电力物联网行业专题研究报告：新型电力系统核心赋能者

01 挑战升级！电网智能化势在必行

内生需求：保障运行可靠性是电网内生需求

电网可靠性是国网社会责任绩效的重要考核指标。2016-2020年城网/农网供电可靠率逐年提 高，分别从99.960%提升至99.970%、从99.782%提升至99.843%。2016-2020年城市/农村综合电压合格率总体上呈上升趋势， 分别从99.993%提升至99.995%、从99.491%提升至99.810%。其中农网供电可靠性、农村综合电压合格率提升较快，但仍与城 网、城市存在较大差距，预计下阶段国网将继续加速电网尤其是农村电网可靠性建设，通过智能化、信息化手段可有效提高供电 可靠性。

新的挑战：双碳目标下新能源大规模并网带来新挑战

30/60双碳目标下，新能源发电、装机比例将显著提高。到2025年，可再生能源的发电装机占比将超过50%（ 2020年为41%） ； 预计2030年非化石能源占一次能源消费比重达到25%左右、风电太阳能发电总装机容量达到17亿千瓦以上（2020年底为5.3亿千 瓦），超过煤电成为装机主体（2020年仅为24.3%）。到2060年前，新能源发电量（非水非核）占比有望超过50%，甚至超60%，成为电量主体（2020年风光合计9.5%）。

新能源发电事故隐患对电网可靠性提出更高挑战。新疆哈密地区、河北沽源地区多次出现由风电机群及串补电网相互作用而引发 的次同步谐振，造成变压器异常振动和大量风机脱网。2019年英国霍恩熙离岸风场由于海地电缆电容效应，电压不稳定发生振荡， 导致保护系统切机，引起英格兰和威尔士大规模停电事故。随光伏组件为追求性价比向大功率、大电流趋势发展，传统保护设计 无法满足要求，曾引发山西运城光伏电站火灾。

新能源并网/消纳对电网稳定性产生冲击。随新能源并网量、发电量将大幅提升，并逐步替代部分退役火电机组，由于新能源利用 小时数少、受天气等不可控因素影响大，对电网频率、电压、功角、谐振等稳定性形成较大冲击。双碳目标下，发电侧大规模新 能源并网、用户侧日趋复杂的负荷将对电网稳定性产生冲击，对电网可靠性提出更高要求。

02 如何应对？构建新型电力系统

深度解读：新能源为主体的新型电力系统核心内涵

能源为主体的新型电力系统，成为下阶段建设主题。我国电网建设经历2001-2008年的“大上快干” 高速增长阶段、2009-2018年的坚强智能电网建设阶段，将加速进入电力物联网信息化建设阶段。预计电力信息通信将继续保持5 年以上高景气度，“端、边、网、云、智”等各环节设备商、运营商有望持续受益。

以新能源为主体的新型电力系统内在要求为： ①在满足新能源大规模发展、高比例接入上责无旁贷，发挥电网能源资源配置的枢纽平台作用，有力支撑和服务能源供给清洁化进程。 ②在保障系统安全稳定运行和电力可靠供应上责无旁贷，应对新能源对系统调节能力和抵御风险能力提出的更高要求。 ③在深入推进电力科技创新和自立自强上责无旁贷，不断攻克能源转型发展中面临的技术难题，加快突破“卡脖子”技术，抢占全球 能源电力科技制高点。

三大路径：能源传输+能源互联+电力市场机制

针对我国电网既存的能源结构不合理、能源利用效率低问题，及新能源大规模并网带来的挑战，为打造低碳、安全高效的能源体 系，需提升电网侧积极消纳、友好互动、长距离传输及大网架组网能力，从优化能源传输配置、升级能源互联网、完善电力市场 机制三个方面构建新型电力系统。

