根據(jù)我們報(bào)告《電力IT增長邏輯清晰，雙碳驅(qū)動(dòng)行業(yè)新發(fā)展》，電力系統(tǒng)新能源轉(zhuǎn)型是雙碳落地的核心。隨著新能源的滲透，電網(wǎng)形態(tài)改變，物理特性重構(gòu)，新問題逐步涌現(xiàn)，電網(wǎng)需要持續(xù)迭代以應(yīng)對階段性痛點(diǎn)，電力IT投資伴隨整個(gè)滲透周期，各環(huán)節(jié)需求有望持續(xù)放量。
摘要
坡長雪厚，電力IT投資長周期屬性明確，有望可持續(xù)增長。在新能源不同滲透階段，電力呈現(xiàn)差異化特征，新痛點(diǎn)逐步涌現(xiàn)，以發(fā)電側(cè)為例，在新能源中度滲透階段，煤電仍為調(diào)峰重要資源，伴隨新能源大規(guī)模并網(wǎng)，煤電靈活性不足、新能源機(jī)組運(yùn)維監(jiān)測、發(fā)電預(yù)測等問題凸顯。而在新能源高/極高度滲透階段，電網(wǎng)高度電力電子化，系統(tǒng)慣性下降，頻率(電壓)的穩(wěn)定性下降構(gòu)成痛點(diǎn)。因此，為應(yīng)對階段差異化的問題，電網(wǎng)需要在軟硬件層面逐步升級，對應(yīng)IT解決方案存量需求穩(wěn)固，新需求點(diǎn)持續(xù)釋放。
新能源轉(zhuǎn)型趨勢下電力IT賽道如何投資？基于電力痛點(diǎn)與丹麥經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為我國電力體系在中比例、高比例與極高比例滲透階段，投資重心分別為發(fā)電+用電端、輸配電端、用電端，高彈性電力IT板塊輪動(dòng)。聚焦于新能源不同滲透階段的問題以及丹麥經(jīng)驗(yàn)，我們梳理了我國電力體系在不同階段的軟硬件綜合解決方案，進(jìn)一步挖掘電力產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)存量與新增IT需求點(diǎn)，進(jìn)而推演潛在的投資機(jī)會。我們從需求端按照自下而上的邏輯測算電力IT的各細(xì)分板塊的彈性，我們預(yù)計(jì)新能源中度、高度以及極高比例滲透下，發(fā)電端行業(yè)復(fù)合增速為27.7%/15.0%/13.2%，輸配電端行業(yè)復(fù)合增速為20.5%/29.8%/15.9%，用電端行業(yè)復(fù)合增速為31.4%/15.7%/29.8%。
IT在電力系統(tǒng)中的重要性能否提升？新能源轉(zhuǎn)型背景下，我們認(rèn)為電力IT剛需角色與軟件定義大趨勢帶動(dòng)電網(wǎng)數(shù)字化重要性提升。在新能源并網(wǎng)的大背景下，電網(wǎng)波動(dòng)性加劇，無法單純憑借電氣裝置達(dá)到平衡，需要依靠數(shù)字化手段進(jìn)行調(diào)節(jié)，IT價(jià)值從降本增效轉(zhuǎn)向電網(wǎng)平衡剛需。傳統(tǒng)電力體系中，如果軟件拓展新的模塊，硬件需重新設(shè)計(jì)，類比汽車行業(yè)的發(fā)展，我們認(rèn)為電網(wǎng)有望趨向軟件定義，采用集中控制器，使軟硬件解耦，在不改變硬件底層基礎(chǔ)上，軟件可以彈性擴(kuò)展，打破功能限制，IT價(jià)值凸顯。
風(fēng)險(xiǎn)
電網(wǎng)投資不及預(yù)期，行業(yè)競爭加劇。
正文
1、雙碳背景下，新型電力系統(tǒng)建設(shè)為長周期賽道
新能源具有較高的滲透空間，電力體系有望經(jīng)歷三大特征階段。根據(jù)我們2021年報(bào)告《電力IT增長邏輯清晰，雙碳驅(qū)動(dòng)行業(yè)新發(fā)展》所述，電力系統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型是雙碳落地的核心。據(jù)《中國能源發(fā)展報(bào)告2020》，2020年我國風(fēng)、光、生物質(zhì)能發(fā)電量占比僅為11%，我們認(rèn)為現(xiàn)階段我國新能源發(fā)電量占比較低，具有較高的滲透空間。在新能源不同滲透節(jié)點(diǎn)，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)差異化的特征，我們認(rèn)為電網(wǎng)有望經(jīng)歷中比例(10%~30%)、高比例(30%~50%)、極高比例滲透(50%以上)三個(gè)特征階段。
圖表1:新能源滲透周期跨越30年
