(呈文出品方/作者:华福证券,邓伟)1数字电网:数字技术与电网深度融合的新型电网生态1.1数字电网:数字技术与电网深度融合的新型电网工业生产步入4.0时代,数字与工业全面融合铸就新机遇。工业革命经由了以煤炭石油驱动的机械化产业1.0时代、电力技术驱动的电气化产业2.0时代和计算机与网络技术驱动的信息化产业3.0时代,步入了数据驱动的数字化产业4.0时代。数字化时代以数据为出产要素,以人工智能为生产方式,推动数据驱动的柔性出产;企业通过激发数据驱动要素的巨大立异潜能,不断催化和转化技术、治理、劳动力、土地、资本等要素作用,进而大幅晋升全要素生产率,鼎力晋升企业及整个工业的核心竞争力,推动经济社会深层次变革。数字电网即数字技术与电网深度融合的新型电网。在数字化浪潮下,“算力+电力”可以支撑电网安全、可靠、绿色运行。数字电网即电网企业通过数字化转型,构建一个数字化、智能化、互联网化的新型电网,形成链接政府、电力工业上下游、用户等相关方的能源工业新形态。

南方电网在2020年10月发布的《数字电网白皮书》中对数字电网进行了定义:数字电网是应用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等新一代数字技术对传统电网进行数字化改造,施展数据的出产要素作用,以数据流引领和优化能量流、业务流,增强灵活性、开放性、交互性、经济性、共享性等,使电网更加智能、安全、可靠、绿色、高效。
数字化是涉及多部分、多技术、多阶段的系统性变革。根据IEA,伴随可再生能源渗透率水平晋升,电力系统发展可分为六个阶段,每个阶段伴随着电厂、电网、用电终端及储能的系统性变革,并要演变出相应市场规则支撑电网转型,而数字化为电力系统转型的核心,需要进行电网改造以及营造有利的投资环境以支撑数字化发展。

1.2发展历程:从自动化到数字化,新型电力系统建设持续深化伴随双碳目标下大规模高比例新能源并网、储能、电动车等交互式、移动式举措措施以及微电网广泛接入,传统电力系统已面临挑战,需要充运用数字化手段推动源荷互动的新型电力系统发展。从发展历程来看,我国能源电力数字化建设大致分为四个阶段:1)电网自动化(1999年开始,2009年加速):我国于1999-2000年进行第一次配网自动化试水,2009年国家电网和南方电网“两网”公司重启配电自动化应用和建设成果明显;在该关键性基础阶段,主要实现满意全场景的自动化笼盖,并实现出产、配送、监控等业务的数据化。2)电网信息化(2009年开始,2015年加速):2009年以“SG186工程”为代表的信息系统集成开发整合工作验收,标志着电网信息化的开端;2015年电网信息化设备招标全面加速,电网信息化进入高速发展期;该阶段主要通过对基础数据进行传输、处理、储存、调用等,促进业务交流与信息同步。3)电网智能化(2015年提出,2020年向数字化演进):2015年2月,国家电网提出建设坚强智能电网,新型电力系统建设步入智能电网阶段;智能电网主要利用新型技术如人工智能、云计算、大数据等,实现模块化的智能应用,代替人力进步业务效率;4)电网数字化(2020提出):2020年10月,南方电网发布《数字电网白皮书》,提出数字电网概念,数字电网时代来临;数字电网在信息化的基础上,以数据为驱动,依托智能化相关应用,关注业务立异和商业模式立异,打破信息孤岛,实现企业的内外优化与晋升。
1.2.1电网自动化:配网建设加速助力自动化浪潮兴起配网自动化助力电力系统平稳运行,目前已步入成熟阶段。配网建设加速背景下,配网自动化为电网自动化的主要表现形式。配网自动化即通过自动化技术及建设自动化设备,完成对配电网的采集数据并进行控制、监控配电系统运行状态、及时发现配电系统中存在的问题并进行治理维护等功能,完善普通配电网结构,使得电力系统更好地运行。配网自动化系统可以分为主站层/子站层/通讯层/终端层四层,终端设备是实现配网自动化的基础环节,配电终端的招中标数目反应了配网自动化的景气程度。根据Data电力统计,2023年国网分别实现馈线终端(FTU)/站所终端(DTU)/配变终端(TTU)中标1529/32288/147277台,合计实现中标181094台,2022及2023年配电终端招标数目均呈现减少趋势,配网自动化建设已趋于成熟。

1.2.2电网信息化:信息化技术赋能电网全产业链信息化技术赋能电网全流程改造,年均投资增速维持在20%。电网信息化即应用通讯、自动化、计算机网络、传感器等信息技术,对电网系统发输配用全流程提供信息化改造,保障更长距离、更不乱的电力运输,以及匡助能源企业完善企业资源管理系统,满意终端客户个性化的用电需求。从产业链看,上游设备厂商提供硬件设备、服务器、交换机等设备,经由终端软件服务商处理,应用于下游电网公司。根据前瞻工业研究院测算,2015-2018年信息化投资规模分别为558/670/804亿元,分别同比增长20.5%/20.0%/20.1%/20.0%,2015-2018CAGR达20.02%,2015年信息化投资规模年均增速不乱在20%左右。从招标数目看,2019及2020年信息化设备招标数目有所下降,电网信息化趋于成熟。
