智能电网全行业解析
定义：智能电网（**art power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持**技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，并由此解决了传统电网覆盖范围小、输电巡检难、配电忙调、新能源难以并网等问题。
观点：很多人都会疑惑，今年国内不是限电吗，是发电量不足吧？其实并不是如此，在煤充足的情况下，现阶段国内的火力发电可以完全供给全国的生产力需求，之前的限电主要源于煤炭的**暴涨，导致火力发电厂严重亏损，宏观的进行了调控而已，后期火电回补煤炭库存之后自然不会有限电的影响。先前因为三季报而下跌的火电公司，后面自然也会因为煤价平稳而回归正常估值水平。在没有解决如何安全且低价的储能问题之前，多发电并没有什么用，毕竟当前的生产力在那边了，多发的电也要有匹配的产能不是？这里要透过现象看本质，看似是电能缺失，实则为能源博弈。这里全球化影响下，能源**先行就能拿到主动权。大力发展光能、风能、生物质能、氢能都是如此，将清洁可再生的能源转化为电能，摆脱石油、煤炭的能源瓶颈就显得尤为重要，故接下去将智能电网涉及的各大板块逐一分析！主要为：能源端、特高压、柔性直流电、绿电交易、电网储能、V2G、数字化、虚拟电厂八大方向！
背景与政策：十四五”期间，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**互补互济和智能调节能力，加强源网荷储衔接，提升清洁能源消纳和存储能力，提升向边远地区输配电能力，推进煤电灵活性改造，加快抽水蓄能电站建设和新型储能技术规模化应用。
南网规划“十四五”期间，电网建设将投资约6700亿元，其中配网建设约占一半左右。国网方面，未来五年计划投入3500亿美元（约合人民币2万亿元），电网合计总投资额约2.7万亿元。且结构性来看，为应对光伏、风能、生物质发电等的大量接入，监测、控制、保护为主的二次设备和智能化、数字化、灵活性资源的建设将成为十四五电网投资主旋律。
一、能源端：即发电端，主要涉及5种模式为主，分别是火电、核电、水电、光伏、风电。其中火电占比最高，国内国电主要依赖于煤炭发电，欧美主要以天然气为主。而核电和水电都有一定的局限性，特别是水电受季节性影响最大，长江、黄河流域常年季节性出现枯水期，所以水电的比较容易受限。在双碳的目标下，比较着重看光伏和风电的装机量和并网前景，未来规划中改变能源局势的重点方向之一。
2021 年以来，我国太阳能发电量显著快速增长。据国家统计局数据，截至 2021 年 8 月，我国本年度太阳能发电量累计达 1204.3 亿千瓦时，同比大幅增长 27.13%。风电装机容量亦获大幅提升，截至 2021 年 7 月，累计发电装机容量达 29310 万千瓦，较去年 9 月大幅增长 30.9%；截至 8 月，我国本年度风电发电量达 3650.8 亿千瓦时，较去年同期增长逾 35%。当前风光发电占比仍然较低，截至 8 月，2021 年风光发电量占总发 电量仅为 9.01%，远低于火力发电，亦较水电低约 5.12 %。除了装机量的因素外，风、光的局限性还在于并网与储能问题，预计之后伴随储能、智慧电网等技术的大力发展，风电上网电价可以进一步下行。并网消纳问题有望得以完善，风光发电占比将获长足提高。
发电端涉及到的公司分别有：甘肃电投、内蒙华电、华能国际、三峡水利、闽东电力、节能风电、上海电力等。
二、特高压：也叫“电力高速公路”，是指电压等级在交流1000千伏及以上和直流±800千伏及以上的输电技术，具有输送容量大、距离远、效率高和损耗低等技术优势，能大大提升电网的输送能力。据国家电网公司提供的数据显示，一回路特高压直流电网可以送600万千瓦电量，相当于现有500千伏直流电网的5到6倍，而且送电距离也是后者的2到3倍。双碳战略下、“十四五”期间国网将继续推动特高压建设。作为世界先进的输电技术，“新基建”之一的特高压能够推进电子设备、新材料等高端装备制造的发展，符合产业转型升级的趋势，政府亦将持续加大资金方面对特高压建设的支持力度。在新一新政策红利的支持下，特高压建设有望迎来高速发展。
特高压相关产业链可以分为上游的电源控制端、中游的特高压传输线路与设备、下游的配电设备。其**高压线路与设备是特高压建设的主体，可进一步分为交/直流特高压设备、缆线和铁塔、绝缘器件、智能电网等。