資料來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展組織《中國2060年前碳中和研究報(bào)告》(2021)，清華大學(xué)卓振宇等《高比例可再生能源電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展挑戰(zhàn)》(2021)，南方電網(wǎng)《數(shù)字電網(wǎng)推動(dòng)構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)白皮書》(2021)，中金公司研究部
伴隨新能源滲透，電力系統(tǒng)新問題逐步涌現(xiàn)，新型電力系統(tǒng)建設(shè)為長周期賽道。隨著新能源滲透率的逐步提升，電網(wǎng)的形態(tài)改變，物理特性將被重構(gòu)。在新能源不同滲透階段，電力體系面臨新的問題，電網(wǎng)需要在電氣基礎(chǔ)設(shè)施、軟件以及服務(wù)等層面進(jìn)行持續(xù)地迭代升級以適配新型電網(wǎng)，因此電力系統(tǒng)的投資伴隨整個(gè)新能源滲透的周期，為長周期賽道。
圖表2:可再生能源不同發(fā)展階段的挑戰(zhàn)
資料來源：清華大學(xué)卓振宇等《高比例可再生能源電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展挑戰(zhàn)》(2021)，中金公司研究部
圖表3:可再生能源不同發(fā)展階段的解決方案
資料來源：清華大學(xué)卓振宇等《高比例可再生能源電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展挑戰(zhàn)》(2021)，中金公司研究部
2、新能源量變引起電力系統(tǒng)質(zhì)變，新痛點(diǎn)階段性涌現(xiàn)
2.1 新能源不同滲透階段電力系統(tǒng)面臨差異化的問題
并網(wǎng)趨勢下，新能源自身高波動(dòng)性對電力產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)造成差異化的沖擊。光伏、風(fēng)能等新能源發(fā)電受光照、風(fēng)力等外部環(huán)境因素影響較大，具有間歇性強(qiáng)、波動(dòng)大的特點(diǎn)，隨著新能源滲透率不斷提高，電網(wǎng)不確定性增大，從宏觀來看，電力供需之間的矛盾加劇，電網(wǎng)靈活性下降，從微觀來看，新能源的高波動(dòng)性引起發(fā)電輸電端系統(tǒng)物理穩(wěn)定性降低、潮流模式復(fù)雜度提升，系統(tǒng)控制難度增大，從新能源滲透不同階段以及產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)來看：
圖表4:新能源不同滲透階段對應(yīng)電力體系問題
資料來源：發(fā)改委能源研究所《京津冀與德國電力系統(tǒng)靈活性定量比較研究》(2021)，西北電力調(diào)度控制中心馬曉偉《雙碳目標(biāo)下新型電力系統(tǒng)調(diào)度體系及實(shí)現(xiàn)路徑研究》(2021)，清華大學(xué)卓振宇等《高比例可再生能源電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展挑戰(zhàn)》(2021)，阿爾法工場研究院，國能日新招股說明書，中金公司研究部
發(fā)電側(cè)：系統(tǒng)穩(wěn)定性為核心痛點(diǎn)
調(diào)峰靈活性不足與系統(tǒng)穩(wěn)定性下降為主要問題。在新能源滲透率較低時(shí)，煤電仍為調(diào)峰主要資源，煤電調(diào)峰調(diào)頻靈活性不足構(gòu)成主要問題。傳統(tǒng)火電水電主要依賴轉(zhuǎn)子的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量維持發(fā)電系統(tǒng)的頻率與電壓穩(wěn)定，但是光伏無轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，風(fēng)力發(fā)電的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，因而當(dāng)新能源滲透率較高時(shí)，新能源裝機(jī)數(shù)目的量變將引發(fā)系統(tǒng)物理特性的質(zhì)變，系統(tǒng)的慣性大幅下降，系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力持續(xù)下降。