1.2.3智能电网:智能技术打造全新电力系统,配网投资比重持续上升多项技术融合打造新型电力系统,智能化推动电网企业向综合化方向转型。国家能源局于2015年发布《关于促进智能电网发展的指导意见》,意见指出,智能电网即在传统电力系统基础上,通过集成新能源、新材料、新设备和进步传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等新技术,形成新一代电力系统。在这一阶段,电网系统化趋势显著,推动头部电网企业向智能电网运营商、能源工业价值链整合商、能源生态系统服务商转型。电网智能化阶段配网建设正视度持续晋升,智能配网投资比例持续增加。根据国家电网宣布的智能电网各环节投资金额及比例情况,第一阶段(2009-2010年)/第二阶段(2011-2015年)/第三阶段(2016-2020年)智能化投资金额分别为341/1749/1750亿元,电网智能化投资呈现逐阶段上升趋势。三个阶段配电环节的投资额分别为56/380/456亿元,占该阶段电网智能化投资比例分别为16.4%/21.7%/26.1%,在电网智能化阶段配网建设正视度持续晋升。智能配网的典型业务类型主要为配电自动化、在线监测、智能抄表、视频监控、聪明调度、移动功课等业务类型,推动配电网向实时、不乱、安全可靠方向发展。
1.2.4数字电网:利用数字化技术打造工业新生态数字电网即通过数字化转型,将传统电网改造成为一个数字化、智能化和互联网化的新型电网,实现电网新形态、电网企业新业态,能源工业新生态。我们从以下三个方面来解析数字电网的内涵:1)电网新形态:数字电网是以云计算、物联网、大数据等新一代数字技术改造现有电网所形成的,以能源和数据为枢纽要素,以“电力+算力”深度融合为技术路径,具备广泛链接、数智驱动、开放共享等基本特征的电网形态;2)电网企业新业态:电网企业通过数字化转型,将构建笼盖电网全过程与出产全环节的数字孪生电网,晋升复杂电网驾驭能力;以数据作为晋升生产力的核心要素,开释数据资产价值,推动贸易与运营模式转变,实现治理与业务变革;3)能源工业新生态:用“电力+算力”推动能源革命和新能源体系建设,构建涵盖政府、能源工业上下游、用户等相关方的能源工业新生态。
与智能电网比拟,数字电网更加侧重“数字化”及“应用场景”。数字电网和智能电网均以物理电网为基础,两者的概念有相同也有不同。从相同点看,数字电网与智能电网的发展目的相同,在电力供应方面致力于进步电力供应安全,在电力传输方面致力于建设安全、高效的输电网,在电力消费方面致力于建设多样互动的用电体系。从不同点看,数字电网注重数字化,夸大以数字作为出产要素,更加注重电网数据采集、分析和应用能力的建设,而智能电网更加侧重能源行业属性,更注重电网安全、可靠、绿色、高效运行能力的建设。此外,智能电网聚焦于电网的物理特征,而数字电网赋予电网更多新应用场景。
2数字配网景气晋升确定性强:配网建设加速指日可待,数字化助力痛点问题解决2.1中国配电网线路比重较低且投资挤占严峻,投资建设景气向上确定性高中国目前配电网总长度占比较低,配网线路长度及里程占比将持续进步。根据IEA测算,2021/2030/2050年全球电网线路总长度分别为0.77/0.93/1.66亿公里,其中配电网线路长度分别为0.72/0.86/1.54亿公里,配电网里程增长空间巨大。中国2021年电网线路总长度分别为0.09亿公里,其中配电网长度为0.08亿公里,配电网线路长度占总线路占比达83%,而美国/欧盟/日本/印度/东南亚2021年配电网线路占比分别为95.7%/95.4%/92.9%/95.8%/95.9%,中国配电网线路占比低于大部分国家及地区且低于93%的全球占比水平。IEA预计2030年及2050年中国电网线路总长度分别增长至0.15/0.31亿公里,其中配电网线路长度分别为0.12/0.28亿公里,配电网占比将分别晋升至83.1%/87.9%,配电网建设重要程度将大幅晋升。

配电网投资增长确定性高。2021-2023年,我国电网投资额分别为4723/4821/5275亿元,同比增长1%/2%/9%,其中输电网投资额分别为1909/2067/2374亿元,同比增长2%/8%/15%,配电网投资额分别为2814/2754/2901亿元,同比增长1%/-2%/5%,配电网投资增速低于输电网。从比例来看,配电网投资占比由2019年的67%逐步下降至2023年的55%,主要系近年来特高压及主网投资挤占配网投资金额,伴随配电网线路长度及占比晋升,同时数字化等改造需求旺盛,配电网投资增速晋升确定性较高,配电网投资占比有望增加。
2.2配电系统新特征凸显,数字化技术提供新型解决方案伴随分布式电源、分布式储能及新型负荷的大量接入使得电力系统更加复杂,需要数字化技术支持新型电力系统发展,我们以为配电系统主要面临以下四个方面的变化:1)分布式新能源与储能大量接入:风电、光伏等新能源分布式发电装置以及储能的接入造成电源的不确定性,给系统日常调度带来了难题。而通过数字化技术,分布式发电装置能够具备构网能力,可以实现对配电电压频率的主动支撑与调节功能;同时多层级微网(群)之间可实现灵活的功率互济以及潮流优化,能够有效晋升配网运行的安全性、稳定性和经济性。2)从“源随荷动”变为“源荷互动”:目前电能加速替换带来巨量的电动汽车、集群空调、电供暖等负荷增量,给负荷带来了不确定性。而柔性负荷将在源荷互动技术、高效电力交易及博弈机制支持下,即时响应配电系统功率调节,深度介入源荷互动,平抑峰谷差,晋升配网运行效率。3)电力电子装备规模化接入:大量电力电子装备接入使得配电系统谐波源呈现高密度、分散化、全网化趋势,从而影响供电质量。而新型配电系统网架将会发展成灵活的环网状结构,各配电区域通过柔性开关实现互联,潮流流向及运行方式日趋多元化。4)数字资产治理问题:资产数字化及设备智能化趋势推动配电网转型,但是多源数字融合、以及信息安全和行为安全是新型配电系统数字化和智能化需要解决的枢纽。数字赋能可以实现系统全景状态可观、可测、可控,并利用大数据技术为调度决议计划、运行维护、电力交易指导依据。
