括部分特高压交流和超高压线路）。特高压直流需要配套特高压交流，国网规划十四五期间完善特高压交流主网架和区域环网，目前已确定5条特高压交流，预计后续会有更多线路纳入规划。 表 3：十四五已确定的特高压重点项目 类型 特高压项目简称 建设情况 开工时间 投运时间 输电能力 （万 kW） 线路长度 （km） 投资额 （亿元） 直流 雅中-江西 已投运 2019.9 2021.6 800 1711 244 陕北-湖北 已投运 2020.2 2021.9 800 1137 185 白鹤滩-江苏 建设中 2020.12 - 800 2087 307 白鹤滩-浙江 建设中 2021.8 - 800 2140 293 陇东-山东 待核准 - - 800 - - 哈密-重庆 待核准 - - 800 - - 金上-湖北 待核准 - - 800 - - 交流 南阳-荆门-长沙 建设中 2021.6 - 600 678*2 105 驻马店-武汉 待核准 - - 600 - - 南昌-武汉 待核准 - - 600 - - 南昌-长沙 建设中 2021.2 - 600 343*2 72 荆门-武汉 建设中 2021.3 - 600 256*2 69 资料来源：北极星电力网，中国银河证券研究院 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 7 表 4：特高压十四五建设规划及预测 总体目标 规划内容 特高压直流 十四五期间新建7个西北、西南能源基地特高压外送工程，总输电容量5600万千瓦 依托西北大型风光能源基地建设 3个特高压直流输电工程，总输送容量达到2400万千瓦，长度约4700km，投资额约750亿元； 依托西南大型水电基地建设4个特高压直流输电工程，总输送容量达到3200万千瓦。 特高压交流 送端，完善西北、东北主网架结构，加快构建川渝特高压交流主网架； 受端，扩展和完善华北、华东特高压交流主网架，加快建设华中特高压骨干网架。 资料来源：国家电网，中国银河证券研究院 根据前瞻产业研究院预测，十四五期间将核准开工 10 交 10 直线路（目前已公布 10条），按照直流/交流线路投资额每条 200 亿元/100 亿元推算十四五期间特高压总投资将达3000亿元。 表 5：特高压单站设备投资拆分表 类型 设备 换流变 换流阀 GIS 直流/平波电抗器 直流保护 系统 互感器 断路器 电容器 避雷器 开关柜 隔离开关和接地开关 直流 单站招标数量 28 4 20 12 1 100-200 11 25 25 100-150 100-150 单价（亿） 0.6 2.3 0.2 0.8/0.1 1.5 0.004 0.05 0.01 0.002 单站金额（亿） 16.8 9.2 4 1.9 1.5 0.6 0.55 0.25 0.05 0.5 类型 设备 变压器 GIS 电抗器 互感器 避雷器 断路器 电容器 开关柜 隔离开关和接地开关 交流 单站招标数量 11 7 10 50 30 5 5 10-15 10-15 单价（亿） 0.7 0.4 0.2 0.007 0.001 0.05 0.05 单站金额（亿） 7.7 2.8 2 0.35 0.03 0.25 0.25 资料来源：国家电网，中国银河证券研究院 图 12：直流特高压投资构成占比 基建 , 35%铁塔和线路 , 30%换流变 , 13%换流阀 , 10%控制保护系统 , 2%其他站内设备 , 10%站内设备 , 35% 资料来源：国家电网，中国产业信息网，中国银河证券研究院 图 13：交流特高压投资构成占比 基建 , 35%铁塔和线路 , 30%GIS , 12%交流变 , 10%电抗器 , 4%其他站内设备 , 9%站内设备 , 35% 资料来源：国家电网，中国产业信息网，中国银河证券研究院 特高压投资可分为基础建设、铁塔和线路以及站内设备，其中基建、铁塔和线路技术门槛较低，竞争格局分散，站内设备技术门槛高，呈现寡头垄断格局。 由于每年招标份额相对固定，特高压站内设备的龙头企业优势明显。特高压交流的核心设备包括 GIS 和交流变压器等，直流包括换流阀和换流变压器等，主要供应商包括国电南瑞、特变电工、中国西电、许继电气、平高电气等。 