03 核心环节：电力物联网建设提速

政策加码：两网积极响应碳中和，相关政策规划密集出台

国网、南网均做出积极响应将加速进入电力物 联网信息化建设阶段：

①国网：3月1日国网一次性提出“碳中和、 碳达峰”18条行动方案，提出加强“大云物移 智链”等技术创新和应用，加快信息采集、感 知、处理、应用等环节建设，到2025年初步建 成国际领先的能源互联网。6月28日，国家电 网总经理在2021年国际能源变革对话上发表主 旨演讲，提出从六个方面构建新型电力系统。

②南网：5月15日南网发布《建设新型电力系 统行动方案（2021-2030年）白皮书》、《数 字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系 统白皮书》，提出要充分利用数字技术为电网 赋能，提升电网全息感知和灵活控制能力，加 快电网向能源互联网升级。

国家电网电力物联网技术架构图

端边网云智协同，建 立电力物联网。电力 物联网战略目标是建 立多维度能源生态， 需要”端（终端传 感）、边（边缘计 算）、网（通讯网）、 云（云平台）、智 （应用层）“各环节 全面配合。 其中智能终端实现精 确数据采集、毫秒级 信息反馈是电力物联 的基础，通过边缘计 算处理冗杂数据是提 升信息处理效率的关 键。

从多个角度理解电力物联网内涵

从架构上看，电力物联网包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构，感知层主要解决数据的采集问题， 网络层主要解决数据的传输问题，平台层主要解决数据的管理问题，应用层主要解决数据的价值创造问题。

从技术上看，电力物联网广泛应用大数据、云计算、物联网、人工智能、区块链、边缘计算等信息技术和智能 技术， 属于工业物联网范畴，是数字革命在能源电力领域迅猛发展的必然产物。

从作用上看，电力物联网就是通过汇集各方面资源，为规划建设、生产运行、经营管理、综合服务、新业务新 模式发展、企业生态环境构建等各方面，提供充足有效的信息和技术支撑。

从关系上看，坚强智能电网和电力物联网，二者相辅相成、融合发展，形成强大的价值创造平台，共同构成能 源流、业务流、数据流“多流合一”的能源互联网。

智能电网投资结构化占比提升：电网信息通信+电网自动化

为构建新型电力系统，智能化信息化投资将进一步提速。2017-2020年智能电网投资占电网总投资比例不断提高， 2020年占比达21%，投资规模达1080亿元。其中电力信息通信投资比例已提高至40%。2019年电力信息通信总投 资增速高达65%，预计2021年投资增速仍将达到38%。 为响应中央构建以新能源为主体的新型电力系统要求，待国网、南网相关细化政策落地，电网智能化、信息化投资 有望进一步提速。

信息化设备市场份额集中

国电南瑞、信产集团及中国电科院等头部供应商充分受益国网信息化建设：从2020年前三批国网信息化设备中标结 果看，信息化硬件中标总额达到14.3亿元，占比较高，其余信息化软件、调度类硬件、调度类软件中标总额分别达 到0.3亿元、3亿元、1.9亿元（严格意义上调度我们不归为信息化）。信息化设备市场份额高度集中：信息化软硬 件设备，信产集团和国电南瑞分别中标7.68/5.26亿元，合计占比达到88%；调度类软硬件设备，南瑞集团和中国电 科院分别中标2.51/0.99亿元，合计占比达到71%。信息化设备南瑞集团和信产集团总体份额分别为39.8%、39.7%， 双寡头格局明显。

国网利润侧面临较大压力，从资产负债率来看仍有资产扩张能力

科技赋能国网运营效率再 上台阶：2016-20年国家电 网营业收入仍保持增长 （ 2020年即使在疫情影响 下增速仍达到0.3%）。受 到降电费影响，利润总额 从2018年起持续下降，净 资产收益率也持续下降到 2.2%。另一方面，全员劳 动生产率持续提升，从 2004年21.1万元/（人·年） 提升到2019年的83.6万元/ （人·年）。数字化智能化 转型，信息化升级，科技 赋能电网运营，有望提升 国网运营效率，在电费下 行压力下提供新发展动能。 国网资产负债率已持续下 降至56%附近，负债表仍 有扩张空间，支撑转型投 资。

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