2.3消纳红线放开,配电网承载力需明显晋升2025年配电网需具有500GW分布式新能源及1200万台充电桩接入能力,数字化转型助力配电网承载力晋升。3月1日,国家发改委、能源局发布《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》指出,到2025年实现配电网承载力和灵活性明显晋升,具备5亿千瓦左右(500GW)分布式新能源、1200万台左右充电桩的接入能力。到2030年,基本完成配电网柔性化、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。3月22日,国家能源局发布《2024年能源工作指导意见》指出,科学优化新能源利用率目标,以消纳责任权重为底线,以合格利用率为上限,有序推动风电光伏发展,该表述说明政府端不再盲目追求高新能源消纳目标,放开95%消纳红线或将兑现,风电光伏装机规模有望加速,从而对配电网的承载能力带来更多挑战,需要通过数字化转型进步电网的灵活调节能力和不乱运行水平。
2.4运维及巡检:配电网痛点频出,数字化贡献解决方案配电网为电网运维的痛点部门,数字化技术助力维修效率晋升。影响电网可靠性的因素主要在配电网,配电网具有线损率较高的特点,电网中有一半的损耗发生在配电网,同时在用户停电事件中,约80%由配电网系统引起,配网是“最后一公里”的关键因素。我国配电网设备运维经历了“坏了必修、修必修好”的故障检测、及“到期必修、修必修好”的周期检测,目前发展至“该修则修、修必修好”的故障检测;数字化技术及计算机通讯技术可基于边沿计算、云计算技术的设备状态参数与配网系统新型参数融合,构建智能运维体系,有助于进步检验效率,为设备状态检验应用带来广阔空间。
配网巡检面临挑战,数字化平台提供解决思路。目前配电网面临日常巡检以设备常规状态为主,无响应检测手段,难以发现潜伏问题;带电检测仪器携带不便、操纵复杂,结果依赖人工记实数据交互性差且对专业要求较高;停电检验中停电试验的项目多、时间长,且设备可用率低,维护周期较长的特点。数字化技术通过AI算法作用于功能层及硬件层,对配电网进行智能巡检,完成实时报警推送、报警事件处理、远程状态监控、其他应用等多种功能,配网巡检困难有望解决。
3核心指标分析:从投资额和招中标情况看数字配网方向3.1投资额:从全球看中国,数字配网空间几何?
3.1.1全球:数字配网远景广阔,千亿市场大有可为电网扩张为经济增长的必要条件,配电网投资增长助力净零目标实现。对于发展中国家,GDP增长带动电力需求增长,而电力需求增长需要扩张电网规模以链接更多的新企业和家庭,电网扩张为经济增长的必要条件。根据IEA测算,2016-2022年电网每年均匀投资接近3130亿元,其中配电网投资接近2000亿美元。在净零情景下,2023-2030/2031-2040年间电网每年均匀投资额约为5700/10200亿美元,其中配电网投资约为3500/7500亿美元,配电网投资需要大幅投入满意净零目标的实现。
23年数字化投资占电网投资总额比例约为19%,全球数字化投资75%+用于配电网。分布式电源具有不确定性、随机性和系统运作方式复杂程度高等特点,大规模接入为配电网调度带来挑战。数字化技术可以通过嵌入式传感、自动化控制、自动实时优化、改进网络设计及预防性检测来进行配电网的调度,以满意分布式发电的需求响应。根据IEA表露,全球配网投资总额2020-2022年间呈现逐步晋升态势,预计2023年配网投资总额约为2060亿美元,而数字化投资总额占比也自2016年整体呈现逐步晋升趋势,预计2023年数字化投资占电网投资总额比例约为19%,而目前全球电网数字化总投资的75%以上将用于配电网。
配电网数字化且占比将持续增长,千亿市场空间广阔。根据IEA预计,在承诺情景下2023-2030/2031-2040/2041-2050年全球电网年均投资额分别为4857/7738/8722亿美元,假设数字投资总额占电网投资比例分别为25%/30%/35%,对应数字化年均投资总额分别为1214/2321/3053亿元,假设数字配网在数字电网投资中的占比分别为75%/80%/85%,对应数字配网年均投资额分别为911/1857/2595亿美元。
1)从产品类别看:智能电表数字化投资目前占比最高,未来公共充电基础设施或为电网投资主要组成部分。根据IEA,2022年智能电表/自动化和管理系统/网络与通讯/变压器/公共充电基础设施/分析器占数字电网投资比重分别为32%/19%/12%/8%/26%/2%,对应投资额分别为202/118/78/52/168/16亿美元。预计未来公共充电基础设施及网络与通信投资占比将持续晋升,23-30年智能电表/自动化和管理系统/网络与通信/变压器/公共充电基础设施/分析器占数字电网投资比重分别为30%/17%/15%/5%/30%/3%,对应投资额分别为364/206/182/61/364/36亿美元,预计到2030年后公共充电桩将超过智能电表成为数字化投资主要组成部分。