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 8 图 14：2020年我国直流特高压-换流变压器市场格局 30%20%20%20%10% 资料来源：国网电子商务平台，前瞻产业研究院，中国银河证券研究院 图 15：2020年我国直流特高压-换流阀市场格局 50%30%15%5% 资料来源：国网电子商务平台，前瞻产业研究院，中国银河证券研究院 图 16：2020年我国交流特高压-GIS市场格局 45%30%20%5% 资料来源：国网电子商务平台，前瞻产业研究院，中国银河证券研究院 图 17：2020年我国交流特高压-交流变压器市场格局 35%30%30%5% 资料来源：国网电子商务平台，前瞻产业研究院，中国银河证券研究院 表 6：主要设备竞争格局表 类型 公司 换流阀直流保护系统换流变 GIS 断路器 电抗器 电容器 避雷器 互感器 开关柜隔离开关和接地开关国电南瑞 46.08% 66.67% 9.38% 15.28%许继电气 27.45% 33.33% 11.11% 5.26%平高电气 46.43% 27.27% 7.89% 32.81%中国西电 18.63% 23.08% 21.43% 9.38% 3.08% 13.00% 25.00% 4.17% 15.63%特变电工 25.00% 3.08% 5.56%保变电气 23.08%思源电气 11.00% 5.56%四方股份 31.25%长高集团 4.17% 18.75%类型 公司 变压器 GIS 电抗器 断路器 电容器 避雷器 互感器 开关柜隔离开关和接地开关国电南瑞许继电气平高电气 30.74% 24.42% 13.83%中国西电 12.28% 14.74% 13.86% 71.56% 12.77% 9.36% 18.88% 14.88% 27.66%特变电工 33.77% 8.06% 4.49%保变电气 11.40% 4.98%思源电气 25.53% 5.61%四方股份长高集团直流交流 资料来源：国家电网，中国银河证券研究院（根据 2012年到2019年中标数据统计，不包括非上市公司，例如山东电力设备、新东北电气等） 随着“一带一路”的持续推进，以特高压为核心的国际能源合作有望发展成为我国高新技术海外输出的典型代表。从资源禀赋来看，可利用蒙古、俄罗斯的化石能源满足我国用电需求，同时，我国的清洁能源也可以输往巴基斯坦、尼泊尔、东南亚等国家，实现电力互通互联。国网研究院预测2025年我国计划建成跨国直流工程 9回，输电容量约2800万千瓦。 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 9 表 7：十四五电网跨国互联工程 工程 电压等级 输电容量 中国-蒙古 800kV 800万千瓦 中国-巴基斯坦 800kV 800万千瓦 中国-缅甸-孟加拉国 660kV 400万千瓦 中国-韩国（日本） 500kV 200万千瓦 中国-尼泊尔 直流背靠背 200万千瓦 中国-缅甸 直流背靠背 100万千瓦 中国-老挝 直流背靠背 100万千瓦 中国-越南 直流背靠背 100万千瓦 资料来源：国网全球能源互联网发展合作组织，中国银河证券研究院 电网跨国互联存在较大增长空间。截至 2020 年底，我国已与周边 7 个国家实现电力联网，但输送容量较小。根据国家电网规划，2025 年预计我国跨国电力流将达到 2775 万千瓦，仅相当于跨区跨省电力流的 7.7%；2035 年跨国电力流将增至 8150 万千瓦，相当于跨区跨省电力流的15%。 图 18：中长期跨国电力流、跨省跨区预测 5%9%1 3 %1 7 %2 1 %2 5 %01 7 0 0 03 4 0 0 05 1 0 0 06 8 0 0 08 5 0 0 02 0 2 5 2 0 3 0 2 0 3 5 2 0 4 0 2 0 4 5 2 0 5 0 2 0 5 5 2 0 6 0跨省跨区电力流 跨国电力流 跨国 / 跨省跨区（万千瓦） 资料来源：国网全球能源互联网发展合作组织，中国银河证券研究院 中国西电（601179.SH）是特高压设备龙头供应商。公司在输配电装备制造领域特别是特高压领域拥有雄厚的技术和人才储备，技术水平已达到世界先进水平，交直流产品线齐全。在特高压直流换流阀、换流变以及特高压交流变压器、GIS 等核心设备市场中，公司市占率均位居前列。公司 2021 前三季度营收 120.2 亿元，YOY+27.2%；归母净利润 3.28 亿元，YOY+62.1%。 （二）配网扩容改造仍需加强 “十三五”期间，我国实施多项配网重点工程，主要包括 6 千亿农网改造升级以及 300亿贫困县农网改造工程。项目实施后，“三区三州”（“三区”是指西藏自治区和青海、四川、甘肃、云南四省藏区及南疆的和田地区、阿克苏地区、喀什地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州四地区；“三州”是指四川凉山州、云南怒江州、甘肃临夏州。“三区三州”是深度贫困地区）供电水平已接近全国平均水平，农网年户均停电和电压不合格时间较 2015年分别缩短6.9小时、64.5小时。 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 10 表 8：国家电网十三五配网重点工程 项目名称 具体内容 成果 农网改造升级 投资6444亿元，新建、改造110千伏和35千伏线路10.9万公里，10千伏及以下线路85.8万千米。 农网年户均停电和电压不合格时间较2015年分别缩短6.9/64.5小时。 “三区三州”深度贫困地区电网建设 投资304亿元，新建和改造35千伏及以上线路1.2万公里、10千伏及以下线路6.9万公里。 2020年上半年，供电水平已接近全国平均水平。 国网阳光扶贫行动计划 1）投资212.5亿元，实施村村通动力电工程； 2）投资32亿元，完成国家光伏扶贫计划安排的2.8万个村级光伏电站接网工程； 3）投资7.27亿元，完成湖北、青海两省五县区定点光伏扶贫工程。 - 资料来源：国家电网，中国经济网，人民日报，中国银河证券研究院 2020 年，我国主要配电网指标已达到国际先进水平，县域电网联系薄弱问题基本消除，配电自动化覆盖率达到 90%，供电可靠性大幅提升。根据南方电网“十四五”电网发展规划，南网将继续加强城镇配电网并巩固农村电网，进一步提高用电可靠性，到 2025 年南网客户年均停电时间降至5小时以内，中心城区/城镇地区/乡村地区分别降至0.5/2/7.5小时。 图 19：2016-2020我国配电网供电可靠性 9 9 .4 %9 9 .5 %9 9 .6 %9 9 .7 %9 9 .8 %9 9 .9 %1 0 0 .0 %2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0城网供电可靠率 城市综合电压合 格率农网供电可靠率 农村综合电压合 格率 资料来源：国家电网，中国银河证券研究院 由于高温天气、工业生产增长以及煤价高企电厂积极性不足，2021 年 7 月 14 日，全国日用电量达 271.87 亿 kwh，较去年同期峰值超出 10.5%，多地用电负荷创新高，引发局部电荒问题。广东、云南、内蒙古部分地区执行错峰轮休或高峰限电政策，江苏、安徽等省份实行季节性尖峰电价。 表 9：2021年区域电网负荷创新高情况 电网 最大负荷（万千瓦） 出现日期 华中电网 16,818 2021年7月13日 华东电网 33,886 2021年7月14日 江苏电网 12,040 浙江电网 10,022 安徽电网 4,740 湖北电网 4,176 上海电网 3,353 陕西电网 3,036 资料来源：国际能源网，中国银河证券研究院 造成电荒的主要原因可归结为：1）省间电网互济能力不足；2）配电网局部容量不足，架构不完善；3）电力市场机制不完善，煤价高企，火电出力不积极。我们预计十四五期间电力负荷增长较快，单靠源头侧和市场调节机制是不够的，解决负荷高峰期的缺电问题，配网 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 11 扩容改造也是重要一环。如果能建成许多局部微电网，接入分布式可再生能源和储能，并充分利用电动车等柔性负荷的调节能力，就会极大缓解电荒问题。 终端电气化率提升带来配网扩容需求。2020 年我国电气化率仅为 27%， 根据国网预测，2025、2035 年有望提升至 32%、45%。随着电动车渗透率的快速提升，交通领域的电气化对局部电网的影响最为明显。根据世界资源研究所研究，在居民小区、工业园区的局部配电网中，当私家车电动化比例过高时，将明显增加峰值负荷和负载率。以居民小区为例，电动车户渗透率达到 25%时，峰值负荷增加 14-32%；渗透率 50%时，峰值负荷增加 23-54%。此外，安装快充公共桩的场所以及本身中载或重载的配变同样易受影响。 