电网核心矛盾：尖峰负荷而非发电装机
　　为何我国约26亿千瓦的发电装机却无法解决约13亿的尖峰负荷缺电问题？随着新能源装机规模的提高，用电的核心矛盾也从发电装机转向尖峰负荷，重视解决解决尖峰负荷的核心技术的产业链发展机会。
　　复盘电网电源投资周期：2023-2025年电网大投资势在必行
　　（1）复盘2009-2022年电源、电网投资完成额，在2011-2018年期间，电源投资、电网投资的增长具有一致性，而进入2019年，在碳中和的大背景下，我国电源侧新能源发电进入大投资阶段，2019-2022年期间风电光伏迎来了大发展，而电网投资尚未跟上，这也是2019年以来电荒现象频发的根本原因，因此我们预计为满足风电光伏的消纳，2023-2025年为电网大投资阶段。
　　（2）复盘2009-2022年电网设备行业表现，电网设备板块在2010、2015、2022年超额收益显著，而电网投资增速也在2011年、2016年迎来增速高增，分别滞后超额收益一年，我们预计2023/2024年电网投资完成额复合增速超10%，因此我们预计2023年电网设备板块有望实现较可观超额收益。
　　经济性：虚拟电厂是解决电网负荷的最具经济性选项之一
　　根据国家电网的测算，通过火电厂实现电力系统削峰填谷，满足5%的峰值负荷需要投资4000亿，而通过虚拟电厂仅需投资500-600亿元，虚拟电厂的成本仅为火电厂的1/8-1/7。
　　虚拟电厂的核心是“聚合”和“通信”，重视电力物联网通信技术升级、软件云升级带来的投资机会
　　虚拟电厂是一种先进的区域性电能集中管理模式，功能在于聚合多分布式能源参与电力市场运行。虚拟电厂是利用物联网和先进通信技术，聚合分布式电源、储能、可调负荷等各类分布式资源形成的电源协调管理系统。
　　建议关注：国电南瑞、南网能源、威胜信息、东方电子、泽宇智能、安科瑞、国能日新等
　　风险提示：我国分布式光伏、配电网投资不及预期；我国电力现货市场交易进度不及预期；政策风险等

研究报告全文：证券研究报告虚拟电厂系列深度二虚拟电厂是电力物联网的升级推荐智能电网设备软硬件板块刘博S0600518070002邮箱liubdwzqcomcn唐亚辉S0600520070005邮箱tangyhdwzqcomcn2023年3月20日核心逻辑电网核心矛盾尖峰负荷而非发电装机为何我国约26亿千瓦的发电装机却无法解决约13亿的尖峰负荷缺电问题随着新能源装机规模的提高用电的核心矛盾也从发电装机转向尖峰负荷重视解决解决尖峰负荷的核心技术的产业链发展机会复盘电网电源投资周期2023-2025年电网大投资势在必行1复盘2009-2022年电源电网投资完成额在2011-2018年期间电源投资电网投资的增长具有一致性而进入2019年在碳中和的大背景下我国电源侧新能源发电进入大投资阶段2019-2022年期间风电光伏迎来了大发展而电网投资尚未跟上这也是2019年以来电荒现象频发的根本原因因此我们预计为满足风电光伏的消纳2023-2025年为电网大投资阶段2复盘2009-2022年电网设备行业表现电网设备板块在201020152022年超额收益显著而电网投资增速也在2011年2016年迎来增速高增分别滞后超额收益一年我们预计20232024年电网投资完成额复合增速超10因此我们预计2023年电网设备板块有望实现较可观超额收益经济性虚拟电厂是解决电网负荷的最具经济性选项之一根据国家电网的测算通过火电厂实现电力系统削峰填谷满足5的峰值负荷需要投资4000亿而通过虚拟电厂仅需投资500-600亿元虚拟电厂的成本仅为火电厂的18-17虚拟电厂的核心是聚合和通信重视电力物联网通信技术升级软件云升级带来的投资机会虚拟电厂是一种先进的区域性电能集中管理模式功能在于聚合多分布式能源参与电力市场运行虚拟电厂是利用物联网和先进通信技术聚合分布式电源储能可调负荷等各类分布式资源形成的电源协调管理系统建议关注国电南瑞南网能源威胜信息东方电子泽宇智能安科瑞国能日新等风险提示我国分布式光伏配电网投资不及预期我国电力现货市场交易进度不及预期政策风险等1研究成果电网的核心矛盾尖峰负荷而非发电装机复盘电网电源投资周期2023-2025年电网大投资势在必行电力物联网是虚拟电厂和能源互联网的基础标的国电南瑞南网能源威胜信息东方电子泽宇智能安科瑞风险提示2电网核心矛盾尖峰负荷而非发电装机3新型电力系统下源网荷储的变化电源侧1稳定可控火电不可控风电光伏2风电光伏发展趋势集中式分布式关键技术新能源功率预测火电灵活性改造绿氢发电终端负荷侧用能终端电气化负荷多元化关键技术需求侧响应虚拟电厂等电网侧1投资重点从输电网配电网2电网从源随荷变荷源协调对负荷侧的科学化管理虚拟电厂以及对终端能耗的节能控制综合能源服务是产业发展趋势3随着制造业的转移以及第三世界