2)从应用场景看:已投资配电自动化的公共事业公司达66%,储能/微电网与虚拟电厂/电动汽车基础设施为未来投资重点。安永对欧洲、美洲、亚太、中东及非洲拥有大型配电网络的50家公共事业公司进行调研,从应用场景来看,目前已经投资的项目中故障治理/配电自动化/可再生能源与发配电一体化的公司比例分别为70%/66%/58%,为目前主要投资方向,储能/微电网与虚拟电厂/电动汽车基础设施已投资公司比例分别为40%/38%/36%,计划投资比例分别为34%/24%/32%,将成为未来数字化投资的重点方向。
3)从地区分布看:中国为数字电网投资主力军。根据BNEF猜测,2030年中国/美国/欧洲/印度/世界其他地区数字电网累计投资金额分别为0.2/0.2/0.1/0.2万亿美元,占比分别为25%/25%/13%/13%/25%,预计到2030年中国/美国/欧洲/印度/世界其他地区数字电网累计投资金额分别为0.5/0.35/0.13/0.27万亿元,区域占比分别为36%/25%/11%/9%/19%,中国数字电网投资增长较快,位列数字电网投资地区排名首位。
主要国家宣布投资计划,数字电网正视度高。目前已有多个世界主要经济体发布数字电网投资规划,2021年美国能源部表明计划投资30亿美元于智能电网;欧盟发布能源系统数字化行动计划,预计到2030年将投资1700亿欧元(1840亿美元)于数字化;2022年日本政府公布将成立20万亿日元(1550亿美元)促进智能电网投资,数字电网建设确定性高且备受正视。
3.1.2中国:国南网率先发力建设一流数字化企业,2025年合计投资接近800亿元国际数字电网投资来源多样化,海内投资主要来自国南网资本开支。根据安永统计,全球拥有大型输配电网络的公共事业公司中投资全部来自于自筹资金的仅为48%,而来自传统监管资产本金/监管框架或激励措施/赠款/私家、供应商或合资企业资金占比的厂商分别为40%/38%/36%/30%,投资来源趋于多元化。而我国的电网投资主要取决于国家电网和南方电网的资本开支,计划性较强。下文主要分析国家电网及南方电网的数字化建设规划以估算中国数字电网发展方向及投资规模。

国家电网:建设数智化坚强电网及泛在电力物联网,打造三型两网能源互联网企业。2019年10月14日,国家电网发布《泛在电力物联网白皮书2019》对电力物联网概念进行了界定,即充分应用移动互联、人工智能等现在信息技术、进步通讯技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理,应用便捷灵活的聪明服务系统,并提出到2021年初步建成,2024年全面建成泛在电力物联网。2024年1月12日,国家电网在2024年工作会议中指出加快建设新型电网、打造数智化坚强互联网,并提出建设数智化坚强电网的“44345”要义,即围绕四大基础、四大特征、三大内涵、四大功能及五大价值,建设数字透明、灵活智能、坚强韧性、绿色共享的数字型一流低碳电网,计划在2020-2025年基本建成、2026-2035年全面建成具有中国特色且国际领先的能源互联网。展望未来,国家电网致力于实现“三型两网、世界一流”的战略目标,即打造平台型、关键型、共享型的全球领先互联网企业,实现数智化坚强电网及泛在电力物联网一体化的信息物理融合PCS。
南方电网:“4321”建设方案助力数字化转型,2025年基本建成数字南网。南方电网于2019年发布《数字化转型和数字南网建设步履方案(2019年版)》,提出数字化转型是实现数字南网的必然之路,并通过实施“4321”建设方案,即建设电网治理平台、客户服务平台、调度运行平台、企业级运营管控平台四大业务平台,建设南网平台、数字电网和物联网三大基础平台,实现与国家产业互联网、数字政府及粤港澳大湾区利益相关方两个对接,建设完成公司同一的数据中心,终极实现“电网状态全感知、企业治理全在线、运营数据全管控、客户服务全新体验、能源发展合作共赢”的数字南网。并提出计划按照三步走战略建设“数字南网”,即2019年初步完成从传统信息系统向基于南网云的新一代数字化基础平台和互联网应用的转型,初步具备对内对外服务能力;2020年实现产业链上下游互联互通,基本具备支撑公司开展智能电网运营、能源价值链整合和能源生态服务的能力,初步建成数字南网;2025年基本实现数字南网。
2025年我国数字电网投资规模将达778亿元,2020-2025CAGR达24%。因为我国电网投资主要来自于国家电网及南方电网的资本性支出,假设2024/2025年国家电网投资规模为5565/5676亿元,南方电网投资规模为6687/6889亿元,数字化投资占电网投资比例逐年上升,国家电网2024/2025年数字电网投资占比分别为10%/12%,南方电网数字电网投资占比为6%/8%,对应2024/2025年数字电网投资总额为624/778亿元,分别同比增长19%/25%,2020-2025CAGR达24%,数字电网投资增速快且空间广阔。
2025年我国电力数字化市场规模将达3700亿元,2020-2025CAGR约为11%。根据亿欧智库,我国电力数字化市场可分为能源电力数字化服务和能源电力数字化进级改造两大类,其中电力数字化服务主要涉及智能电网、自动化控制、巡检运维、灵活性服务、能源管理系统等,2023年占比达82%且呈现持续晋升趋势;能源电力数字化主要包括大数据、人工智能、云计算、区块链等技术应用改造,2023年占比约为18%。预计2024/2025年电力数字化市场规模分别为3150/3700亿元,分别同比增长8%/11%,2020-2025CAGR达11%,其中数字化服务市场规模约为2620/3110亿元,数字化进级改造市场规模约为530/590亿元,电力数字化空间广阔。
3.2招中标:如何掌握数字电网细分领域?