表 10：不同电动汽车渗透率、充电同时率下住宅小区配变负荷特征 EV户渗透率 EV数量（辆） 充电同时率 峰值EV负荷（kW） 最高总负荷（kW） 峰值负荷增加比例 EV负荷占高峰电力负荷比例 最大负载率 25% 476 9% 307 2558 14% 12% 61% 15% 507 2742 22% 18% 65% 21% 744 2978 32% 24% 71% 50% 800 9% 512 2760 23% 18% 66% 15% 851 3102 38% 27% 74% 21% 1233 3472 54% 35% 83% 100% 1907 9% 1243 3476 54% 35% 83% 15% 1997 4226 88% 47% 101% 21% 2943 5144 129% 56% 122% 资料来源：中国新能源汽车规模化推广对电网的影响分析，中国银河证券研究院 电网双向趋势催生增量改造空间。随着分布式能源等广泛应用，增加了对配电网反向输电的需求，也对配电网运行的灵活性提出了更高的要求。配电网作为能源互联网建设的核心环节，需要提升信息化、自动化和网架建设等方面的水平。 表11：配电网改造方向及具体方法 改造方向 具体方法 网架结构 单向连接变为多向、网状连接；鼓励分布式微网建设 智能化、信息化 运用“大云物移智链”等技术增强能源互联互通 储能 增加电网侧储能、用户侧储能 继电保护 改造现有配电网继电保护技术和装备，将输电网技术应用于配电网 可靠性 进一步提高重点地区供电可靠性 资料来源：北极星电力网，中国银河证券研究院 各省用电情况存在差别，因地制宜开展配电网建设。从已公布的十四五规划来看，各省配电网发展目标不尽相同，但主要集中在智能化、供电质量和可靠性、城乡配电网建设改造等方面。国网河北省电力公司于 2020 年 9 月发布了雄安新区数字化主动配电网建设方案，将吸收法国、新加坡等城市电网理念，突出国际化、智能化和高端化，力争 2022 年底基本建成示范性数字化主动配电网。 表 12：“十四五”国家和部分省级配网发展规划 文件 公布时间 规划内容 南方电网“十四五”电网发展规划 21.11 “十四五”期间南网计划投资6700亿元（较“十三五”增加51%），其中配电网3200亿元，占比48% 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要 21.03 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 河北省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要 21.05 继续推进城乡配电网建设改造升级，加强电网运行管理数字化、智能化建设； 建设数字化主动配电网，打造国际领先的能源互联网示范区 广东省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要 21.04 全面加强城乡配电网络建设，提高配电网供电可靠性和网架灵活性，建成“结构清晰、局部坚韧、快速恢复”的坚强局部电网保障体系 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 12 福建省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要 21.03 推进管道数字化改造、智能化应用，建设一体化“互联网+”充电设施，加快建设电力物联网，开展配电网终端智能化改造 吉林省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要 21.03 适当超前布局66千伏输变电工程，初步建成现代化的智能配电网，提高自动化有效覆盖率 安徽省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要 21.02 提高配电网智能化发展水平，推动城乡供电服务均等化，实施农网巩固提升工程，推进老旧小区供电设施改造，提高供电质量和供电可靠性；推进增量配电业务改革，鼓励以混合所有制方式发展增量配电业务 资料来源：政府部门公告，中国银河证券研究院 配网设备种类庞杂，分为一次和二次设备。传统配网行业集中度低，产品同质化严重，市场竞争激烈。以价值量大的变压器、电缆、断路器为例，细分市场 CR10 尚不足 10%。