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中金:配網將成為電網投資的重點傾斜方向 設備端關注四條投資主線
格隆匯 12-01 14:15

本文來自:中金點睛,作者:曾韜 劉倩文 蔣昕昊

我們此前發佈的報吿中,解讀了什麼是新型電力系統以及相關挑戰和投資機遇。本文為新型電力系統系列第二篇,旨在對配網環節進行具體論證。我們認為,隨着能源變革不斷推進,配電網的功能形態將發生深刻變化,由單向無源網絡向供需互動的有源網絡演變,配網將成為電網投資的重點傾斜方向,挑戰與機遇並存,核心標的收穫成長。

摘要

從“無源”網變為“有源”網。在分佈式光伏整縣推進和風電下鄉的背景下,具有隨機性、波動性、間歇性等特點的分佈式電源大量接入配電網,節點電壓、線路潮流、可靠性等都不同程度的受到影響。我們認為,為提高配電網對分佈式電源的承載力,增容或新建配電變壓器刻不容緩,用户側儲能以及微電網將有效促進分佈式電源就地消納,調容調壓變壓器等新型電力電子設備也可緩解配電網電壓波動、功率平衡等問題。

柔性負荷與配網互動加深。用電負荷快速增長加大配網投資和供電壓力,因此充分利用和挖掘電動汽車、智能家居等柔性負荷資源的調控能力為重點方向。以電動汽車充電負荷為例,智能化的充電設施和協調有序的車網互動平台有助於緩解高峯負荷壓力,長期來看,能量互動的V2G模式將發揮電動汽車作為分佈式儲能資源的優勢。此外,交直流混合配電網、能源路由器也有望為多元負荷創造更加靈活、便捷的接入條件。

配網投資正當時。我們認為,“十四五”期間配網投資比重有望提升至60%以上,投資總額較“十三五”期間增長11%,年均投資額有望達3300億元;農網改造空間廣闊,“十四五”期間投資總額有望達1.1萬億元。此外,增量配網的政策環境將豐富配網側投資主體、強有力支撐配網投資的積極性。

設備端關注四條投資主線,1)一次設備:變壓器在增容需求及高效節能替換的雙重催化下迎來拐點;2)一二次融合設備:對傳統一次設備在物聯、智能、通信等方面賦能,滲透率提升空間廣闊;3)二次設備:自動化覆蓋率和程度有待提升,主站格局集中,終端設備需求持續高增;4)智慧能源管理:看好由電能質量提升、能源高效利用需求觸發的2C業態快速發展。

我們認為,主動配電網建設背景下,投資加碼,龍頭企業強者恆強,新需求、新技術與新業態也將賦予廣闊成長空間。

風險

電網投資不及預期,政策落地不及預期。

配電網投資專題報吿概要

現狀概述:重要的能源基礎設施,構建新型電力系統的關鍵環節

配電網是指從輸電網和各類發電設施接受電能,通過配電設施就地或逐級分配給各類電力用户的110kV及以下電力網絡,是聯繫能源生產和消費的關鍵樞紐。目前,配電網仍是我國電網中相對薄弱的環節,整體自動化率、供電可靠率、農網與城網的結構性差距亟待改善,同時,在分佈式電源以及新能源車等多樣終端接入配電網、用户與電網供需互動加深的背景下,配電網的發展任重道遠。綜合來看,我們認為配電網將成為構建新型電力系統的關鍵環節之一。

圖表1:配電網是聯繫能源生產和消費的關鍵樞紐

資料來源:配電網規劃設計,中國電力企業聯合會,中金公司研究部

圖表2:配電自動化、供電可靠性等指標仍待改善,農網與城網發展水平仍存差距

資料來源:國家電網,國家能源局,中金公司研究部

多樣挑戰:能源變革趨勢下,配電網功能形態將發生深刻變化

我們認為,隨着能源變革不斷推進,配電網的功能形態將發生深刻變化,由單向無源網絡向供需互動的有源網絡演變,同時供電質量要求進一步提升:

► 負荷曲線尖峯化,加劇投資壓力和設備利用率低等問題。隨着需求側電氣化程度提高,我國用電需求快速增長,我們預計到2060年全社會用電量有望達18萬億度以上,較2020年水平上行141%。而電網尖峯負荷的增長高於用電增速,進一步加大了配電網的容量要求。根據中電聯的數據,我國“十三五”期間全社會用電量年平均增長5.5%,而電網最大負荷年均增速達6.5%,由2015年的7.0億kW增長至2020年的11.8億kW。從經驗數據來看,90%以上的發電資源和75%以上的配電網資產僅僅用於不到5%全年時間的負荷,因此配電網面臨愈加嚴重的設備利用率低的問題,依舊需要通過加大建設投資、提高設備宂餘來滿足負荷增長需求。

圖表3:我國用電需求快速增長,電網尖峯用電負荷屢創新高

資料來源:國家能源局,萬得資訊,中金公司研究部

圖表4:江蘇省某地區2019年配電網規劃情況(負荷尖峯化導致設備利用率較低)

資料來源:齊寧,《考慮柔性負荷接入的配電網規劃研究綜述與展望》,2020;中金公司研究部;

注:可以看出,該地區全年負荷峯谷差超過2000kW,高峯負荷大多集中於夏季午間,低谷負荷大多集中於夜晚;全年75%負荷峯值時間不超過400h,不到全年時間的5%,而空調負荷是高峯負荷的主導因素,大約佔據30%峯值負荷

► 高可靠連續供電要求不斷提高,直流負荷供電需求日益顯現。近年來居民生活水平提高、國民經濟發展、產業升級、高端製造對高可靠連續供電的要求不斷提高,特別是高端製造業用户對電壓波動、諧波治理、負荷切換等電能質量問題十分敏感。國際電網組織電能質量經濟性研究小組的研究數據顯示,單次電壓暫降給裝備製造/芯片製造帶來的平均損失達10萬/25萬元。此外,末端用電負荷呈現直流化的趨勢,日光燈、節能燈、LED燈等照明系統和電視機、機頂盒、路由器等視聽設備,以及快速發展的電動汽車、數據中心等均使用直流電,直流負荷的靈活接入問題,以及城市電網走廊有限與負荷密度高的矛盾,仍待解決。

圖表5:給用户造成實際影響的電能質量問題類型

資料來源:美國電科院(2011),中金公司研究部

圖表6:單次電壓暫降給部分高端製造業帶來的平均損失

資料來源:國際電網組織電能質量經濟性研究小組,中金公司研究部

► 分佈式電源大量接入配電網,綜合承載能力需要提升,規劃及輔助模式亟待改變。在分佈式光伏整縣推進和分佈式風電下鄉的政策推動下,大規模新能源裝機接入配電網,配電網也將成為消納間歇性新能源的重要戰場。分佈式電源大規模接入使得配電網的不確定性、隨機性提高,系統運行方式更加複雜,配電網規劃需要由傳統確定性規劃向多場景概率性規劃轉變;此外,當前配電網的全局態勢感知、統一優化決策和源網荷儲互動能力仍不足,難以滿足分佈式新能源靈活消納與智能控制需求,相關的併網服務、交易結算、運維調控等管理模式也有待優化。

圖表7:分佈式電源快速發展促使配電網成為消納新能源的重要領域

資料來源:發改委,國家能源局,中金公司研究部

發展趨勢:主動配電網,實現分佈式電源及多元化負荷的互動管理

主動配電網,能源互聯網在配網側的探索實踐。為適應配電網的發展需要,2008年國際大電網會議組織(CIGRE)提出了“主動配電網”(Active Distribution Network,ADN)理念,即以靈活的網絡結構為基礎,通過應用先進的信息通信、智能控制、電力電子等新技術,提升配電網的適應性,對分佈式電源、主動負荷進行主動控制和主動管理,促進資源的合理配置和設備的高效利用,實現不同利益方的協同共贏。我們認為,建設主動配電網,將成為新型電力系統背景下我國配電網發展的中長期目標。

圖表8:傳統配電網vs主動配電網

資料來源:舒印彪,《主動配電網狀態估計技術》2018;中金公司研究部

投資展望:結構佔比有望提升至60%以上,其中農網改造空間廣闊

配電環節是電網投資結構性傾斜的重點方向。我們認為,“十四五”期間配網投資佔電網投資的比重有望提升至60%以上,投資總額較“十三五”期間增長11%,年均投資額有望達3300億元。