圖表5:我國電源側(cè)靈活性不足
資料來源：發(fā)改委能源研究所《京津冀與德國電力系統(tǒng)靈活性定量比較研究》(2021)，中金公司研究部
圖表6:隨著新能源出力占比不斷增加，系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力持續(xù)下降
資料來源：中國電機(jī)工程學(xué)報(bào) 《關(guān)于新能源發(fā)展的技術(shù)瓶頸研究》(2017)，中金公司研究部
輸配電端：潮流復(fù)雜化與供需錯(cuò)配問題凸顯
新能源中度滲透時(shí)，潮流阻塞與供需錯(cuò)配問題凸顯。當(dāng)新能源裝機(jī)初步并網(wǎng)時(shí)，原有傳輸網(wǎng)絡(luò)承載能力有限，當(dāng)環(huán)境變化引起的新能源發(fā)電量激增，并網(wǎng)點(diǎn)周圍可能出現(xiàn)潮流阻塞問題，另外，電力供需在時(shí)空上的不匹配問題初步顯現(xiàn)。
潮流復(fù)雜化，調(diào)度難度提升，以及供需錯(cuò)配問題為核心痛點(diǎn)。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化(EMS系統(tǒng))的核心功能主要包括：采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行故障試別與隔離、調(diào)整輸配電網(wǎng)的頻率(潮流、電壓等)以維持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、基于系統(tǒng)預(yù)報(bào)的負(fù)荷(出力)等數(shù)據(jù)確定發(fā)電計(jì)劃進(jìn)而控制發(fā)電機(jī)與變壓器。隨著新能源滲透率進(jìn)一步提升，我們預(yù)計(jì)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在各個(gè)功能維度面臨挑戰(zhàn)。從技術(shù)角度來看，由于儲能裝置的并網(wǎng)，電網(wǎng)從單向潮流變?yōu)殡p向潮流，運(yùn)行場景更為復(fù)雜多樣，同時(shí)，新能源機(jī)組裝機(jī)量較小，電源數(shù)目眾多且分布廣泛，電網(wǎng)調(diào)度分析的建模難度加大；從需求角度來看，電網(wǎng)供需錯(cuò)配加劇驅(qū)動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)升級，以對電力出力與負(fù)荷進(jìn)行綜合分析，制定電力資源配置的策略。
圖表7:調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的主要模塊與功能
資料來源：華北電力大學(xué)《能量管理系統(tǒng)》(2017)，中金公司研究部
圖表8:新型電力系統(tǒng)潮流復(fù)雜化，主網(wǎng)與微電網(wǎng)共存
資料來源：ERR能研微訊，中金公司研究部
注：箭頭表示能量流方向
售(用)電端：負(fù)荷調(diào)節(jié)能力弱為核心問題
負(fù)荷調(diào)節(jié)能力較弱為主要問題。用戶端的負(fù)荷調(diào)節(jié)為貫穿新能源滲透全周期的核心痛點(diǎn)，另外，在新能源高度滲透時(shí)，廉價(jià)的新能源電力與昂貴的火電之間形成激烈的競爭。
2.2基于電網(wǎng)痛點(diǎn)與丹麥經(jīng)驗(yàn)，電力轉(zhuǎn)型在不同節(jié)點(diǎn)具有差異的側(cè)重點(diǎn)
復(fù)盤丹麥電力消納新能源的歷史，電力系統(tǒng)經(jīng)歷分別以發(fā)電、調(diào)度與用電為核心的三階段轉(zhuǎn)型。根據(jù)2020北京國際風(fēng)能大會，截至1H21，丹麥新能源發(fā)電量占比已經(jīng)超過60%，新能源已成為丹麥電力供給的主力，丹麥的電力體系已實(shí)現(xiàn)在新能源高度滲透的背景下平穩(wěn)運(yùn)行，考慮到相似的歷史電力供給結(jié)構(gòu)，我們認(rèn)為丹麥新能源消納的路徑可以為我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供參考，復(fù)盤丹麥新能源消納歷史，我們歸納出以下特征：
