核心观点
　　从调控角度：随着电力系统规模和复杂程度的提升，对源网荷储可靠连接与有效互动提出了更高要求，“大云物移智链”等数字技术快速发展，使得电源、电网和负荷进行统一在线协同控制成为可能。以需求侧资源利用为基础，以源网荷储协同互动服务平台为纽带，以市场化交易机制为动力，赋能新型电力系统构建。
　　从信创角度：能源和数字融合技术将在新型电力系统中发挥越来越重要的作用，智能传感、边缘计算、智能量测、储能系统集成、智慧用能、可调节负荷互动响应终端、能源路由器等关键技术高度依赖芯片与信息系统建设，通过国产化替代保证核心技术的自主安全可控。
　　投资方面：资源接入、信息聚合、能源调控、业务应用多环节受益，建议关注：（1）实体电网和数字系统融合，终端感知与计量环节；（2）控制系统与信息系统并举，自动化与工控；（3）数字赋能与管理优化并进，虚拟电厂、调度控制、电力交易平台建设。
　　风险提示：政策变化风险、电力市场建设不及预期。
　　

研究报告全文：数字电网数字赋能电网添翼数字电网系列研究二2022年12月14日分析师殷中枢联系人刘满君证券研究报告执业证书编号S0930518040004核心观点从调控角度随着电力系统规模和复杂程度的提升对源网荷储可靠连接与有效互动提出了更高要求大云物移智链等数字技术快速发展使得电源电网和负荷进行统一在线协同控制成为可能以需求侧资源利用为基础以源网荷储协同互动服务平台为纽带以市场化交易机制为动力赋能新型电力系统构建从信创角度能源和数字融合技术将在新型电力系统中发挥越来越重要的作用智能传感边缘计算智能量测储能系统集成智慧用能可调节负荷互动响应终端能源路由器等关键技术高度依赖芯片与信息系统建设通过国产化替代保证核心技术的自主安全可控投资方面资源接入信息聚合能源调控业务应用多环节受益建议关注1实体电网和数字系统融合终端感知与计量环节2控制系统与信息系统并举自动化与工控3数字赋能与管理优化并进虚拟电厂调度控制电力交易平台建设风险提示政策变化风险电力市场建设不及预期请务必参阅正文之后的重要声明1目录历史进程电改背景与数字转型数字电网研究框架与涉及领域投资建议数字电网标的全梳理风险分析请务必参阅正文之后的重要声明2电改具有鲜明的时代特征未来或聚焦能源安全与双碳在历史各时期我国电力行业发展都面临不同的问题电力体制改革的目的也各异大致可以分成四个阶段1集资办电解决电力供应问题2政企分开解决政企合一问题3厂网分开打破垄断4放开两端推进电力市场化在新形势下我国将聚焦能源安全与双碳不断深化改革解决新能源的时空错配问题与电价的资源配置问题图1我国电力体制改革主要发展阶段解决电力供应严重短缺问题第一阶段推行集资办电解决电力建设资金不足问题对集资新建的电力项目按还本付息的原则核定电价水平打破了单一的电价模式培1978-1986育了按照市场规律定价的机制年解决政企合一问题第二阶段提出政企分开省为实体联合电网统一调度集资办电的20字方针和因地因网制宜的电力改革与发展方针将电力联合公司改组为电1987-2002力集团公司组建了华北东北华东华中西北五大电力集团1997年1月16日中国国家电力公司成立随后原电力工业部撤销年厂网分开与电力市场化初步发育阶段2002年中共中央国务院下发电力体制改革方案5号文提出了厂网分开主辅分离输配分开竞价上网的16字方针并规划了改革路第三阶段径打破垄断引入竞争提高效率降低成本健全电价机制优化资源配置促进电力发展推进全国联网构建政府监督下的政企分开公平2002-2014竞争开放有序健康发展的电力市场体系年市场化步伐加快2015年中共中央国务院下发关于进一步深化电力体制改革的若干意见9号文确定了三放开一独立三强化的改革基本路径以及第四阶段放开两头管住中间的体制框架中国经济已经步入新常态结构正在转型升级电力体制改革必须要与其他领域改革一起不断推进和深化新2015年至今一轮电改搭建起来了市场化改革的架构为未来打下基础请务必参阅正文之后的重要声明3资料来源国务院发改委电网趋势数字技术赋能能源革命数字电网是重点电网是我国的核心资产在保证电力供应安全起到了举足轻重的作用电网的发展也伴随着科学技术的发展与进步随着现代信息技术