特別地,農網改造空間廣闊。一方面,我國農網配電水平和城網差距較大,仍有改進空間;另一方面,在整縣推進和風電下鄉的政策背景下,大規模分佈式電源接入了相對薄弱的傳統農村電網,其承載力亟待強化。我們預計,“十四五”期間農網改造投資總額有望達1.1萬億元。

圖表9:“十四五”期間配網投資及佔比預測

資料來源:中國電力企業聯合會,中金公司研究部

增量配電改革豐富投資主體,優化投資環境。2021年2月25日,國家發改委、能源局印發文件鼓勵社會資本等各類投資主體投資增量配電網項目[1],支持分佈式電源開發建設和就近接入消納,結合增量配電網等工作,開展源網荷儲一體化綠色供電園區建設。我們認為,增量配網的政策環境將豐富投資主體、強有力支撐配網投資的積極性。

有源配電網:分佈式電源的消納戰場,挑戰與機遇同在

分佈式電源大規模接入配電網系統將帶來哪些影響?

分佈式電源是指接入35kv及以下電壓等級電網、位於用户附近,在35kv及以下電壓等級就地消納為主的電源(包括太陽能、天然氣、風能、氫能、生物質能、儲能等類型)。近年來在光伏整縣推進/風電下鄉等政策支持下,分佈式光伏與分佈式風電迎來快速發展,接入中低壓配電網的電源規模迅速提升。

然而,大量分佈式電源的接入會對配電網產生廣泛影響,造成局部電壓越限、電壓波動加大、潮流逆向流動頻繁、短路電流增大、供電可靠性降低、電能質量惡化、繼電保護裝置誤動、調峯難度加大等多種挑戰。特別地,在整縣推進和風電下鄉的政策背景下,大規模分佈式電源接入了本就相對薄弱的傳統農村電網,其承載力亟待強化。為確保大量分佈式電源併網後安全穩定運行,《分佈式電源接入電網承載力評估導則》(DL/T2041-2019)中將“反向負載率>80%,短路電流、電壓偏差、諧波含量校核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。

圖表10:電網承載能力等級劃分

資料來源:分佈式電源接入電網承載力評估導則,中金公司研究部;注:反向負載率為從低電壓等級向高電壓等級電網流經輸變電設備的輸送功率與設備運行限值的比值

如何提升配電網的承載能力、解決分佈式電源的消納問題?

增容或新建配電變壓器:滿足容量需求

城鄉電網進行多次升級,基本滿足城鄉居民生活用電和其他用電需求。但是,分佈式電源所在的農村電網發展仍較薄弱,存在較大的地區差異,對分佈式電源消納能力和承載能力有限。根據《國家電網公司年鑑》,2019年户均配電容量為2.76kVA;“十三五”新一輪農村電網改造升級後,農村户均配變容量不低於2 kVA。

分佈式光伏整縣推進和風電下鄉背景下,配套變壓器擴容刻不容緩。根據天合光能組件產品手冊,1.8m2組件可實現360-380W輸出功率,考慮支架及其他配件,則1 m2屋頂面積可實現150W輸出功率。通常情況下每户光伏佔用面積在100 m2左右,考慮功率因數0.95和極端情況(例如全額反向供電),每户光伏配網容量需求將達到16kW。分佈式光伏整縣推進試點政策下,目前農村電網户均配電2kVA的標準遠達不到承載要求,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。風電夥伴行動計劃“十四五”期間,在全國100個縣優選5000個村,安裝1萬颱風機,總裝機規模達到50GW,每颱風機達5MW。考慮功率因數0.95和保留一定的裕度,則每颱風機對應的新增變壓器容量為6000 kVA。按照每村平均安裝兩台風機,則每村需要新建兩台6000kVA的變壓器。(變壓器增容空間測算詳見圖表24)