国家的崛起我国电网设备公司也乘着一带一路的东风走出国门国际化进程加快关键技术特高压高压级联无功补偿配电网智能化等储能侧以抽水蓄能为主体电化学储能增速最快其余新型储能萌发关键技术电网侧抽水蓄能电化学储能工商业储能等源网荷储一体化新型电力系统新型电力系统的源随荷动4数据来源北极星电力东吴证券研究所电网核心矛盾尖峰负荷而非发电装机为何我国约26亿千瓦的发电装机却无法解决约13亿的尖峰负荷缺电问题随着新能源装机规模的提高用电的核心矛盾也从发电装机转向尖峰负荷重视解决解决尖峰负荷的核心技术的产业链发展机会201520162017201820192020202120222023E2024E2025E发电装机容量1525265816505072177708461900120020100600220204002376920025640500279456313006723931578467万千瓦yoy1132821767692579955794787899759503火电1005537110609441110494641144080011895700124624001296780013323900140239001472390015023900yoy887551415354398476406275525499204占比65936428621860215918565954565196501848974758当年新增819110554070440023391336454900566700505400356100700000700000300000风电13075191474715163252018427002091500281650032848003654400405440043044004554400yoy354012791070128713503466166311251095617581占比8578939199701041127913821425145114321442当年新增341854167196157805210180248800725000468300369600400000250000250000光伏421800763126129415417433002041800253560030656003920400492040058204006520400yoy69668092695934711712241820902788255118291203占比2774627289171016115112901529176119362065其中集中式371200671000100590012384001416700172880019848002344200272420030122003236200其中分布式606009212628825450490062510080680010808001576200219620028082003284200yoy5202129752238291340458393279170占比144121223290306318353402446482504当年新增1513003413265310284491462985004938005300008741001000000900000700000137400303100336200233000179100326800256000362900380000288000224000其中集中式其中分布式139003822619482821614611940016700027400051120062000061200047600017504097109-448399641866213-13-222yoy占比112367481400338517585620680680水电31954303320705343587335259003580400370280039092004135000434175045588384786779yoy482392347262155342557578500500500占比20952012193318561781168216451613155415161516230300266925286925299900302900314900375700432055496863571393657102其中抽水蓄能yoy416159074945210039619311500150015001500占比151162161158151143158169178190208核电271670336422358172446600487400498900532600555300599724653699686384yoy3531238364724699142366754268009005005占比178204202235