在新能源滲透率較低/中度滲透時(shí)，由于煤電仍然是電力供給的主力，電力系統(tǒng)需要對煤電進(jìn)行靈活性改造，挖掘并釋放煤電調(diào)峰的潛力，來滿足新能源消納的需求。同時(shí)輔以分時(shí)計(jì)價(jià)、區(qū)域間電網(wǎng)互濟(jì)等手段提升電網(wǎng)的靈活性。
新能源中度滲透時(shí)，煤電的調(diào)峰能力逐漸減弱，輸配儲能端成為電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的核心，完善電力系統(tǒng)的調(diào)度基礎(chǔ)設(shè)施，依靠儲能、精細(xì)化的調(diào)度，消納新能源。
新能源高度滲透時(shí)，電力體系在發(fā)電-輸配電-儲能等環(huán)節(jié)的靈活性已經(jīng)充分釋放，而用電端仍具有調(diào)節(jié)的潛力，需要充分發(fā)揮市場機(jī)制的作用，以價(jià)格為杠桿調(diào)節(jié)電力需求。
圖表9:丹麥新能源轉(zhuǎn)型甘特圖
資料來源：丹麥能源署《丹麥電力系統(tǒng)中靈活性的發(fā)展及其作用》(2021)，中金公司研究部
電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型路徑為產(chǎn)業(yè)鏈綜合解決方案，但是不同節(jié)點(diǎn)投資側(cè)重點(diǎn)不同。聚焦于新能源轉(zhuǎn)型的痛點(diǎn)，同時(shí)借鑒丹麥經(jīng)驗(yàn)，我們預(yù)計(jì)我國電力體系在中比例滲透、高比例滲透與極高比例滲透階段，投資重心分別為發(fā)電端與用電端、輸配電(儲能)端、用電端。
圖表10:消納新能源轉(zhuǎn)型痛點(diǎn)背景下，電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型路徑
資料來源：西北電力調(diào)度控制中心馬曉偉《雙碳目標(biāo)下新型電力系統(tǒng)調(diào)度體系及實(shí)現(xiàn)路徑研究》(2021)，李立浧《建設(shè)新型電力系統(tǒng)的思考》(2021)，清華大學(xué)卓振宇等《高比例可再生能源電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展挑戰(zhàn)》(2021)，國家電網(wǎng)官網(wǎng)，中金公司研究部
縱向來看，伴隨新能源逐步滲透，數(shù)字化重要性不斷提升，橫向來看，用電端IT價(jià)值尤為凸顯。在各環(huán)節(jié)軟硬件綜合的解決方案中，我們基于各環(huán)節(jié)的特性以及電網(wǎng)的需求，預(yù)測數(shù)字化的手段具有不同的重要程度，橫向來看，數(shù)字化在用電(售電)端發(fā)揮更大的作用，縱向來看，數(shù)字化隨著新能源不斷滲透重要性逐步提升。
圖表11:新型電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)解決方案中IT重要性情況
資料來源：國家電網(wǎng)官網(wǎng)，南方電網(wǎng)官網(wǎng)，中金公司研究部
注：星星數(shù)目代表數(shù)字化重要程度
3、不同滲透階段下，電力IT各環(huán)節(jié)新需求點(diǎn)持續(xù)釋放
電源側(cè)：AGC控制系統(tǒng)、新能源機(jī)組監(jiān)測運(yùn)維以及預(yù)測軟件等需求凸顯
中比例滲透階段，新能源機(jī)組監(jiān)測運(yùn)維與預(yù)測軟件需求凸顯。原有電力系統(tǒng)的運(yùn)作機(jī)制為基于預(yù)測的負(fù)荷，制定發(fā)電策略，但新能源并網(wǎng)使得電力體系的出力與負(fù)荷端均陷入不確定性中，因而需要對發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測，將預(yù)測功率匯報(bào)給調(diào)度部門，降低調(diào)度系統(tǒng)的難度。發(fā)電預(yù)測軟件競爭壁壘體現(xiàn)在與自動(dòng)控制系統(tǒng)的打通能力、模型訓(xùn)練程度/預(yù)測精準(zhǔn)度、現(xiàn)場服務(wù)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，新能源并網(wǎng)帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)維監(jiān)測、電站設(shè)計(jì)等軟件的增量需求。