微電網:提高分佈式電源自身調節能力

圖表11:微電網的典型結構及特徵

資料來源:國電南瑞官網,配電網規劃設計,中金公司研究部

加快新技術/產品應用:提升配電網的調節和平衡能力

圖表12:應用新技術/產品,提升配電網的調節和平衡能力

資料來源:國家電網,中金公司研究部

配建或購買調峯和儲能:促進就地消納,平抑電網波動

圖表13:分佈式儲能有效促進新能源就地消納

資料來源:孫伊萌,《分佈式儲能綜合價值評估與規劃方法》2021;中金公司研究部

圖表14:分佈式儲能對配電網電壓波動問題的改善

資料來源:高旭,《分佈式儲能對配電網電能質量的影響》2020;中金公司研究部

柔性多元負荷:靈活互動不斷深化,智能調度平衡消納

充分挖掘柔性負荷資源的調控能力,延伸多樣創新業態

在用電負荷快速增長的趨勢下,柔性負荷在緩解電網供需矛盾、提高配電網設備利用率和經濟性等方面的作用逐漸凸顯。柔性負荷(Flexible load)為能夠改變用電時間或負荷大小以配合電力運營商的需求響應策略,從而獲得經濟效益的負荷,典型代表有電動汽車、儲能、微電網、智能家居等。國家電網計劃到2021年末在經營區構建不少於電網最大負荷5%的可調節負荷資源庫,到2025年末鞏固提升佔最大負荷5%以上的需求響應能力,常態化開展需求響應。2020年,國家電網範圍內山東、江蘇、河南、浙江等省份累計組織電力需求側響應34次。

圖表15:柔性負荷的分類及典型代表

資料來源:齊寧《考慮柔性負荷接入的配電網規劃研究綜述與展望》,2020;中金公司研究部

此外,隨着新興主體廣泛進入電力市場,疊加需求側響應和現貨交易機制,在配售電側未來將形成多種能源互聯網新業態。2021年10月12日,國家發改委印發《關於進一步深化燃煤發電上網電價市場化改革的通知》,明確取消工商業目錄電價,10kV及以上用户將全部進入電力市場。中共中央國務院《關於做好碳達峯碳中和工作的意見》中提出“推進電網體制改革,明確以消納可再生能源為主的增量配電網、微電網和分佈式電源的市場主體地位”。

以電動汽車充電負荷為例,車網互動模式將逐步演變

大規模電動汽車充電負荷,給配電網帶來多重挑戰

近年來,電動汽車發展迅速,大規模電動汽車充電負荷的接入給配電網帶來多樣挑戰。在傳統的慢充模式下,充電時間與家庭的用電晚高峯負荷期高度重合,容易造成電網元件過載、電壓波動、產生諧波電流、線路損耗增加、配電網三相不平衡程度加劇等問題;在快充模式下,電動汽車接入的隨機性、快充樁的聚合效應對電網的強衝擊以及當前配變容量的限制,均會影響配電網在快充模式下的安全經濟運行。

配網增容需求刻不容緩,有序充電模式緩解高峯負荷壓力

一方面,配網增容需求刻不容緩。根據山東電力集團公司新建住宅小區供配電設施建設規範,每户80 m²以下/81-120 m²/11-150 m²/150 m²以上的建築面積分別户均配置負荷4kW/6kW/8kW/12kW。考慮城市小區户均建築面積大概在80-150 m²,假設居民區户均用電負荷為5kW,則2000户的居民區所需配電容量約為10000kVA。考慮户均車位為0.5個,單個充電樁平均配置容量7kVA。假定不佔用原有居民用電容量,充電車位比例為0.8,夜晚極端情況同時率達80%時,小區用電總容量需要增加4480kVA(+45%)。隨着充電樁由交流慢充逐漸更換為直流快充,單個充電樁平均配置容量有望上升,小區用電總容量將日趨緊張。不同城市居民配電有所不同,配電標準低的地區將率先受到充電樁帶來的衝擊,日常生活用電將受到影響,供電負荷增容刻不容緩。

圖表16:充電樁建設對於居民配電網的影響

資料來源:國網能源研究院,山東電力集團公司新建住宅小區供配電設施建設規範,中金公司研究部

另一方面,智能化的充電設施和協調有序的車網互動平台有助於緩解高峯負荷壓力。2021年3月16日,上海市市場監督管理局發佈《電動汽車智能充電樁智能充電及互動響應技術要求》(DB31/T1296—2021),其中明確了智能充電樁與電網的交互模式。智能充電樁應具備通信、遠程設置、對時精度、交互指令數據、負荷響應調控等多樣功能,管理平台作為電力需求響應平台的下位節點,與電網進行數據交互並接收電網發佈的調度指令,再由管理平台控制智能充電樁的充電功率,參與有序充電活動。