242227224217215217217数据来源北极星电力东吴证券研究所尖峰负荷核心技术尖端负荷核心技术新能源功率预测高压级联电网智能化虚拟电厂电网侧储能工商业储能等6数据来源北极星电力东吴证券研究所电网发展四大趋势之一配电网智能化趋势电网投资重点从输电网走向配电网重视配电网智能化产业链发展机会2019-2022年国家电网实现投资总额4473亿元4605亿元4882亿元5012亿元1月11日国家电网董事长辛保安在接受采访时表示2023年将继续加大电网投资预计投资超5200亿元再创历史新高而电网投资结构性特征突出根据中电联数据我国配电网的投资占比从2015年的51提升至2021年57我们预计十四五配电网投资占比有望突破60年均投资额有望超3500亿配电网板块尤其重视提高配电网的自动化智能化水平电网信息化投资占比有望提升至10年均投资额有望突破600亿元随着配电网智能化水平的提高二次设备以及一二次融合设备环网柜负荷开关等投资比例也将显著提高2023年国家电网预计投资额超5200亿元再创历史新高我们预计2024年配电网投资占比有望突破60540052006052005012500057488248004605460044734400514200400020192020202120222023E国家电网投资总额亿元201520212024E7数据来源中电联东吴证券研究所电网发展四大趋势之二源随荷变转向荷源协调源随荷变转向荷源协调重视综合能源服务产业链机会电网从源随荷变转向荷源协调对负荷侧的科学化管理虚拟电厂以及对终端能耗的节能控制综合能源服务是产业发展趋势在云技术AI技术物联网技术的赋能下综合能源服务的发展进入产销一体化阶段利用分级分布式计算实现单园区多能综合用能最优AI技术实现多能负荷预测多样发电预算多目标寻优用能成本能源利用效率利用工业物联网技术实现能源碳设备环境温控等统一检测控制综合能源服务是实现能源互联设备互联用户互联的必要手段8数据来源中电联东吴证券研究所电网发展四大趋势之三电网数字化趋势电网数字化进程进入智慧化阶段重视虚拟电厂产业链机会虚拟电厂的提出主要为了整合各种分布式能源和可控负荷及储能装置等通过分布式电力管理系统将电网中分布式电源可控负荷和储能装置聚合成一个虚拟的可控集合体参与电网的运行和调度协调智能电网和分布式电源间的矛盾充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的效益虚拟电厂不是传统意义上的发电厂而是相当于一个电力智能管家在光伏等分布式能源有间歇性时通过储能装置把它们组织起来形成稳定可控的大电厂处理虚拟电网与大电网的关系没有虚拟电厂电厂需留足备用容量有了虚拟电厂后虚拟电厂参与负荷和分布式发电的调节9数据来源北极星储能网东吴证券研究所电网发展四大趋势之四电网设备国际化趋势我国电网设备公司国际化进程加速重视电网设备国际化产业链机会随着制造业的转移以及第三世界国家的崛起我国电网设备公司也乘着一带一路的东风走出国门国际化进程加快截至2021年国家电网境外资产达3200亿元承接巴西巴基斯坦埃及埃塞俄比亚波兰等国家级重点骨干电网项目累计合同额超过480亿美元带动254亿元中国电工装备及服务走出国门电网投资运营海外资产有利于带动国内电力石化通信等装备制造和工程承包企业实现国际化发展促进中国制造产能海外转移保持中国制造全球地位有重要意义国家电网顺应一带一路产业趋势加码出海投资10数据来源国家电网社会责任报告东吴证券研究所复盘电网电源投资周期2023-2025年电网大投资势在必行11复盘电网电源投资周期2023-2025年电网大投资势在必行复盘2009-2022年电源电网投资完成额在2011-2018年期间电源投资电网投资的增长具有一致性而进入2019年在碳中和的大背景下我国电源侧新能源发电进入大投资阶段2019-2022年期间风电光伏迎来了大发展而电网投资尚未跟上这也是2019年以来电荒现象频发的根本原因因此我们预计为满足风电光伏的消纳2023-2025年为电网大投资阶段电源基本建设投资完成额增速电网基本建设投资完成额增速60504030电源电网投资增长呈一致性2010020092010201120122013201420152016201720182019202020212022-10-20电网投资显著落后电源投资-3012数据来源wind东吴证券研究所复盘电网设备公司行业贝塔行情显著复盘2009-2022年核心电力设备公司的股价表现国电南瑞作为板块市值最大公司自2009以来累计收益达到1653显著跑赢板块而平高电气特变电工东方电子思源电气分别收获17144215367的累计收益总体来看电网设备板块表现呈现贝塔效应而电网设备中智能信息化硬件设备公司有望跑赢板块建议关注国电南瑞东方