上游：主要分为金属（铜、铝、普通钢材、取向硅钢片等）、传感器、绝缘材料和电子元器件。这一端里，金属主要受期货**波动影响较大，传感器、绝缘材料等无需高端品，所以利润空间相对较低，涉及到的公司有：华明装备、卧龙电驱、大连电瓷等。
中游：特高压分直流和交流电两种。
1.直流特高压主要设备：包括换流变压器、换流阀及其控制保护**，以及直流滤波器、直流开关设备、直流测量设备和直流避雷器等直流场设备。特高压市场中核心设备壁垒高，市场份额高度集中，格局稳定。设备价值较大的换流阀、直流保护控制**等关键设备领域市场份额集中在国电南瑞、许继电气、平高电气、我国西电、特变电工等企业。
2.交流特高压主要设备：包括变压器、电抗器、开关设备、串联补偿装置、互感器、电容器、避雷器等。其中，特高压交流项目的核心设备为交流变压器和G**。
交流变压器：变电站可将电能由它的一次侧经电磁能量的转换传输到二次侧，同时根据输配电的需要将电压升高或降低。涉及的公司主要是我国西电、特变电工。
G**组合电器：特高压G**一般由断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器和母线等设备构成。这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。涉及的公司主要是平高电气、我国西电等。其中平高电气在G**设备的竞争中优势较高，市场份额占比保持在40%左右。
下游：主要为电网、线缆、铁塔等。其**缆和铁塔占特高压总投资的三分之一，但毛利率相对较低。铁塔大部分为非上市公司就不过多剖析了。线缆方面，主要上市公司标的为中天科技、特变电工、汉缆股份、通光线缆、长缆科技等。其余的主要是电网行业，市场份额主要由国家电网、南方电网及部门地方电网所占据，市场集中度很高，所以特高压电器行业的议价能力相对较弱。在特高压市场中，我国能建市占率为74%，我国电建为17%，国家电力投资集团市占率5%。
三、柔性直流电：这个要区别于普通的特高压，柔性直流输电指的是基于电压源换流器的高压直流输电，是继交流输电、常规直流输电后的一种新型直流输电方式。全控型电力电子器件响应速度快、可控性好、运行方式灵活、可向无源网络供电，不会出现换相失败及易于构成多端直流**等优点。特高压主要解决西电东送问题，并将风光与火水进行打捆外送。而柔性直流输电在大规模可再生能源并网、大型城市供电和沿海岛屿联网等领域具有显著优势；基于柔性直流的直流电网可以实现风、光、水等间歇性、波动性可再生能源的广域互补，是实现发电清洁转型的重要基础支撑。未来发展趋势是多端、混联，三大应用场景包括常规直流（或者常规直流搭配柔性直流），纯柔直，海上风电。柔性直流与常规直流不是互相替代的关系，直流、柔直，未来都会发展，国家提出“3060”双碳目标，新型电力**建设，会大幅发展风电光伏，未来把风光作为主要能源，大基地、分布式都要并举，采用大基地模式，直流输电、柔直输电，大有用场，柔直对电网灵活调节很重要。目前海风柔直比较大一部分都是直接全部都用IGBT，成本相比特高压高很多，不过优点在于不**IGBT的尺寸，国内厂商都能满足。柔直电主要涉及的公司为：国电南瑞、许继电气。
四、绿电交易：绿电是指生产过程中二氧化碳排放量趋近于零的电能，在我国主要来源于太阳能发电和风能发电，当前国内绿电市场聚焦于引导未纳入国家可再生能源补助政策范围的绿电开展市场化交易。其办法指出，售电公司可以采取多种方式通过电力市场购售电，可通过电力交易平台开展双边协商交易或集中交易，按照可再生能源电力消纳责任权重有关规定，承担与年售电量相对应的可再生能源电力消纳量。绿色电力交易是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。绿色电力交易也将在电力市场体系中发挥越来越重要的作用。这段话用白话解释，就是实现了少用电地区可以向高用电地区调控售电，达成绿色电能交易，对于光伏、风能等绿色电并网实现了市场价购基础。
涉及到的公司主要为电力运营公司：华润电力、龙源电力、华能国际、三峡能源、吉电股份、上海电力等。
五、电网储能：顾名思义，就是将电能储存下来，具有将裂缝自动愈合的特点，它可用于支撑电网削峰填谷，也可用于为电网提供备用电源。目前主要以电化学储能、抽水蓄能和压缩空气储能。南方电网公司印发《南方电网“十四五”电网发展规划》（下称《规划》），提出“十四五”期间，南方五省区计划新增风电、光伏规模1.15亿千瓦，抽水蓄能600万千瓦，推动新能源配套储能2000万千瓦。《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出“到2025年，储能装机规模达3000万千瓦以上”的目标，这意味着，南方电网“十四五”储能装机规划占其约66%的份额。其中电化学储能**理解，和新能源车储能模块近乎一样，覆盖的公司主要有：宁德时代、阳光电源、亿纬锂能等及其上下游。