電動汽車本質為分佈式儲能資源,長期來看V2G商業化潛力巨大

我們認為新能源車與電網的互動是逐步演進的過程,功能上,從單向可控的充電到充電加放電;互動範圍上,從局部到廣域,即從V2H(Vehicle-to-home)到V2B(Vehicle-to-building)再到實現V2G(Vehicle-to-grid,車輛到電網)。在V2G的模式下,新能源車集儲、用電為一體,新能源車既是電網用户側的柔性負荷,也可作為分佈式電源/儲能設備。在車輛停駛的時候根據電網需求通過V2G終端放電,不僅車主可以獲得放電收益,同時車輛參與調度、平抑電網波動,為電網提供調頻和備用服務。

交直流混合配電網、能源路由器等為多元負荷創造靈活、便捷接入條件

傳統交流配電網主要面臨如下挑戰:1)城市供電空間有限,通過架設新線路來滿足負荷的持續增長變得愈發困難,而交流線路網絡重構雖然可以實現負荷均勻分佈,但無法實現功率的頻繁轉供;2)電動汽車、LED等直流負荷越來越多,需要通過交直流變換環節接入電網,會造成大量的能量損失;3)傳統交流配電網缺乏靈活控制功率潮流和網絡拓撲的手段,大量分佈式電源併網時無法保證電壓質量,導致棄風棄光。

我們認為,交直流混合配電網有望成為可行的過渡技術方案。通過換流器將直流改造線路與交流線路連接形成交直流混合配電網,是綜合考慮技術經濟以及充分利用原有存量資產之下的可行方案。交直流混合配電網具有拓撲靈活、潮流可控的優勢,不僅可以利用原有空間提升線路的傳輸能力,還能夠提高供電可靠性、設備利用率、直流負荷和分佈式電源的接納能力。在配網側供電需求加大、直流負荷佔比提高、分佈式電源滲透率加速的趨勢下,疊加輸電側和遠海送出的需求,我們看好直流工程的建設空間。

換流閥為直流工程中價值量最大、壁壘最高的設備之一。從直流特高壓線路的招標情況來看,市場格局較為集中,國電南瑞、中國西電、許繼電氣、榮信匯科、中電普瑞為主要參與者。其中,國電南瑞在核心功率器件IGBT的產業化進程上領跑,我們認為國電南瑞有望進一步提高競爭優勢,時代電氣、派瑞股份等國產電力半導體廠商的電網側市場也有望景氣度向上。

圖表17:傳統交流配電網 vs. 交直流混合配電網

資料來源:中國農業大學信息與電氣工程學院,中金公司研究部

圖表18:直流換流閥中標格局(以白鶴灘-浙江特高壓項目招標情況為例)

資料來源:國家電網,中金公司研究部;注:中標數據包含白鶴灘-浙江特高壓2020年第一次設備招標採購和2021年第一次設備招標採購,以中標金額計算市場份額

能源/電能路由器是交直流混合電網的核心設備,在供電效率、用電靈活性和供電可靠性提高、能量流及信息流交互等方面發揮重要作用。

圖表19:特變電工新能源自主研發的電能路由器

資料來源:特變電工新能源公司官網,中金公司研究部

關鍵設備:關注邊際變化方向和結構機會

我們重點關注四條投資主線1)一次設備:重點關注變壓器在增容需求及高效節能替換的雙重催化下迎來拐點;2)一二次融合設備: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,滲透率提升空間廣闊;3)二次設備:自動化覆蓋率和自動化程度有待提升,主站格局集中,終端設備需求持續高增;4)智慧能源管理:看好由電能質量提升、能源高效利用需求觸發的2C業態快速發展。

