证券研究报告 电力系统智能化发展及关注重点 证券分析师：臧宁宁 执业证书编号：S0990523050001 联系邮箱：zangnn@ydzq.sgcc.com.cn 联系电话： 0755-83007051 2023年7月17日 主要内容 一 智能化是新型电力系统建设重要内容 二 电力系统智能化主要框架、重点方向 三 风险提示 （一）碳达峰碳中和核心在于新型电力系统建设 碳达峰碳中和主要通过发展新能源、节能、电气化、碳捕集及利 碳达峰碳中和路径 光伏 用来实现。具体体现在：1）风光发电；2）水电、核电等；3）储能 特高压 风电 新能源 （新能源消纳）；4）特高压（新能源消纳）；5）智能化（新能源消 水电 智能化 纳、节能）；6）综合能源（提高能效）；7）电动汽车（交通领域电 节能 能替代）；8）绿氢（工业领域绿氢替代）；9）火电+CCUS。 综合能源 核电 电气化 储能 CCUS 我国碳达峰碳中和的核心在于构建以新能源为主体的新型电力系 氢能 电动汽车 统，我国化石能源陆续达峰，但用电量持续增长，增量将主要来自风 碳达峰碳中和示意图 光：煤炭处于峰值平台期；电煤2025年达峰后开始下降；石油2030年 前达峰后逐渐下降；天然气2035年前后达峰；全社会用电量，2030年 石油2030年前达峰 前年均增速3.6%，2030年11万亿千瓦时左右。2030年-2050年年均 2025年煤电达峰 增速2.0%左右，2050年16万亿千瓦时。2050-2060年年均增速0.6%， 2060年17万亿千瓦时，用电需求推动电力系统建设长周期可持续发展 （参照全球能源互联网组织《中国2060年前碳中和研究报告》）。 天然气2035年前后达峰 电力需求持续增长 2030年11万亿千瓦时 2050年16万亿千瓦时 2060年17万亿千瓦时 煤炭：峰值平台 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055 2060 数据来源：参照全球能源互联网组织《中国2060年前碳中和研究报告》整理 3 rQpMrRnMyQnOpPsRmPqPqR6M9R7NmOnNoMnOeRpPsNfQmNzRbRqRpRvPnQpMxNtOoR （二）新型电力系统的特征 2021年3月中央财经委员会第九次会议首次提出构建新型电力系统，党的二十大报告强调加快规划建设新型能源体系。 2023年6月能源局组织发布《新型电力系统发展蓝皮书》，提出新型电力系统具备安全高效（基本前提）、清洁低碳（核心目 标）、柔性灵活（重要支撑）、智慧融合（基础保障）四大重要特征，共同构建了新型电力系统的“四位一体”框架体系。 2023年7月中央全面深化改革委员会第二次会议，加快建设清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力 系统。 表.主要单位发布新型电力系统主要特征 单位 文件 特征 国家电网 2021年7月国家电网构建以新 能源为主体的新型电力系统行 动方案（2021-2030年） 清洁低碳、安全可控、灵活 高效、智能友好、开放互动 南方电网 2021年4月南方电网数字电网 推动构建以新能源为主体的新 型电力系统白皮书 绿色高效、柔性开放、数据 赋能 能源局 组织发布《新型电力系统发展 蓝皮书》 安全高效、清洁低碳、柔性 灵活、智慧融合 深改委 关于深化电力体制改革加快构 建新型电力系统的指导意见 清洁低碳、安全充裕、经济 高效、供需协同、灵活智能 图.能源局新型电力系统主要特征 数据来源：能源局《新型电力系统发展蓝皮书》 数据来源：国家电网、南方电网、能源局官网、公开报道 4 （三）智能化是新型电力系统基础保障 双高特性及供需两侧双向波动 高比例可再生能源：同质化大容量常规发电机组转化为单机容量小、数量众多、布点分散、特性差异化的新能源机组， 控制方式由集中连续控制转化为快速切换的离散控制。 高比例电力电子设备：电力电子设备的日益普及改变了电力系统内部电气特征，电力电子变流器是大多数电力电子设备 的关键组件，使电力系统更加依赖高质量控制与保护等二次设备以及智能化电网调度体系。 大量新型负荷接入：分布式电源、电动汽车、储能装置以及日常用到的变频空调、电采暖等新型负荷大量接入电网，电 力系统可控对象从以源为主扩展到源网荷储各环节，控制规模呈指数级增长。 图.目前国网经营区装机情况 数据来源：国网报告，加快构建新型电力系统稳定管理体系 图.新型电力系统与传统电力系统对比 数据来源：能源局，新型电力系统发展蓝皮书 图.新型电力系统面临的问题及解决方案 数据来源：中国电科院，构建新型电力系统 推动实现“双碳”目标 5 （三）智能化是新型电力系统基础保障 “十四五”期间，国家电网计划投入电网投资2.4万亿元，大力推进新能源供给消纳体系建设。