3.2.1数字化设备:增速向上景气度高,国电南瑞稳居榜首2023年数字化设备投资接近40亿元,增速呈上升趋势。2018-2023年数字化(2020年及之前为信息化)设备中标金额分别为32/33/24/28/32/39亿元,2019-2023年分别同比增长2%/-27%/19%/13%/21%,近两年来增速呈现上升趋势。2023年共完成四批数字化招标,分别实现中标5.2/26.3/4.4/2.6亿元,第二批投资金额占比达68%,带动2023年全年数字化投资增速上行。
数字化服务器绝对领先,调度类硬件及通信综合数据网中中标金额占比呈上升趋势。从各分项数字化设备中标金额来看,2023年数字化服务器/调度类硬件/数字化网络设备(电网数字化设备)/调度类软件/数字化安全设备分别实现中标金额14.2/7.9/4.5/2.9/2.3亿元,占总中标金额比例分别为37%/20%/12%/8%/6%,前五项合计占比达83%。数字化服务器2021-2023年中标金额分别为12.3/14.7/14.3亿元,占总金额比例分别为44%/46%/37%,中标金额大幅领先其他分项。从趋势上来看,调度类硬件2021-2023年中标金额分别为3.7/3.7/7.9亿元,占总金额比例分别为13%/12%/20%,2023年中标金额及占比实现的大幅晋升。同时2023年新增通讯综合数据网中标2.2亿元,占总金额比例为6%,未来占比或将持续晋升。
前十名厂商排名较为不乱,国电南瑞稳居第一。2023年数字化中标前十名厂商分别为国电南瑞/亿力科技/国电通/科东电力/继远软件/南瑞信通/太极股份/中电飞华/江苏瑞中/南瑞继保,中标金额分别为9.9/3.5/3.5/3.1/2.6/2.1/1.5/1.2/1.2/1.0亿元,金额占比分别为26%/9%/9%/8%/7%/5%/4%/3%/3%/3%,CR10占比达76%。其中国电南瑞2021-2023年中标金额分别为9.9/9.7/7.6亿元,占比分别为26%/30%/27%,三年位居中标龙头。国电南瑞/亿力科技/南网通/科东电力/南瑞通讯及中电飞华于2022及2023连续两年泛起在中标金额前十名,而国电南瑞/国网通及科东电力于2021-2023连续三年位列中标金额前十,数字化中标排名较为不乱。
3.2.2数字化服务:23年中标金额大幅下滑,头部厂商地位稳固2023年数字化服务投资约为30亿元,同比大幅下滑。2021-2023年数字化服务中标金额分别为29/42/30亿元,2022及2023年分别同比增长42%/-29%,2023年中标金额大幅下滑。2023年共完成四批数字化招标,分别实现中标0.03/11.1/17.5/1.1亿元,分别占比0.1%/37.4%/58.8%/3.7%。
数字化服务分项占比不乱,开发实施为主要构成部门。从各分项数字化服务中标金额来看,2023年开发实施/硬件维保服务/设备运维分别实现中标金额28.9/0.9/0.03亿元,占总中标金额比例分别为96.9%/3.0%/0.1%。开发实施2021-2023年中标金额分别为28.3/40.9/28.9亿元,占总金额比例分别为96%/98%/97%,为数字化服务中标项目的主要组成。
前十名厂商排名不乱,南瑞通讯科技/中电普华/国电通稳居前三。2023年数字化中标前十名厂商分别为南瑞通讯科技/中电普华/国电通/亿力科技/远光软件/国网新能源云公司/启明星/科东电力/埃森哲/南控公司,中标金额分别为7.9/4.4/3.2/2.5/1.5/1.2/1.1/1.0/1.0/1.0亿元,金额占比分别为26%/15%/11%/8%/5%/4%/4%/4%/3%/3%,CR10占比达83%。其中南瑞通讯科技/中电普华/国电通连续三年位居中标榜单前三,2021-2023年合计中标金额分别为15.4/24.4/14.1亿元,合计占比分别为52%/58%/48%;亿力科技及远光软件连续三年位列前十,埃森哲/南控公司/南瑞团体/江苏瑞中/国网信通及国网新能源云公司在2021-2023年中两次泛起在前十榜单,数字化中标排名稳定性高。
4应用场景:六大应用场景齐发力,数字化生态体渐行渐近数字配网可分为六大应用场景:根据华为-安永发布的《电力数字化2030白皮书》,数字配网可以分为数字绿色电厂、电网数字巡检、多源自愈配网、多能协同互补、跨域电力调度及赋能绿色低碳六大应用场景,目前多源自愈配网、跨域电力调度及赋能绿色低碳为当前热点问题,技术成熟已经可以实现大规模应用,而数字绿色电厂、电网数字巡检及多能协同互补目前成熟度较低,应用前提不完备,是未来的重点发力方向,下文将对六种应用场景进行详细分析。
4.1数字孪生技术:通过数字化技术对电网场景在虚拟空间进行模拟运行数字孪生即创造虚拟空间运行出产过程,从而使得出产更加安全高效。根据《数字孪生电网白皮书》,数字孪生电网即基于数字孪生基础设施的电网数字化转型方法,通过在数字空间建设电网、环境、职员和业务四要素,实现数据驱动的全局、全生命周期的数字孪生体,从而达到不断改善的应用目的。简朴而言,数字孪生电网即针对复杂的电网场景,通过创造虚拟空间来运行出产过程的模拟,识别和分析如何更高效、更安全的完成工作。数字孪生电网建设可分为三个阶段,到第三阶段可实现全局和全生命周期数据机制,通过全面建立点云驱动的数字孪生化和数据机制,实现精益求精的目标。