和能源技术的深度融合能源转型的数字化智能化特征进一步凸显以适应新能源大规模高比例并网和消纳要求支撑分布式能源储能电动汽车等交互式移动式设施广泛接入数字技术赋能后的电网可有效的促进源网荷储协调互动持续提高能源供给清洁化终端消费电气化系统运转高效化水平图2电网发展与科技进步的关系资料来源南方电网数字电网白皮书2020年请务必参阅正文之后的重要声明4电网趋势数字技术赋能能源革命数字电网是重点以数字化支撑源网荷储协同互动为核心和基础以需求侧资源利用为基础以源网荷储协同互动服务平台为纽带以市场化交易机制为动力赋能新型电力系统构建随着电力系统双高双峰特征凸显面对加速推进能源清洁转型的强烈信号以及新能源大规模高比例并网分布式电源和微电网接入等多重挑战需要充分运用数字化信息化手段来推动源网荷储协调发展图3新型电力系统的特征传统电力系统发电机主导新型电力系统变流器主导高惯量强阻尼低惯量弱阻尼源随荷动源荷互动资料来源中国西电构网型高压直挂大容量储能并网技术光大证券研究所整理请务必参阅正文之后的重要声明5数字电网新型电力系统为什么需要数字技术新型电力系统具有清洁低碳安全可控灵活高效智能友好互动开放等基本特征新型电力系统的变化随着双碳加速推进能源生产加速清洁化能源消费高度电气化能源配置日趋平台化能源利用日益高效化新型电力系统为什么需要数字技术需要融合全量数据需要统筹采控装置需要强化控制手段需要保障实时交互需要实现电碳并重表1新型电力系统变化及对数字电网需求新型电力系统特点新型电力系统的变化新型电力系统为什么需要数字技术新型电力系统源网荷储各环节紧密衔接协调互动海量形成清洁主导电为中心的能源供应和电源结构有可控连续出力的煤电装机主环节更多对象广泛接入密集交互打破了传统电网业务依赖分环清洁低碳消费体系生产侧实现多元化清洁化低电源结构导向强不确定性弱可控处理的新能需要融合全量数据节分条块数据应用的边界需要统筹汇聚应用全网采碳化消费侧实现高效化减量化电气化源发电装机占主导转变集控制数据应对新能源处理不确定带来的平衡难题新能源具备主动支撑能力分布式微新能源广泛接入是新型电力系统涉及的采集控制对象规模电网可观可测可控大电网规模合理复合特性有传统的刚性纯消费型向范围更广更大且逐步向配电侧和用户侧延伸和下沉大量对象单安全可控负荷特性结构坚强构建安全防御体系增强体柔性生产与消费兼顾型转变需要统筹采控装置点容量低位置分散需要统筹采集控制装置的管理优统韧性弹性和自愈能力化配置策略提升采集的控制有效性电网形态由单向逐级输电为主的传统电发电侧负荷侧调节能力强电网侧资新型电力系统的电源侧和负荷侧均呈现强随机性需要统网向包括交直流混联大电网微电网随机性更高灵活高效源配置能力强实现各类能源互通互济电网形态筹优化拓展现有控制方式应用多种控制策略控制渠道局部直流电网和可调节负荷的能源互联需要强化控制手段灵活转换提升整理效率建立灵活可靠经济的控制手段网转变新型电力系统业务的开展建立在源网荷储全环节海量数高度数字化智慧化网络化实现对技术基础有同步发电机为主导的机械电据实时汇聚和高腰处理的基础上对数据采集传输储时效性更强智能友好海量分散发供用对象的智能协调控制技术基础磁系统向由电力电子设备和同步机共存应用提出了更高的时效性要求需要统筹提升感知采需要保障实时交互实现源网荷储各要素友好协同同主导的混合系统转变集频率以及计算算力网络通道和安全防护共同提供支撑适应各类新技术新设备以及多元负荷运行特性由源随荷动的实时平衡模式新型电力系统的采集控制在支撑电力系统安全稳定运行大规模接入与电力市场紧密融合各大电网一体化控制模式向源网荷储协服务更多元的同时也要服务国家双碳目标的逻辑需要统筹电碳开放互动运行特性类市场主题广泛参与充分竞争主动同互动的非完全实时平衡模式大电网需要实现电碳并重数据采集和相关应用需求支撑碳监测碳核查和碳交易相应双向互动与微电网协同控制模式转变等应用请务必参阅正文之后的重要声明6资料来源国家电网新型电力系统数字技术支撑体系白皮书国网数字化探索多年引领我国各时期电网发展国网从2009年构建坚强的智慧电网解决经济发展电力大规模输送问题到2016年的能源互联网对现代能源体系与信息技术进行深入