2023年数字电网专题研究 数字技术支撑与投资利好方向

历史进程：电改背景与数字转型

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。

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。

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。

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。

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。

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。

数字电网：研究框架与涉及领域

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。

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5.4%，“十四五”电网总投资约2.23万亿元； 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3.9%。 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。

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1371.0亿元/年、1906.2亿元/ 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 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 求越大。我们假设2025年、2030年辅助服务费用占全社会电费的2.5%和 3.0%，其中调频、备用占全社会电费的比例为2.0%和2.5%，平均销售电价取 600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1:4和 1:5，预测2025年、2030年调频费用分别为219.4亿元/年、264.8亿元/年，备用 费用分别为877.4亿元/年、1323.8亿元/年。

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。

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88.7万公里，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2.1万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100%。 （2）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。

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。

电力调度：智能电网调度与含虚拟电厂调度体系

（1）智能电网调度：提升电力预测的可靠性，和调度部门的指令传达、操作链接等数字化水平，实现高效顶层电力调度。 （2）虚拟电厂：通过数字化软件聚合分散而各自独立的电源、储能、可控负荷，更精准的解决电力调度存在的问题。

虚拟电厂在欧美发达国家发展已经形成一定规模，亚太地区虚拟电厂需求将进一步增长。咨询机构P&S预计，全球虚拟电厂市场将从2016年的1.92亿美元增长至 2023年的11.88亿美元，年均复合增率超30%。 据国家电网测算， 若通过建设煤电机组满足其经营区5%的峰值负荷需求（ 2020年国网区域最大负荷约8.75亿千瓦，5%即4375万千瓦），电厂及配套电网投资约 4000亿元；若建设虚拟电厂，建设、运维和激励的资金规模400亿~570亿元，折合900~1300元/千瓦。

电力调度：虚拟电厂中的计量、通讯、调度技术

虚拟电厂需要计量、通讯、调度三大核心技术：人工智能与大数据，实现最优调度智能调度决策是虚拟电厂的核心能力。以供定调、以价 定调。 统一终端与标准协议助力远程调度与控制对聚合的各类电源及储能设备的全面感知、精准计量和高效通信，可以为虚拟电厂运营商的智能 调度决策提供数据基础，通讯协议统一。

智能电表：提升感知和通讯能力重要基础

在新一轮电表招标中，为适应电力物联网的建设需求，智能电表开始普遍实行IR46新一代国际标准。相比上一代电表，除了实行“双芯” （计量芯片+管理芯片）外，还增加了远程抄表及电能质量监测等功能，单表价格普遍提升30%-50%，个别型号提升幅度接近300%。 随着数字化进程的推进，电表作为最基础的感知系统，数据加密要求越来越高，功能的也将逐步丰富，也将迎来重要的发展空间。

（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，请参阅报告原文。）