目前尚处于起步阶段,主要厂商陆续进行布局。国家电网提出能源互联网,开展电网数字孪生顶层设计,南方电网于2021年发布《主网数字孪生建设工作指引》,将数字孪生建设定义为数字电网建设的枢纽一环。同时中国华能和中国大唐也已经对数字孪生电网进行布局,未来伴随数字电网正视程度进步,数字孪生电网技术将进一步深化。
数字孪生电网为系统性体系架构。数字孪生电网体系架构由系统级数字孪生、单元级数字孪生及设备级数字孪生三个层级构成,而单元级数字孪生又由数字孪生变电站、数字孪生输电线路及数字孪生配电线路构成。
数字孪生应用在配电网领域主要可以实现四个方面的功能:1)检测配网实时状态:通过配电网数字孪生可以实时反映开关通断、设备负载、用户负载、新能源出力等运行状态,还可以实时反映配电网的异常信息、故障信息;2)诊断配网异常原因:配电网数字孪生可以实现配电网电压异常、电能质量异常、电费异常等各类异常的溯因分析,并正确研判出导致异常的原因;3)猜测配网发展趋势:可以正确猜测新能源出力、电力用户用电负荷、电气设备负载情况,还可以猜测设备故障、客户投诉等;4)优化配网运营策略:可以优化设备检测频率、电力设施配置、联络开关投切、相间负荷调整等运营策略。
4.2数字电网巡检:智能巡检+数字化配电房实现高效运维4.2.1智能巡检:通过机器人、无人机及红外测温智能化技术晋升巡检效率及安全性智能巡检主要通过机器人、无人机以及红外测温智能化巡检技术进步巡检效率。输电线路间隔长、配电线路范围广,同时目前有许多地方仍依赖人力爬山涉水,巡检效率较低。智能巡检有助于晋升巡检效率,并推动电网从预防性维护像预测性维护转变,延长设备使用寿命。智能巡检主要包括机器人、无人机智能巡检技术及红外测温智能化巡检技术两项技术。1)机器人、无人机智能巡检技术:以巡检机器人、无人机为核心,结合实时信息采集系统、通讯系统、分析决议计划系统等,包括红外热成像、紫外、SF6泄露检测等多种功能,可替换人工进行大范围、不间断巡视、检查,可实时呈现被监测设备的状态,具有便宜、简朴、维护利便和配置灵活的特点。2)红外测温智能化巡检技术:通过故障分析等数据分析挖掘,对配网巡视巡检驱动因素分类,制定业务驱动规则,研究规则优化出库策略与标准化业务数据模型,并研发红外测温智能化巡检业务一体化智能决议计划库。
2023年电力智能巡检机器人市场规模18.27亿元,需求总量为4350台。根据智研咨询猜测,2023年中国智能巡检机器人市场规模约为19.71亿元,其中电力智能巡检机器人规模/其他智能巡检机器人规模分别为18.27/1.44亿元。2023年巡检机器人需求总量为4637台,其中电力智能巡检机器人/其他智能巡检机器人需求总量分别为4350/287台。伴随机器学习等技术持续发展,巡检机器人机能将持续晋升,应用场景更加多元化,带动市场需求不断扩张。
4.2.2数字化配电站房:通过数字化技术实现配电站房高效巡检数字化配电站房可结合数字化技术实现高效巡检。传统的配电站房存在监督盲区、设备智能水平较低、缺乏系统集成度、运维工作量巨大等问题,而数字化智能站房技术即通过配置配电站设备状态、环境在线监测状态、配电站房边沿署理装置,实现配电站房环境、安防、视频、设备状态、电气状态等信息汇集,并结合“人工智能”技术分析环境、安防、设备状态异常,达到“自动巡视、自动识别、智能预警、智能决议计划”等高效巡检的目标。数字化配电站房的核心功能包括以下五个方面:1)配电站数据采集:对变压器、电能表、环境温湿度、线缆温度、红外温度等数据进行实时采集、协议转换、边沿计算和数据转发等;2)出产运行及环控全景监控配电站:对配电站的电站信息、变压器信息、消防信息、环境信息、告警信息等运行状态进行在线监控跟踪;3)安全治理:结合国家标准,通过知识库、培训治理、考核治理等开展电站运营,进步安全管理水平;4)能效分析:基于配电站基础数据,结合电站实时采集数据,用核心算法进行多维度数据挖掘与统计分析,实现配电回路、复合率、功率因数分析,并进行同环比分析,同时对时段电能及碳排放进行计算,并与产量进行对标分析;5)运维治理:通过配电站基本信息维护,以及巡视、检验、工作计划、工单治理等服务的预备与处理,进步运维职员工作效率。
4.3多源自愈配网:监控、隔离线路故障并及时恢复供电我国用户均匀停电时间较长,配电网供电可靠性有待进步。2022年我国均匀停电时间为9.10小时,高于美国均匀停电时间5.6小时,而我国90%以上的用户停电时间由配电网引起,我国配电网的供电可靠性有待进步,同时分布式进一步大规模接入进一步给配电网带来挑战。进步智能化水平,发展自愈控制技术是解决上述挑战的枢纽。
配网自愈控制可及时发现线路故障进行隔离并恢复对非故障区间的供电。配电网的自愈即利用自动化装置或系统,监督配电线路的运行,及时发现线路故障,诊断出故障区间并将故障区间隔离,恢复对非故障区间的供电。自愈控制分为自我感知、自我诊断、自我决议计划、自我恢复四个阶段。在正常情况下,自愈的配电网可以预防事故发生,实现运行状态优化;在故障情况下,自愈的配电网可以进行快速故障定位、隔离与负荷转供、保障枢纽负荷供电。
自愈性配网的建设和实现可分为三个阶段:1)极端事件发生前:通过线路加固、强化配电网络架构等电网改造以及分布式电源接入,进步配网面对极端事件的抵御力;2)极端事件发生时:通过“孤岛模式”快速隔绝故障设备或线路,保证未遭受攻击部门安全不乱运行的同时,对故障进行精准定位与及时抢修,进步配网面对极端事件的适应力;3)极端事件发生后:利用分布式电源、储能设备、电动汽车等灵活性电源,通过需求侧治理的方式,协助负荷完成按供电优先级的多阶段恢复,进步配网面对极端事件的恢复力。