融合推动产业转型再到2019年的泛在电力物联网和2021年新型电力系统以顺应数字经济和双碳的发展趋势2020年国网在数字新基建领域投入247亿元2021年12月13日国网发布的数字新基建十大重点建设任务主要用来部署电网数字化平台能源大数据中心电力大数据应用电力物联网能源工业云网智慧能源综合服务能源互联网5G应用电力人工智能应用能源区块链应用电力北斗应用图4国家电网数字化探索能源互联网中国倡议探讨构建全球能源互联网新型电力系统以新能源为主体的新型电力系统承载推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求着能源转型的历史使命是清洁低碳安全高效能源综合运用先进的电力电子技术信息技术和智能体系的重要组成部分是以新能源为供给主体以确管理技术将大量由分布式能量采集装置分布保能源电力安全为基本前提以满足经济社会发展电式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力力需求为首要目标以坚强智能电网为枢纽平台以网络石油网络天然气网络等能源节点互联起源网荷储互动与多能互补为支撑具有清洁低碳安来以实现能量双向流动的能量对等交换与共享全可控灵活高效智能友好开放互动基本特征的网络电力系统2009201620192021智能电网以坚强智能电网以坚强网架为基泛在电力物联网充分应用大云物移智链等础以通信信息平台为支撑以智能控制为现代信息技术先进通信技术实现电力系统各手段实现电力流信息流业务流的个环节万物互联人机交互大力提升数据自动高度一体化融合实现坚强可靠经济高效采集自动获取灵活应用能力对内实现数清洁环保透明开放友好互动的现代电网据一个源电网一张图业务一条线对外广通过建设坚强智能电网提高电网大范围优泛连接内外部上下游资源和需求打造能源互化配置资源能力实现电力远距离大规模联网生态圈适应社会形态打造行业生态培输送育新兴业态支撑三型两网世界一流能源互联网企业建设请务必参阅正文之后的重要声明7资料来源国家电网国网新型电力系统数字技术支撑体系国网2022年7月23日国家电网有限公司在第五届数字中国建设峰会上发布新型电力系统数字技术支撑体系白皮书从背景意义目标原则和体系框架全面阐述了新型电力系统技术支撑体系展示了以数字技术支撑新型电力系统建设的路径方案图5国家电网新型电力系统数字技术支撑体系资料来源国家电网新型电力系统数字技术支撑体系白皮书请务必参阅正文之后的重要声明8南网2019年首次将数字化转型提升到战略高度南网走在数字电网变革前列2019年南网首次将数字化转型提高到战略高度同年全面建成基于云数一体的数字化基础平台成立全球首家数字电网研究院2020年深化平台应用推动业务变革2021年数字电网建设促进三商转型图6南方电网数字化探索孟振平董事长在南方电网公司工作会议室第一次把数字化转型升级到公司战略高度将数字化转公司数字化转型和数字南网孟振平董事长在公司工作座谈会上提出型作为支撑公司三商转型的重要战略路径建设行动方案2019年版人工智能平台上线技术驱动业务需求驱动的双驱动构想20181220191201942019520196-7201992019122020年中发布第四次工业革命对电孟振平董事长发表把握第四次工业革命的成立全球首家数字电网研究院互联网平台上线网转型影响报告历史机遇以数字化推进电网企业战略转型发布云大物移智专项规划旁站式数据中心升级为底座式数据中心署名文章正式拉开了数字南网建设序幕南网云上线客户服务平台上线南方电网公司电网资产域管理平台上线围绕资产全生命周期管理理念新一代电网管理平启动数字化转型和数字电网建设台在功能上实现了业务全覆盖流程全贯通促进三商转型研究发布数字电网白皮书运营管理平台上线数据全共享三大突破20217-112021620214-520211202012202011202010202082021年7月发布南方电网公司数字化数字中国峰会南网智瞰智搜上线公司数字化转型和数字电网建设转型和数字电网建设促进三商转型行数字电网推动构建促进管理及业务变革行动方案动方案新型电力系统专家2020年版2021年11月参加首届数字政府