随着电力物联网信息化、智能化发展，配网大量的新增需求主要集中在新能源、智能电网、电动车等领域，对产品性能质量尤其是稳定性的要求日益增强，高端产品占比有望提升。根据中商情报网统计，2020年国内低压电器市场规模达862亿元，其中高端产品仅占比 20%。 表 13：配电网主要设备 设备类型 设备名称 一次设备 变压器、电缆、架空线路、各类开关、刀闸、熔断器、互感器、电缆分接箱、开闭所 二次设备 主站系统、子站系统、通信终端、继电保护、自动化控制、检测类设备 资料来源：电气知识课堂，观研报告网，中国银河证券研究院 施耐德、西门子、ABB 等公司历史悠久，技术积累深厚。我国知名品牌大多成立于改革开放之后，在一般性能方面，已基本追平国外品牌，虽然在短期内取得很大进步，但在高端领域仍有差距，主要体现在可靠性方面。根据华经情报网统计，国外低压电器一线品牌不良率低于百万分之100，国内一线品牌在百万分之100-500之间。 国外品牌凭借高可靠性和品牌知名度，具备更高的议价能力。以小型断路器为例，其用于过载和短路保护，分断能力越高意味着产品质量越好。虽然国内品牌也可达到 6000A，但施耐德、西门子的产品可靠性和品牌知名度更高，售价可以达到30-40元，议价优势明显。 表 14：进口与国产小型断路器产品比较 品牌 型号 极数 额定电流 分断能力 售价 国外品牌 施耐德 A9系列 1P 10A 6000A 39.9元 西门子 5SJ系列 6000A 29.9元 国内品牌 良信 NDB1C-63系列 6000A 17.8元 正泰 NBE7系列 6000A 9.9元 公牛 LB-63系列 4500A 16.6元 资料来源：淘宝网，京东网，公司官网，中国银河证券研究院 国产品牌正在努力追赶，看好高端设备国产化替代机会。低压电器广泛应用于配网、终端及工控等领域，市场分为三个梯队：第一梯队是 ABB、西门子等外资品牌；第二梯队是正泰、良信等国产知名品牌；第三梯队是千余家中小企业，以低价无序竞争为主。 正泰电器（601877）和良信股份（002706）大力投入技术研发和销售网络建设，产品线齐全。正泰规模更大，成本控制能力更强，销售网络更广；良信主打高端产品，利润率高、盈利能力更强。正泰/良信 2020 年营收达 333 亿元/30 亿元，2015-2020 年复合增速18.8%/19%，低压电器毛利率32-34%/37-41%。 宏力达（688330）是配电网智能设备领先企业，主营产品为智能柱上开关、故障指示器。公司在一次开关设备、5G 通讯应用等智能化领域拥有核心技术。基于同源技术优势，公司正在研发一二次融合环网柜等新产品，有望成为新的业绩增长点。公司 2020 年营收 9.09 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 13 亿元，2018-2020年复合增速53.2%，毛利率在48-56%之间，且呈上升趋势。 图 20：低压电器竞争格局 资料来源：泰永长征招股说明书，中国银河证券研究院 （三）储能：多场景共同发力，万亿蓝海可期 1、储能是核心，电化学 5年10倍多 电能是不能储存的，时发时用，且瞬时响应，所以发电和用电必须实时平衡。但是，电力系统中的用电负荷是经常发生变化的，为了维持有功功率平衡，保持系统频率稳定，需要发电部门相应改变发电机的出力以适应用电负荷的变化，这就叫做调峰。 随着新能源占比和终端电气化率的提升，电力系统“双高双峰”（高比例可再生能源/高比例电力电子装备；夏季/冬季负荷高峰）特征日益凸显。为确保电网安全运行和电力可靠供应，亟需发展储能以提高系统灵活调节能力。储能可在容量范围之内削峰填谷，进行有功/无功功率调节，保持电力系统瞬时平衡。 图 21：储能在电力系统中起到削峰填谷的作用 资料来源：OE能源，中国银河证券研究院 行业研究报告/电力设备及新能源行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 14 储能可分为发电侧储能、输配电侧储能和用电侧储能。发电侧对储能的需求场景类型较多，包括可再生能源并网、电力调峰、系统调频（频率响应是一种将电网频率尽可能合理地保持在额定频率范围内的服务，超出该范围会导致保护性发电机跳闸）、 辅助动态运行等；输配电侧储能主要用于缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级等；用电侧储能用途包括电力自发自用、峰谷价差套利等