4.4多能协同互补(聪明园区及聪明楼宇):数字化技术与糊口场景的深度融合聪明园区:数字化与能源管理深度结合,构建聪明零碳园区。聪明园区即通过数字化技术深入应用以及与未来电力系统中各类电力电子设备的融合,将聪明园区买通“监测-分析-猜测-优化”的用能治理闭环与“巡检-预警-处置”的电能质量闭环,对配网电能质量监测及故障定位的关键技术形成支撑,并实现多能协同调度与能源梯级利用,进步能源综合利用效率,打造聪明零碳园区。
聪明楼宇:数字化技术打造智能工作及糊口场所。聪明楼宇即将数字孪生、人工智能等数字化技术渗入进入楼宇,并配套储能设备建设运营,打造出更恬静、更安全、更节能、更环保的工作与生活空间,是聪明城市建设的枢纽一环。
4.5虚拟电厂:进步配电网安全、新能源消纳能力与提供辅助调频服务配电虚拟电厂可通过软件平台的聚合能力,进步电网安全、新能源消纳与辅助调频服务。伴随着大量的光伏、储能、充电桩等可调节资源接入配电网,为增补发电侧频率响应能力带来了新的可能性。虚拟电厂不改变物理网络结构,通过软件平台聚合分散而独立的电源设备、储能设备、可控负荷等,通过灵活的调度治理与电网高效互动,既能作为“正电厂”向电力系统供电,又能作为“负电场”消纳系统内的富余电力,实现多时空电量平衡,进步电网安全与新能源消纳能力。同时配网虚拟电厂可对配电网内各可调资源进行聚合而提供额外的调节能力,为大容量系统提供辅助调频服务。
4.6碳交易&碳普惠:数字化技术助力双碳目标实现区块链技术可赋能碳交易、碳普惠,晋升数据可靠性和安全性。碳交易的核心是将环境“本钱化”,借助市场气力将环境转化为一种有偿使用的出产要素,将碳排放、绿色电力等有价值的资产作为商品,通过市场交易撮合的方式,晋升新能源发电商与电力用户的积极性,保证绿色电力消纳占比逐步提高。碳普惠是指对公家和小微企业的绿色低碳行为进行量化,并建立起以政策鼓励、贸易激励和核证减排量交易相结合的正向引导机制。区块链技术将晋升数据的可信度、真实性,同时做到对个人隐私的保护。碳交易及碳普惠生态具有介入人数多、分布广、流程复杂等特点,区块链技术特点与之相契合。通过应用该技术,有实现数据增信、保障数据的真实性、保护个人隐私等好处。
4.7实际应用:我国配网数字化应用已有多个项目落地目前我国配网数字化转型已经有了多例应用,多集中在数字孪生电网、智能巡线、智能变电站、多源自愈配网及聪明城市环节。
5投资分析5.1国电南瑞:数字配网技术基础设施供应商,数字化建设领军企业配网二次设备龙头企业,持续研发突破数字化基础设施建设。公司为配网二次设备龙头企业,同时基础公司长期致力于技术研发,是海内电力系统及自动化领域独一能工提供全产业链产品和一体化整体解决方案的供应商。公司目前已经形成了企业数字化转型所需的技术底座和业务能力,为海内能源电力行业信息通讯建设施展重要作用,拥有信息安全、基础架构、无线通信研究与应用、量子通讯研究与应用、5G融合立异、电力物联网平台技术等实验室,是支撑能源互联网转型及电网企业数字化转型的重要气力。
连续三年数字化设备及服务中标金额位列第一。公司2021-2023年数字化设备中标金额分别为7.62/9.71/9.86亿元,占总中标金额比例分别为27%/30%/26%;2021-2023年数字化服务中标金额分别为6.16/10.39/7.85亿元,占总金额比例分别为21%/25%/26%,公司连续三年数字化设备及服务中标金额位列第一,数字化龙头地位稳固。伴随电网数字化景气程度进一步晋升,2024年公司中标金额有望持续增长。
5.2威胜信息:智能电表领导者,数字电网+数智城市两开花公司成立于2004年,是海内最早从事能源互联网的企业之一,公司主要致力于服务数字电网、数智城市建设,协同构建新型电力系统和数字孪生城市。数字电网:公司以故障检测及定位技术、电气安全监测技术、电弧识别技术、漏电及安全监测技术和直流电能积分算法为核心,构建低压用电监测终端、配网故障监测终端、故障指示器和智能配电终端(DTU/FTU)等电监终端设备,开展电网中低压配用电安全监控业务。
聪明城市:公司以大数据应用治理、边沿计算及人工智能应用等技术为核心,构建威胜信息物联网聪明云平台,面向聪明园区、聪明水务、聪明燃气、聪明消防、只能配用电安全监控治理及用能信息采集治理等业务领域,服务数智城市物联网市场。
公司连续三年智能电表中标金额位居行业前三。公司(威胜团体+威胜信息)2022/2023/2024第一批智能电表中标金额分别为13.19/7.68/4.12亿元,占总中标金额占比分别为5.15%/3.29%/3.33%,分别位列行业中标第二/第三/第二名,公司在智能电表领域持续领先。
5.3申昊科技:智能巡检机器人及电力检控设备供应商,深耕电网领域多年深耕电网领域超15年的智能机器人公司,“海、陆、空、隧”全方位发展。公司深耕智能电网领域逾15年,形成了包含人工智能、机器人技术在内的核心技术体系,主要产品包含智能巡检机器人(含智能硬件)、智能电力检测及控制设备等,产品笼盖发电、输电、变电、配电等电力环节。2018年开始公司逐步向轨道交通、油气化工等其他产业领域延伸,后规划了“产业智能+产业大健康”的战略目标,确立了“海、陆、空、隧”全方位发展战略。2023年公司智能电力监测及控制装备/智能机器人及其他业务分别实现营收3.48/2.71/1.12亿元,占总营收比例分别为90%/7%/3%。