建设研讨会峰会成果展充分展示以数字电网助力数字政府建设相关成果请务必参阅正文之后的重要声明资料来源南方电网数字电网实践白皮书南网数字化转型思路与4321实施方案南网数字化转型思路基于云平台的互联网人工智能大数据物联网等新技术实施4321建设方案建设四大业务平台即电网管理平台客户服务平台调度运行平台企业级运营管控平台建设三大基础平台即南网云平台电网数字化平台物联网平台实现两个对接即对接国家工业互联网对接粤港澳大湾区利益相关方建设完善一个中心即公司统一的数据中心图7南网数字化转型思路请务必参阅正文之后的重要声明10资料来源南方电网数字电网实践白皮书目录历史进程电改背景与数字转型数字电网研究框架与涉及领域投资建议数字电网标的全梳理风险分析请务必参阅正文之后的重要声明11数字电网数字技术支撑与投资利好方向概览实体电网和数字系统融合数字系统计算推演最小精准采集利好电表传感器通讯设备边缘计算建设控制系统与信息系统并举控制系统采用工控技术路线信息系统应用云大物移智链等数字化技术利好工控设备数字技术软硬件数字赋能与管理优化并进数字技术在源网荷储协同互动电力交易清洁能源消纳应用对管理模式进行升级调整提升协同合作资源配置运营服务和监控分析等能力利好虚拟电厂云平台建设电力调度及消纳建设电力交易平台建设电碳并重电力系统碳监测碳计量碳交易利好碳监测设备与服务碳交易平台建设图8数字技术对数字电网的支撑实体电网和数连接优化采集感知字系统融合控制系统与信算力加强共建共享息系统并举数字技术数字电网技术支撑数字赋能与管数据加强数据管理理优化并进智能提升业务质效电碳并重请务必参阅正文之后的重要声明12资料来源国家电网新型电力系统数字技术支撑体系白皮书投资空间数字基建占电网投资约4-5未来或将提升国网2020年数字新基建投资为247亿数字新基建占电网总投资比重约54十四五电网总投资约223万亿元南网十四五期间规划电网投资约6700亿元其中数字化规划超260亿元占比约39需要指出的是数字经济的要求是随经济形势而变双碳任务的阶段性矛盾点亦是随发展不断调整的当前比历史上任何一个时期对经济转型的要求都更迫切业务应用图9国家电网及南方电网历史投资图10电力数字化升级改造及电力数字化服务7000调度控制600040003700营销电力交易3500广50003150义设备管理基建管理30002750数40002470字2500化共性能力建设3000投2000资狭20001500义人工智能区块链数1000字5G通信北斗导航1000化500云平台物联网0投0资201620172018201920202021数据中台20202021E2022E2023E2024E2025E国网投资南网投资电力数字化服务电力数字化升级改造数字化基础设施资料来源国家电网南方电网光大证券研究所整理单位亿元资料来源亿欧智库单位亿元请务必参阅正文之后的重要声明13服务空间从辅助服务市场看电网服务市场空间2025年2030年辅助服务费用将达到13710亿元年19062亿元年图11各区域新能源装机与辅助服务费用占比2018年调频备用的比例与各省的电源结构负荷特性区域联络水平有关一般新1200035能源发电量占比越高调频服务需求越大新能源装机占比越高备用服务需100003025求越大我们假设2025年2030年辅助服务费用占全社会电费的25和8000206000占比30其中调频备用占全社会电费的比例为20和25平均销售电价取装机容量154000600元MWh调频与备用的比重分别参考2018年南方区域东北区域的14和1015预测2025年2030年调频费用分别为2194亿元年2648亿元年备用20005费用分别为8774亿元年13238亿元年00华北东北西北华东华中南方表2辅助服务费用预测2025年2030年风电左光伏左电费占比右新能源装机占比右202020212025E2030E新能源电量占比右资料来源国家能源局中国电力年鉴光大证券研究所绘制单位万千瓦左全社会用电量万亿千瓦时7518319141059图12辅助服务费用调频备用预测最大负荷亿千瓦12313921641982500新能源装机占比241267378461