高/極高比例滲透階段，聚焦于電力電子化電力系統(tǒng)的頻率及電壓穩(wěn)定性問題，AGC有望迭代升級。AGC為發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)，根據(jù)上級的功率調(diào)度指令，對發(fā)電機(jī)組硬件進(jìn)行控制，以達(dá)到功率的控制目標(biāo) 。SVG/SVC解決電力電子化帶來的發(fā)電端系統(tǒng)穩(wěn)定性問題，但SVG/SVC僅是工具，需要接受AGC的指令才能奏效，因此需要對發(fā)電自動(dòng)控制系統(tǒng)AGC進(jìn)行升級，提高功率控制的敏感度，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。
圖表12:電源側(cè)IT發(fā)展路徑
資料來源：綠色和平《中國電力系統(tǒng)靈活性的多元提升路徑研究》(2020)，華北電力科學(xué)研究院《風(fēng)電場無功電壓控制系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀分析及提升措施》(2018)，國能日新招股說明書，中金公司研究部
圖表13:新能源發(fā)電功率預(yù)測軟件模型與競爭壁壘
資料來源：英特爾官網(wǎng)，國能日新招股書，東潤環(huán)能官網(wǎng)，機(jī)器之心，中金公司研究部
電網(wǎng)側(cè)：從硬件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向需求拉動(dòng)
電網(wǎng)側(cè)IT從硬件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向平衡需求驅(qū)動(dòng)。中比例滲透時(shí)，硬件帶動(dòng)軟件增量需求。隨著滲透率提升以及儲能的發(fā)展，電網(wǎng)的決策模式更加復(fù)雜化，潮流計(jì)算難度提升，電網(wǎng)高度電力電子化導(dǎo)致系統(tǒng)頻率/電壓穩(wěn)定性下降，推動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)升級，提高電網(wǎng)的資源配置能力，而在極高比例滲透時(shí)，電網(wǎng)波動(dòng)性大幅提升，同時(shí)分布式電源數(shù)目激增，電網(wǎng)側(cè)壓力過大，我們認(rèn)為分布式的電源有望與周邊荷儲裝置聯(lián)合為虛擬電廠(VPP)，以更大的單元參與電網(wǎng)運(yùn)行，電力系統(tǒng)主網(wǎng)與微電網(wǎng)并行，驅(qū)動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)重構(gòu)。
圖表14:輸配電IT發(fā)展路徑
資料來源：恒實(shí)科技官網(wǎng)，中國電力科學(xué)研究院，中金公司研究部
用電端：電力市場化與虛擬電廠帶動(dòng)行業(yè)高景氣
中比例階段，分時(shí)計(jì)價(jià)驅(qū)動(dòng)營銷系統(tǒng)計(jì)費(fèi)復(fù)雜度提升。隨著新能源滲透比例的提升，用電端的調(diào)節(jié)手段從分時(shí)計(jì)價(jià)走向電力市場化改革，轉(zhuǎn)型過程中，傳統(tǒng)電力營銷系統(tǒng)需不斷迭代升級以適配更為復(fù)雜的計(jì)費(fèi)規(guī)則。
高/極高比例階段，電力市場化改革驅(qū)動(dòng)用電端IT高增長。一方面，各省需建立統(tǒng)一的電力交易IT平臺，傳統(tǒng)電網(wǎng)公司需要進(jìn)一步迭代自己的電力營銷系統(tǒng)以挖掘增值服務(wù)的空間以應(yīng)對激烈的市場競爭；另一方面，隨著電力市場的進(jìn)一步完善，海量中小購電用戶涌入市場，售電公司的交易數(shù)據(jù)與計(jì)量數(shù)據(jù)呈指數(shù)級上升，另外，電力交易的結(jié)算品種增多，計(jì)費(fèi)復(fù)雜度提升，客戶管理難度提升，因而售電主體需要采購專業(yè)的電力營銷系統(tǒng)，以提供報(bào)價(jià)方案、合同管理、用電監(jiān)測、用戶結(jié)算等功能，電力營銷系統(tǒng)的客戶更加豐富，包括售電公司、發(fā)電廠等，我們預(yù)計(jì)電力營銷系統(tǒng)有望趨向標(biāo)準(zhǔn)化，市場前景廣闊。