公司目前机器人主要有配电站轮式智能巡检机器人及挂轨智能巡检机器人两种。1)配电站轮式智能巡检机器人:专门合用于配电站特殊环境,消除了挂轨智能巡检机器人轨道安装本钱较高、施工工程量大、可能破坏建筑物顶部结构等缺陷,可以无需人工干预、自主构建巡检舆图,拥有可升降云台,可以实现360度全方位巡检。2)挂轨智能巡检机器人:专门应用于变电站的开关室、GIS室、继保室,能够代替人工完成多种巡检任务,具有检测、监控、故障诊断、预警、报警等功能。
5.4亿嘉和:电力特种机器人企业,推进“机器人+行业”发展战略特种机器人改造电力行业,助力电网智能化改造。公司主要产品有巡检类机器人、带电作业机器人、室内巡检操纵机器人、消防机器人等产品,充分利用机器人龙头企业上风,以电力行业特种机器人为发展核心,并通过推进实施“机器人+行业”全面发展战略,已笼盖贸易清洁、新能源充电、轨道交通等新行业领域,匡助更多行业实现智能化治理。当前公司在在清洁机器人领域,产品研发、市场渠道建设和客户项目开发等各项工作也在稳步进行。
5.5杭州柯林:持续深耕智能电网领域,发力电力设备感知猜测及平台技术深耕智能配网领域数十年,实现产品种类全笼盖。公司从2002年开始深耕于智能电网领域,业务初创期主要负责变压器智能检测及诊断,2010年开始进入稳步成长期,开始布局变电站智能监控及诊断,2016年后进入快速成长期,形成笼盖“输电、变电、配电”全链路以及“高压、超高压、特高压”全电压等级的数十种系列产品,可为客户提供契合其需求的个性化综合解决方案。
公司电子设备智能感知与诊断预警装置主要由智能传感器及数字化平台构成。智能传感器可通过实时、动态、多维度的方式监测电气设备的机械性能、电气机能和热机能等状态量,跟踪各种劣化过程的发展状况,从而获取其运行质量的相关信息,实现电气设备的状态监测。数字化平台运用算法、模型及评价体系对检测到的状态量进行分析,并做出科学的评估和猜测,终极为电气设备的运行维护提供高效、精准的决议计划方案,实现电气设备的状态智能诊断及科学预警。
5.6四方股份:配网产品积累深挚,智能化方案持续布局深度布局二次设备,配电解决方案应用智能化。公司为继保自动化龙头,并在二次配网设备方面积累深挚。公司深度布局开关类产品,并延伸布局至配电终端、开关柜、变电站等二次设备及愿意二次融合设备。公司同时提供智能配网解决方案及配电物联网解决方案,目前智能配网解决方案采用自主研发的配电开关、终端及主站,已经在全国超过30个省市及海外实现应用;配电物联网解决方案采用公司研发的智能配变终端、台区智能融合终端、智能配电站房及云端配电主站等产品,解决方案已广泛服务于配电物联网建设。

公司着力建设新型配电网。在新能源发电领域,公司致力于围绕新型电力系统需求、服务清洁能源开发利用,提供安全不乱、并网友好、灵活调控的升压站综合自动化系统、一二次设备集成,以及实现可无人值守、远程控制、聪明运维的新能源集控系统解决方案;在传统能源发电领域,提供自主可控的电力保护、电器自动化、过程自动化、仿真培训等整体解决方案与服务,持续促进节能减排,晋升发电领域的智能化和聪明化水平。
23年数字化中标金额大幅增加,主要为网络设备及调度类硬件贡献。四方股份2022/2023年数字化中标金额分别为3657/8236亿元,占总金额占比分别为1.14%/2.14%,2023年中标金额及与总金额明显晋升,其中网络设备/调度类硬件/通讯综合数据网分别实现中标7282/4081/711亿元,网络设备及调度类硬件中标金额增加拉动2023年整体数字化中标金额增长。
5.7友讯达:无线传感网络助力分布式电源接入,智能电表业务增长迅猛无线传感网络综合解决方案供应商,智能电表逐步成为公司支柱板块。友讯达成立于2002年,自成立以来专注于提供无线传感网络综合解决方案,公司核心技术包括具有自主知识产权的CFDA传感网络技术、LCFDA低功耗传感网络技术和双模异构技术等无线数传通讯技术,重电应用在智能电网领域。2021-2023公司电能表业务营收分别为2.54/3.19/4.42亿元,同比增长137%/26%/39%,占总营收比例分别为29%/31%/40%,智能电表类业务迅速增长成为公司成长的主要驱动因素。
中低压配电市场基础扎实,助力新型配电系统建成。在低压配电方向,友讯达推出以完全拥有自主知识产权的多模场域网(MuCoFAN)为通讯技术基础,自研自制的智能断路器、光伏并网断路器、光伏接入协议转换器、物联网充电桩治理装置等各种传感器为感知设备的新型低压台区聪明物联解决方案,重电实现分布式光伏并网接入监测、充电桩有序充电治理,有效地解决了低压配电台区通讯环境恶劣、接入设备多样、通讯实时性要求高等用户痛点问题。在中压配电方向,公司先后推出满意国网新尺度的一二次融合成套柱上断路、一二次融合成套环网箱A+A入网专业检测呈文。在国家政策明确推进打造新型配电系统,到2025年配电网具备5亿千瓦左右分布式新能源,1200万台左右充电桩接入能力背景下,公司的传感网络系统及设备布局有望助力新型配电网建设。
智能电表中标金额跻身前十。公司2022年/2023年/2024年第一批分别实现智能电表中标金额5.90/6.23/2.89亿元,分别位列该批次中标厂商排名第17名/第10名/第9名,公司智能电表业务发展迅速。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅呈文原文。)精选呈文来源:【未来智库】。
未经允许不得转载:头条资讯网_今日热点_娱乐才是你关心的时事 » 数字配网专题报告:千亿空间的新型电网生态,高景气赛道
头条资讯网_今日热点_娱乐才是你关心的时事