据公开数据统计，国内部分待建或在建的大型储能电站如下表所示，另外，尚有多个大型储能电站处于前期策划或开发阶段。
序号 | 建设规模（MW/MWh） | 建设地点 | 建设单位 | 建设状态 |
1 | 400/800 | 山西右玉 | 华朔新能源 | EPC招标 |
2 | 101/202 | 山东滕州 | 华电国际 | PC招标 |
3 | 100/200 | 山东济南 | 华能 | 招标 |
4 | 100/200 | 山东莱蒙 | 国网综合能源 | 招标 |
5 | 100/200 | 安徽金寨 | 金寨智储 | 待开工 |
6 | 550/1100 | ***乌兰察布 | 三峡新能源 | 在建 |
7 | 300/600 | 山西大同 | 国网时代 | 在建 |
8 | 200/400 | 福建霞浦 | 国网时代 | 在建 |
9 | 110/193 | 江苏南京 | 平高集团 | 在建 |
10 | 101/202 | 山东海阳 | 国家电投 | 在建 |
11 | 100/200 | 山东德州 | 三峡新能源 | 在建 |
12 | 100/500 | 湖北襄阳 | 国家电投 | 在建 |
空气储能：压缩空气储能**是以高压空气压力能作为能量储存形式，并在需要时通过高压空气膨胀做功来发电的**，其技术原理发展自燃气轮机。
还有一种则是地下盐穴空气储能，于今年9月30日上午9时47分，压力超过100个大气压的空气从地下千米深处的盐穴奔涌而出，驱动世界最大的空气透平做功，向国家电网发出我国首个大型压缩空气储能电站第一度电。世界首个非补燃压缩空气储能电站——江苏金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目并网试验成功！第一期工程发电装机60兆瓦，储能容量300兆瓦时，远期建设规模1000兆瓦。标志着我国新型储能技术的研发和应用取得重大进展。
这个目前炒作较少，涉及到的公司有
科远智慧：提供分散控制**解决方案
三维化学： 导热油传热储热**的设计单位
东方电气：东方电气集团（A股公司的控股股东）与中盐集团、华能集团、清华大学签署了合作协议，致力于研发制造新型压缩空气储能产业核心装备。
浙能电力：公司拟与浙能绿能电力共同收购河北新华龙科技有限公司(简称“新华龙”)，其中公司受让75%股权，绿能电力受让25%股权。新华龙的主要资产为对张北巨人能源有限公司(简称“张北巨人”)40%的股权投资。张北巨人获批基于百兆瓦压缩空气储能**的综合能源应用示范项目。其中储能项目采用中科院工程热物理研究所的压缩空气储能技术，建设不利用天然岩穴的国际首套百兆瓦先进压缩空气储能示范项目。
抽水储能：抽水储能是物理储能的一种，是在电力负荷低谷期将水从下池水库抽到上池水库时将电能转化成重力势能储存起来，在负荷高峰时利用反向水流发电的形式，综合效率在70%到85%之间。到2035年我国抽水蓄能装机规模将增加到3亿千瓦，比2020年抽水蓄能装机3149万千瓦将增长约10倍左右，投资规模估计或约1.8万亿元。“十四五”抽水蓄能将开工1.8亿千瓦，投资规模或约9000亿左右，到2025年投产6200万千瓦。“十五五”期间开工8000万千瓦，到2030年投产2亿千瓦。
涉及到的公司主要为：我国电建、东方电气为、浙富控股、粤水电等。
六、V2G充电桩与换电站：
（1）V2G充电桩：V2G是Vehicle-to-grid的简称，它的核心思想在于：电动汽车和电网的互动，利用大量电动汽车的储能源作为电网和可再生能源的缓冲。
当电网负荷过高时，由电动汽车储能源向电网馈电；而当电网负荷低时，用来存储电网过剩的发电量。通过这种方式，电动汽车用户可以在电价低时，从电网买电，电网电价高时向电网售电，从而获得一定的收益。