高/極高比例階段，虛擬電廠帶來用電IT行業(yè)高景氣浪潮。虛擬電廠內(nèi)置精細(xì)化的調(diào)度系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)、線路和設(shè)備上的所有數(shù)據(jù)，并基于出力負(fù)荷以及能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的計(jì)算分析，制定電力資源配置的策略，同時(shí)控制用能終端。隨著VPP的快速發(fā)展，IT的需求有望高速增長，我們預(yù)計(jì)調(diào)度、采集等產(chǎn)品的市場化程度提升。
圖表15:用電IT發(fā)展路徑
資料來源：朗新科技官網(wǎng)，安科瑞官網(wǎng)，恒實(shí)科技官網(wǎng)，北京電力交易中心官網(wǎng)，中金公司研究部
4、軟件定義電網(wǎng)，剛需驅(qū)動(dòng)電網(wǎng)信息化投資占比提升
新能源并網(wǎng)背景下，數(shù)字化從降本增效的輔助手段轉(zhuǎn)型為電網(wǎng)平衡的剛需?，F(xiàn)有電力系統(tǒng)中，數(shù)字化的價(jià)值主要體現(xiàn)為降本增效。隨著新能源機(jī)組的不斷滲透，電網(wǎng)的穩(wěn)定性降低，一方面，電力供需之間的不平衡加劇，另一方面，隨著電網(wǎng)高度電力電子化，系統(tǒng)的電壓與頻率穩(wěn)定性調(diào)控難度提升，同時(shí)由于新能源電源具有分布式特征、儲能裝置兼具源荷屬性，配電網(wǎng)的潮流模式趨向于復(fù)雜化。因此，電網(wǎng)無法單純憑借電氣裝置達(dá)到平衡，需要依靠數(shù)字化手段進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，數(shù)字化的價(jià)值從降本增效轉(zhuǎn)向電網(wǎng)平衡剛需，根據(jù)畢馬威數(shù)據(jù)，84%業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為數(shù)字化為未來十年全球和中國電力行業(yè)發(fā)展主要方向[1]，因而數(shù)字化在電網(wǎng)的重要性提升。
圖表16:隨著物理體系波動(dòng)性加劇，數(shù)字化成為維持電力系統(tǒng)的有力手段
資料來源：IRENA，魚眼看電改微信公眾號，中金公司研究部
汽車從機(jī)械的電子電氣架構(gòu)走向軟件定義，釋放軟件的價(jià)值。傳統(tǒng)汽車采用分布式的電子電氣架構(gòu)，每一個(gè)功能單元均設(shè)置自己的控制器，軟件僅僅起到輔助硬件功能的作用，無法單獨(dú)進(jìn)行系統(tǒng)升級。以特斯拉為代表的新一代智能汽車，開始合并控制器，使用中央處理器對各控制器進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控，使得汽車擁有中樞的操作系統(tǒng)，應(yīng)用功能可以迭代升級。
圖表17:傳統(tǒng)汽車分布式電子電氣架構(gòu)
資料來源：博世電子電器架構(gòu)研究，中金公司研究部
圖表18:特斯拉電子電氣架構(gòu)
資料來源：博世電子電器架構(gòu)研究，中金公司研究部
電力有望重演汽車行業(yè)的邏輯，從機(jī)械定義趨向軟件定義。傳統(tǒng)電力體系中，自動(dòng)化控制為軟硬件一體化的系統(tǒng)，硬件(一次設(shè)備、二次設(shè)備、通信網(wǎng)關(guān)、傳感器、控制器等)與軟件(底層基礎(chǔ)軟件與上層應(yīng)用)之間緊密耦合，控制器內(nèi)嵌在電氣硬件中，導(dǎo)致軟硬件形成統(tǒng)一的整體，如果軟件端需要拓展新的模塊，硬件需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，導(dǎo)致軟件依附于硬件，無法獨(dú)立發(fā)展?？紤]到電力與汽車均為傳統(tǒng)精密復(fù)雜的電氣網(wǎng)絡(luò)，且自動(dòng)控制的邏輯類似，借鑒汽車行業(yè)的演替邏輯，我們預(yù)計(jì)電力行業(yè)有望趨向于軟件定義，采用集中控制的手段，使得硬件、操作系統(tǒng)與上層應(yīng)用之間分離，硬件與操作系統(tǒng)之間通過標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議連接，硬件即插即用，軟硬件之間解耦。