圖表20:配網自動化系統架構以及配網招標關鍵設備的主要供應商情況

資料來源:國家電網,中金公司研究部

一次設備:關注變壓器,增容需求及高效節能替換的雙重催化下迎來拐點

從2013年-2020年國網配網協議庫存各類變壓器的招標情況來看,配電變壓器的招標數量在2015年達到高峯後,呈下降趨勢;2021年有所好轉,從截至10月31日前發佈中標公吿的批次情況來看,總量已接近2020年全年數量,有企穩回升之勢,而柱上成套變壓器招標占比也提升至34%。配電變壓器也類似於其他配電一次設備,中標格局較為分散,2021年(截至10月31日)CR5僅為26.8%,CR20為54.9%。我們認為,變壓器行業經歷了快速擴張然後平穩的週期,將再次迎來增長拐點,本輪主要由內生性的增容需求(上文中已詳細分析尖峯負荷增加及分佈式電源接入所帶來的變壓器增容需求)以及外生性的高效節能替換需求雙重驅動。

圖表21:配網協議庫存各類變壓器招標數量統計

資料來源:國家電網,中金公司研究部;注:2021年配網協議庫存中標情況截止至10月31日

外生性因素方面,變壓器新能效標準於6月1日強制執行,高效節能變壓器替換空間廣闊。變壓器損耗約佔輸配電損耗的40%-50%,具有較大的節能潛力。2020年5月國家市場監管總局、中國國家標準化管理委員會發佈了的強制性國家標準GB 20052-2020《電力變壓器能效限定值及能效等級》,並於2021年6月1日正式執行,各類變壓器損耗指標下降約10~45%不等;2021年1月,工業和信息化部、市場監管總局、國家能源局聯合制定了《變壓器能效提升計劃(2021-2023年)》,目標到2023年,高效節能變壓器(新能效1級和2級)在網運行比例提高10%,當年新增高效節能變壓器佔比達到75%以上。截至2020年末,我國在網運行的變壓器總量約1700萬台,總容量達110億千伏安,替換空間廣闊。

圖表22:新能效標準將各類變壓器損耗指標下降約10~45%不等

資料來源:電力變壓器能效限定值及能效等級,中金公司研究部;注:上圖指標要求對比以35kV油浸式三相雙繞組無勵磁調壓電力變壓器能效等級為例

圖表23:10月以來高效節能變壓器(新能效1級和2級)密集招標

資料來源:國家電網,中金公司研究部;注:截止至10月31日

在增容需求及高效節能替換的雙重催化下,變壓器需求潛力較大,其中配電環節變壓器需求領先;同時高效節能變壓器佔比將有顯著提升。我們假設220kV及以上電壓等級的變壓器容量呈每年3%的平穩增長,用電負荷增長引發的110kV及以下電壓等級變壓器容量增長也呈3%的平穩趨勢;而分佈式能源接入配電網引發的區域內擴容需求,我們假設110kV(包括66kV)電壓等級需擴容1倍,35kV及以下電壓等級需擴容2倍。關於截至2025年分佈式電源接入配電網的區域佔比,我們假設了悲觀/中性/樂觀三種情形,分別為24%(即首批676個試點縣佔2343個縣級區劃的比重)/40%/60%。根據我們的測算,在悲觀/中性/樂觀三種假設下,2021-2025年電力變壓器的增容需求分別為38/41/44億千伏安,空間廣闊。其中,35kV及以下的配網變壓器增量空間最大,在三種假設下分別為24/28/33億千伏安。特別地,新增容量市場中高效節能變壓器的佔比將逐步提高。同時,在15%的存量更換假設下,也將新增17億千伏安節能替換需求。

圖表24:十四五期間電力變壓器新增空間測算

資料來源:國家能源局,中金公司研究部;注:假設截至2020年底,我國在網運行使用的變壓器中,220kV及以上電壓等級佔比40%,110kV(包括66kV)佔比20%,35kV及以下佔比40%;考慮到“十三五”期間電網最大負荷年均增速達6.5%,假設用電負荷增長引發110kV及以下變壓器容量增長為7%

一二次融合設備:景氣度持續向上,滲透率提升空間廣闊

隨着信息化自動化的發展以及供電可靠性要求的提升,一二次設備的深度融合為重要方向。傳統配電網一次設備功能簡單、智能化程度低,無法滿足日益提升的配網供電要求,“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。從國網配網協議庫存招標情況來看,近年來一二次融合設備招標保持高佔比,2021年(截至10月31日)一二次融合成套環網箱招標占比為29.8%,一二次融合成套柱上斷路器佔比為45.5%,結構性傾斜一二次融合產品。我們認為隨着配網自動化需求逐步提升,一二次融合設備滲透率會逐漸提升,招標有望持續景氣。