电子思源电气600030000500025000400020000300015000200010000100050000000-1000-5000平高电气特变电工东方电子思源电气国电南瑞右轴13数据来源wind东吴证券研究所复盘电网设备板块201020152022年超额收益显著复盘2009-2022年电网设备行业表现电网设备板块在201020152022年超额收益显著而电网投资增速也在2011年2016年迎来增速高增分别滞后超额收益一年我们预计20232024年电网投资完成额复合增速超10因此我们预计2023年电网设备板块有望实现较可观超额收益350140300120100250802006015040100205000-20-50-40超额收益电网设备申万上证指数电网基本建设投资完成额增速14数据来源wind东吴证券研究所电力物联网是虚拟电厂和能源互联网的基础15虚拟电厂是建立在电力物联网之上的调度管理虚拟电厂VPPvirtualpowerplant本质上是将分布式电源发电可控负荷用电储能等利用计算机通信网络技术将其聚合成一个虚拟的集中式电厂来为电网提供需求侧响应的虚拟集中式电厂它不同于微电网虚拟电厂参与的需求侧响应打破了空间的束缚通过集控平台进行调节响应举例来说上海的分布式光伏电厂可以与江苏的可控负荷组成虚拟电厂参与华东地区的辅助市场交易虚拟电厂的核心是聚合和通信重视电力物联网通信技术升级软件云升级带来的投资机会虚拟电厂是一种先进的区域性电能集中管理模式功能在于聚合多分布式能源参与电力市场运行虚拟电厂是利用物联网和先进通信技术聚合分布式电源储能可调负荷等各类分布式资源形成的电源协调管理系统虚拟电厂运营模式16数据来源泛在电力物联网下虚拟电厂运营机制及关键技术东吴证券研究所储能虚拟电厂均是新能源发电大发展中电网调峰调频的有效途径为什么要大力发展储能虚拟电厂1新型电力系统建设中风电光伏的新型发电对电网造成了巨大的冲击电这种资源具有瞬时性发电供电用电在同一时间内完成而风电光伏的发电高峰与我们的用电高峰是不匹配的近两年频发的电荒事件有很大程度是由于新能源发电和用电的供需错配而不是发电量的绝对量我们能够即使响应的稳定能源是不足的因此在风电光伏大发展的过程中用电发电的供需矛盾电网的调峰调频问题也会愈发严峻2储能和虚拟电厂均是解决电网调峰调频的重要方式从2020年习总书记在联合国大会上提出碳中和发展目标2021年以来发电侧的风电光伏发电迎来了高速发展进入2022年储能变得愈发重要不管是发电侧的电化学储能火电的灵活性改造还是电网侧的抽水蓄能用电侧的需求侧响应到虚拟电厂都是在解决新能源上网对电网造成的巨大负荷为电网调峰调频的有效途径虚拟电厂是储能的重要补充配置储能系统可以大大减弱电网系统的冲击17数据来源北极星电力网东吴证券研究所经济性虚拟电厂是解决电网负荷的最具经济性选项之一根据国家电网的测算通过火电厂实现电力系统削峰填谷满足5的峰值负荷需要投资4000亿而通过虚拟电厂仅需投资500-600亿元虚拟电厂的成本仅为火电厂的18-17在电力市场运营方面参与的市场交易类型与火电厂相同在资源分布特点与促进分布式能源并网消纳方面与微电网相似但在环境保护系统结构功能特点等方式具有根本区别虚拟电厂与火电厂微电网相比是一种通过市场机制聚集分布式发电柔性负荷储能等分布式能源参与电力市场运行的运营机制提升虚拟电厂及参与虚拟电厂各成员的整体收益提高可再生能源的市场参与积极性与系统运行友好型促进电力系统实现低碳高效的多赢市场化运营参与虚拟电厂的各成员灵活性参与性强具体来看虚拟电厂相比火电厂与微电网在低碳运行物理结构以及控制模式3个方面存在差异满足5峰值负荷的虚拟电厂投资仅为火电的18-174000全国最大用电负荷是12亿千瓦预计到2025年至少5的负荷要参与到虚拟电厂中来大概是061亿千瓦每千瓦按照当前江苏标准为10元每年假设100h负荷端每年的市场在五六百亿以上算法仅考虑了负荷端未考虑发电端的接入当前发电端盈利模型尚不成熟500-600火电厂虚拟电厂18投资金额亿元数据来源国家电网东吴证券研究所虚拟电厂类型虚拟电厂主要分为三大类负荷型虚拟电厂电源侧虚拟电厂和源网荷储一体化虚拟电厂1负荷型虚拟电厂运营商聚合其绑定的具备负荷调节能力的市场化电力用户包括电动车可调节负荷可中断负荷等作为一个整体呈现为负荷状态组建成虚拟电厂对外提供负荷侧灵活响应2电源侧虚拟电厂顾名思义在分布式电源发电侧建立虚拟电厂3源网荷储一体化虚拟电厂集合发电电源和负荷用电用户作为集中式电厂作为独立市场主体参与电力市场原则上不占用系统调峰能力当前我国虚拟电厂试点的多为负荷型虚拟电厂冀北试点的虚拟电厂为国内鲜有的源网荷储一体化虚拟电厂试点虚拟电厂交易机制19数据来源泛在电力物联网下虚拟电厂运营机制及关键技术东吴证券研究所