軟件定義趨勢下，電力軟件有望脫離硬件束縛，實(shí)現(xiàn)靈活拓展，軟件的價(jià)值凸顯，重要性提升。我們認(rèn)為軟件定義有望增強(qiáng)電網(wǎng)的柔性，在不改變硬件底層的前提下，軟件可以基于新的需求進(jìn)行靈活搭建，使得軟件不再依附于硬件，軟件端的價(jià)值放大，重要性提升。使得不同的應(yīng)用板塊之間互聯(lián)互通，電網(wǎng)在IT層具有統(tǒng)一的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，提升靈活性。傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)龍頭均為硬件公司，軟件定義模式下，純軟件公司迎來新的發(fā)展機(jī)遇。
圖表19:傳統(tǒng)電力系統(tǒng)軟硬件的架構(gòu)
資料來源：復(fù)旦大學(xué)曹袖等《軟件定義電網(wǎng)的概念、結(jié)構(gòu)與示例》(2016)，中金公司研究部
圖表20:軟件定義電網(wǎng)的軟硬件架構(gòu)
資料來源：復(fù)旦大學(xué)曹袖等《軟件定義電網(wǎng)的概念、結(jié)構(gòu)與示例》(2016)，中金公司研究部
數(shù)字化在電網(wǎng)新能源轉(zhuǎn)型中扮演重要角色，電網(wǎng)信息化投資占比有望提升。電力信息化行業(yè)增長的驅(qū)動(dòng)力在于電網(wǎng)投資，綜合考慮國網(wǎng)與南網(wǎng)現(xiàn)階段在各環(huán)節(jié)的投資比例、十四五規(guī)劃以及電網(wǎng)發(fā)展的側(cè)重點(diǎn)，我們預(yù)測電網(wǎng)在新能源不同滲透階段的總投資規(guī)模、信息化投資占比以及對各環(huán)節(jié)的投資比例，進(jìn)而測算在新能源三大滲透階段電力IT產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的市場規(guī)模，我們預(yù)計(jì)信息化支出占電網(wǎng)總投資比例有望提升。
圖表21:新能源滲透不同階段，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)市場空間占比預(yù)測
資料來源：國家電網(wǎng)官網(wǎng)，南方電網(wǎng)官網(wǎng)，中金公司研究部
5、電力IT轉(zhuǎn)型過程中，高彈性細(xì)分板塊輪動(dòng)
基于自下而上的測算邏輯，我們預(yù)計(jì)新能源滲透不同階段，高彈性的電力IT細(xì)分板塊輪動(dòng)?；谛履茉礉B透不同階段下，電力產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的碎片化的IT需求，我們從需求端按照自下而上的邏輯測算電力IT的各細(xì)分板塊的彈性，我們預(yù)計(jì)新能源中度、高度以及極高比例滲透下，發(fā)電端行業(yè)復(fù)合增速分別為27.7%/15.0%/13.2%，輸配電端行業(yè)復(fù)合增速分別為20.5%/29.8%/15.9%，用電端行業(yè)復(fù)合增速分別為31.4%/15.7%/29.8%。
圖表22:自下而上測算電力IT各環(huán)節(jié)彈性
資料來源：國能日新招股說明書，中國供應(yīng)商，弗若斯特沙利文，南方電網(wǎng)《數(shù)字電網(wǎng)實(shí)踐白皮書2021》(2021)，國家電網(wǎng)電子商務(wù)平臺，北極星售電網(wǎng)，國家電網(wǎng)官網(wǎng)，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，中金公司研究部
綜上所述，隨著新能源不斷滲透，電力系統(tǒng)的物理特性不斷重構(gòu)，新痛點(diǎn)逐步涌現(xiàn)，電力IT解決方案增量需求持續(xù)旺盛，電力IT為長周期賽道，用電IT、調(diào)度引擎、自動(dòng)化系統(tǒng)等有望升級以提升電網(wǎng)靈活性，帶動(dòng)各環(huán)節(jié)投資機(jī)遇。
風(fēng)險(xiǎn)提示
電網(wǎng)投資不及預(yù)期。新型電力系統(tǒng)推進(jìn)的節(jié)奏很大程度上依賴電網(wǎng)投資，存在電網(wǎng)投資不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)。
行業(yè)競爭加劇。近年電力行業(yè)市場化不斷推進(jìn)，電力信息化行業(yè)新進(jìn)入者較多，存在競爭加劇的風(fēng)險(xiǎn)。