190622000新能源发电量占比9511721327515001371013238全社会电费万亿元4514995486358774100074794986辅助服务费用占比08152530500249321942648辅助服务费用亿元年360574791371019062020212025E2030E资料来源Wind光大证券研究所深化电力市场改革破解能源不可能三角新型电力系统深度研究二20220616辅助服务费用调频费用备用费用请务必参阅正文之后的重要声明14资料来源Wind光大证券研究所预测单位亿元应用场景从源网荷储电力系统到电力系统数字孪生体根据华为安永发布的电力数字化报告在电力供给侧电网侧需求侧的源网荷电力系统中详细梳理了如何通过数字化边端泛在通讯网算力和存储算法及应用等数字化使能技术的24个应用场景这些场景可以总结为发电侧数字化输变电数字化配网数字化电力调度综合用能管理碳管理6大领域图13数字电力系统应用场景请务必参阅正文之后的重要声明15资料来源华为安永电力数字化2030数字技术如何满足各种电力应用场景数字边缘采集终端控制地面通讯云资源平台云边端协同人工智能6种数字化技术应用场景最多也最为重要电力调度配网数字化发电侧数字化是双碳背景下新型电力系统里需要优先优化的问题表3数字技术能力如何满足各电力应用场景发电侧数字化输变电数字化配网数字化电力调度综合用能管理碳管理数字化技术对应场景全周期数字远程智能多源配网自愈配网智能电网智能巡线智能变电站虚拟电厂智能园区智慧楼宇碳交易碳普惠孪生边缘采集数字化边端控制终端地面通讯泛在通信网络卫星通讯云资源平台云边端协同算力和存储空间计算区块链人工智能算法和应用图计算与高级分析资料来源华为安永电力数字化2030光大证券研究所整理请务必参阅正文之后的重要声明16发电侧数字化从单一电厂提效到消纳统筹多能互补1电站生产运维提效利用新型状态监测设备通过电站智能巡检完善监测平台建设实现电站统一的数据采集分析和解决方案制定2电站规划建设模拟按照电子图纸开展工程施工采用最优方式实施建设可缩短工期做好各环节协同3消纳统筹多能互补通过电网对消纳能力及接入方案进行综合设置指导发电资源调节资源能够更好的进行调度促进消纳图14数字化电站规划建设计划生产和运营维护图15消纳统筹多能互补资料来源华为安永电力数字化2030请务必参阅正文之后的重要声明17资料来源中国西电构网型高压直挂大容量储能并网技术光大证券研究所整理输变电数字化智能巡检操作排除安全隐患1输电线路智能巡视南网全网配备8000架无人机110kV以上线路覆盖率95全年机巡887万公里占比约70全网500KV及以上线路三维数字化通道无人机覆盖率100配置21万套输电在线监测终端全网500kV及以上线路外部隐患终端覆盖率1002变电站巡视操作安全智能化机器巡视为主人工检查型巡视为辅的巡视模式调度监控中心替代的远方操作模式等图16输变电数字化思路图17输电线路数字化后跳闸率人均维护线路长度千米504263934013614033629630530201002015201620172018201920202021110kV及以上输电线路跳闸率次百公里年2151491513121209610860502015201620172018201920202021请务必参阅正文之后的重要声明资料来源南方电网数字电网实践白皮书18资料来源南方电网数字电网实践白皮书配电数字化多源接入高效运营与配网自愈利用云大物移智链技术实现配电网资产管理智能化现场作业数字化电网运行智慧化生产决策智慧化1多源配网运营随着高比例分布式电源和多样化负荷的接入城市配电网将呈现出有源多向双高的特征未来将继续规范接入标准推动一二次设备融合提升边缘计算能力推进光纤通讯同时结合虚拟电厂方案推动配网侧高效运营2自愈配网调控全面感知监测能力提高通讯能力提高AI解决问题能力3网荷友好互动友好满足各类电源和用能设施接入需要实现客户侧可调节负荷设备的即插即用柔性联接图18多源配网高效运营图19配网数字化支持系统资料来源曾凯文虚拟电厂的电网应用场景探讨请务必参阅正文之后的重要声明19资料来源南方电网数字电网实践白皮书