当电动汽车作为负荷时，可以通过技术手段和经济手段合理安排充电时间，实现有序充电管理,达到移峰填谷的效果，提高**运行效率减少对电网安全的影响，而另一方面，当动力电池作为储能装置时，可以将其作为**的备用容量，或者峰荷时向电网提供能量，优化电网运行。V2G双向充电技术支持电动汽车和电网之间互动，电动汽车将变成大型“充电宝”。 V2G可以提高充电桩50%的利用率，也能提升充电企业的盈利空间。但是问题也比较明显，主要是充电协议上的问题。新能源汽车产业是近年来才崛起的，因而具体到电动汽车充电领域的标准，当前依然处于标准较多、比较混乱的状态，其中最主要的标准包括云管理平台到充电桩的协议、充电桩到电动汽车端的协议。其中，充电桩到汽车端的协议标准由国家电网、中电联制定，因而是标准化的，但是平台到充电桩的协议依然呈现出混乱、不互通的状态，这导致充电桩企业要兼容多家云平台的协议标准，工作量较大，（这里较大可能会由国家电网、南方电网共同制定一种统一模式的充电协议）。而且对电池的寿命确实会造成一定程度上的损耗，这个目前无可避免。目前，国家电网已经在14个省建设V2G示范站18座，V2G 600个，为电网提供调峰电量1.7亿kWh，消纳绿电26亿kWh，已然开展了V2G技术的推行工作。
政策导向上，2021年5月***起草《关于进一步提升充换电基础设施服务保障能力的实施意见（征求意见稿）》，针对不同场景细化充电基础设施的发展要求：
1，社区：推进居住社区充电桩建设与改造，新建社区要落实100%固定车位预留充电桩建设安装条件。
2，乡镇：推进乡镇充换电设施建设，2025年东中部各省建成不少于10 个“示范乡镇”和 30个“示范村”。
3，高速公路：加快高速公路快充网络有效覆盖，力争到2025年，国家生态文明试验区、大气污染防控重点区域的高速公路服务区快充站覆盖率不低于 80%，其他地区不低于60%。
4，提升单位和园区内部充电保障。技术方面，鼓励向V2G、智能有序充电、大功率快充转型。补贴方面，加强保障型、大功率、车网互动型充换电设施补贴，补贴向优质场站倾斜。
V2G未来必将成为风口上的成长方向，这里涉及到的公司有：许继电气、比亚迪、通合科技、拓邦股份、奥特迅等。
换电站：换电模式主要指通过集中型充电站对大量电池进行集中存储、集中充电、统一配送，再于电池配送站内对电动车提供电池更换服务。目前的换电主要以底盘换电为主，而代表企业是蔚来和北汽新能源。未来中石油中石化转型过程中，换电站与油站并储的可能性不小，而且这里预估也会产生和V2G类似的电池标准，方便换电。
这里涉及的公司主要为山东威达，深度绑定蔚来；协鑫能科，规划两年内在19城建设乘用车、重卡换电站共485座；科大智能，与蔚来汽车、吉利汽车就换电站等项目达成合作，以及宁德时代、星云股份等。
讲完了硬件基础，最后留给软件。
七、智能电网数字化：电网在这场转型当中的关键任务之一，是形成与能源流、业务流相应的数据流。而数据流的形成，需要经过数据采集、数据传输、数据管理以及价值创造等过程。电力物联网的技术架构包括感知层、网络层、平台层、应用层四层结构，用数据中心、5G网络、电力机器人、智能电表去调度**运转逻辑。
数字化是适应能源**和数字**相融并进趋势的必然选择。
数字化是提升管理改善服务的内在要求。
数字化是育新机开新局培育新增长点的强大引擎。
（1）国网：构建我国特色国际领先的能源互连网企业。
（2）南网：数字电网是承载新型电力**的**形态。
这里涉及到的公司主要有:
智能电表:炬华科技、威胜信息、林洋能源等。
数据中心、电力机器人等：国电南瑞（绝对龙头），国网智能、国网信通等。
八、虚拟电网：虚拟电厂依托“物联网通信”+“互联网聚合”，可以大规模汇聚城市建筑可调电力负荷资源将相对分散的源、网、荷、储等元素进行集成调控，对外等效成一个可控的电源。这个**对外既可以作为“正电厂”向**供电，也可以作为“负电厂”消纳**的电力，起到灵活的削峰填谷等作用。以一座大厦为例，在用电高峰期，虚拟发电厂控制**只需对大厦各楼层中央空调的预设温度、风机转速、送风量等参数进行柔性调节，通过减负为电网释放出超过100千瓦电能，如果同时管控几百座这样的大厦，就等于释放几万千瓦的电能，对整个电网来说这就相当于新建了一个发电厂。
这里涉及到的公司主要为：国电南瑞、国网信通、恒实科技、科陆电子、远光软件等。
总结：智能电网是新基建不可少的重要板块，今年连翻出政策指引，未来必定是风口上最热门的赛道。许继电气、我国西电等合并动作，更是代表了我们整合电力设备资源出海的信心，未来智能电网所占领的不只是国内市场，还有国外市场的基础建设。真正把以前南水北调，西气东输等，变成电能的全国性调控甚至全球性的调控，这轮的格局必须要放大了，切不可坐井观天。未来方向应当是设备先行，软件和细分概念后上。
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