圖表25:配網協議庫存環網櫃及環網箱招標數量統計

資料來源:國家電網,中金公司研究部;注:2021年配網協議庫存中標情況截止至10月31日

圖表26:配網協議庫存柱上斷路器招標數量統計

資料來源:國家電網,中金公司研究部;注:2021年配網協議庫存中標情況截止至10月31日

二次設備:看好自動化覆蓋率和自動化程度的提升,以及新技術應用

配網自動化主站競爭壁壘高,格局集中。配電網SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統,即數據採集與監視控制系統,是配電網的監控、管理中心,可實現數據採集、設備控制、參數調節、各類信號報警和自愈等多樣功能。相較於一次設備和其他二次設備來説,配網自動化主站具備較高的技術壁壘和利潤率水平,競爭格局更為集中,國電南瑞招標份額領先,此外許繼電氣、積成電子和信產集團也有一定份額。

圖表27:配網SCADA主站中標格局集中(2021YTD)

資料來源:國家電網,中金公司研究部;注:整理自物資招標採購項目,以招標包數計算市場份額,截止至10月31日

配電自動化終端招標數量持續高增,競爭壁壘較低因此格局分散。配電自動化終端是安裝在配電網的各類遠方監測、控制單元的總稱,為配電網運行和設備狀態信息提供實時數據,可完成遙測、遙信、遙控等功能。根據設備裝設位置的不同,主要可劃分為FTU(饋線終端)、DTU(開閉所終端)和TTU(配變終端)。從國網配網協議庫存招標情況來看,近年來配電自動化終端招標數量持續高增,2020年同增90%以上。配電自動化終端技術壁壘相對較低,市場競爭激烈,2021年(截至10月31日)有60多家企業瓜分市場,CR10僅為37%。

圖表28:配網協議庫存配電終端招標數量統計

資料來源:國家電網,中金公司研究部;注:2021年配網協議庫存中標情況截止至10月31日

新一代智能電能表支撐用電側多應用場景,看好量價齊升及格局集中。國網在2009-2015年大規模推進了第一批智能電錶更換,而電錶更換週期一般在8年左右,因此自2019年起招標量開始復甦,招標量同比增長94%。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,電能表定位從滿足基本計量需求的設備轉型為集計量、通信、數據採集、邊緣計算、控制等多功能的智能設備,可拓展的業務應用場景包括電動汽車有序充電、居民用電負荷特徵智能分析及多表合一信息採集等。從2021年國網兩批招標狀況來看,電能表及用電信息採集設備招標數量合計6902萬隻,較2020年同增27%,總金額合計201億元,同增近50%。

圖表29:2019 vs. 2021平均單表價值

資料來源:國家電網電子商務平台,中金公司研究部

智慧能源管理:電能質量提升、能源高效利用需求觸發2C業態快速發展

我們認為,隨着居民生活水平提高、國民經濟發展、產業升級、高端製造對高可靠連續供電的要求不斷提高,由電能質量提升、能源高效利用需求觸發的2C能源管理業態有望快速發展。正泰電器、良信電器、施耐德、ABB等低壓電器龍頭近年來逐漸發力配網場景,針對各行各業的需求,開發了不同的供配電系統/能源管理解決方案。

圖表30:正泰針對各行業的電能質量需求,輸出綜合解決方案

資料來源:正泰電器官網,中金公司研究部

風險提示

電網投資不及預期。“十四五”期間國家電網投資規劃尚不明確,若整體電網投資增速以及配網側結構性增長低於預期,將對相關公司業務發展造成一定影響。

政策落地不及預期。以增量配網政策為例,國家層面雖已出台政策文件鼓勵社會資本等各類投資主體投資增量配電網項目,支持分佈式電源開發建設和就近接入消納,但如果實施過程中缺乏統籌規劃和價格機制,可能影響規劃落地,將對配網投資和相關製造商業務造成一定影響。

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