一方面，持续完善特高压和各 级电网网架，服务好沙漠、戈壁、荒漠大型风电光伏基地建设，支撑和促进大型电源基地集约化开发、远距离外送；另一方面， 加快建设现代智慧配电网，促进微电网和分布式能源发展，满足各类电力设施便捷接入、即插即用（国家电网辛保安董事长在 2022年第15期《求是》杂志署名文章《为美好生活充电 为美丽中国赋能》）。加大配电网建设投入，“十四五”配电网建设投资 超过 1.2 万亿元。（国家电网公司发布《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案（2021-2030）》） “十四五”期间，南方电网电网建设将规划投资约6700亿元，以加快数字电网建设和现代化电网进程，推动以新能源为主体 的新型电力系统构建，其中：配电网建设规划投资达到3200亿元，35千伏及以上线路实现无人机智能巡检全覆盖。 表.南方电网十四五规划主要内容 表.我国电网历年建设新增情况 50,000 45,000 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0 九大领域 38项重点任务 支撑绿色低碳的清洁发电 促进非化石能源加快发展；推动常规电能协调发展；着力提升系统调节灵活性 建设安全高效的智能输电 加强跨省区能源资源优化配置；持续优化主网架结构；深化保底电网建设；提升输电智能化水平；推动智能变电 站建设； 建设灵活可靠的智能配电 持续加强城镇配电网；巩固提升农村电网；提升配电网装备水平；加强配网智能化建设 建设开放互动的智能用电 着力加强智能量测体系高级应用；打造现代供电服务体系；大力推广新电气化；积极推动需求侧响应；促进电动 汽车充电基础设施发展及车网互动；推动智能家居和智能小区建设 推进多能互补的智慧能换 推动综合能源服务；促进智慧能源发展；推动基础设施智慧融合发展 全面提升电网数字化水平 深化数字技术平台建设；加快电网数字化建设；数字赋能新型电力系统建设；推动人工智能与业务深度融合；服 务推动能源生态和产业发展；加强电力网络安全综合防护体系建设 建设安全贯通的通信网络 建设全光骨干通信网络；建设全面覆盖的接入网；建设可靠高效数据通信网络；完善应急通信体系 建设统一协同的调控体系 加快构建新型电力系统智能调控体系；建设电网智能调度运行平台；提升优化系统控制保护水平 新增220千伏及以上变电设备容量-万千伏安 创新技术保障和市场机制 加大关键核心技术科技创新；加强电网标准体系建设；推动构建适应低碳发展的市场机制；因地制宜打造不同特 色不同层级示范区，全面推进新型电力系统建设 新增220千伏及以上线路长度-千米 数据来源：南方电网官网、公开资料整理，英大证券研究所 数据来源：万德终端、能源局，英大证券研究所 6 （四）国家电网新型电力系统数字技术支撑体系 2022年7月国家电网发布新型电力系统数字技术支撑体 图.国家电网新型电力系统数字技术支撑体系 系技术路线，主要包括：统筹基础设施、统筹感知管理、统 筹数据汇集、统筹支撑平台和统筹应用构建，新型电力系统 数字技术支撑体系围绕主网、配网两个层级，聚焦电、非电、 碳三类核心数据的采传存用,实现提升电网可观、可测、可调、 可控的能力，构建形成数字智能电网，来高质量地推进新型 电力系统建设。 表.新型电力系统数字技术支撑体系技术路线 五个统筹 主要技术 基础设施 计算算力、网络通道、安全防护 感知管理 感知接入、平台支撑、信息交互 数据汇集 实时量测中心、历史量测中心、能源大数据中心 支撑平台 业务服务、数据服务、技术服务 应用构建 需求统筹、立项统筹、技术统筹 数据来源：国家电网新型电力系统数字技术支撑体系白皮书（2022版） 数据来源：国家电网新型电力系统数字技术支撑体系白皮书（2022版） （五）电力系统智能化主要领域 2023年6月能源局发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》，新型电力系统数字化智能化涉及电源侧、电网侧、 用电侧以及新模式新业态等领域众多应用场景。 表. 新型电力系统数字化智能化主要途径及应用场景 加快行业转型升级 主要途径及应用 以数字化智能化技术加速发电清洁低碳转 新能源和水能功率预测技术；规模化新能源基地智能化技术改造；火电、水电等传统电源数字化设计建造和智能化升级； 型（电源侧） 数字技术深度应用于核电设计制造建设运维等各领域各环节 以数字化智能化电网支撑新型电力系统建 实体电网数字呈现、仿真和决策；变电站和换流站智能运检、输电线路智能巡检、配电智能运维体系建设；新能源微网 设（电网侧） 和高可靠性数字配电系统；负荷预测精度和新型电力负荷智能管理；电碳计量与核算监测体系 以数字化智能化用能加快能源消费环节节 柔性负荷智能管理、虚拟电厂优化运营、分层分区精准匹配需求响应资源等；多能互补集成供能基础设施建设；用能自 能提效（消费侧） 主调优、多能协同调度等智能化用能服务；支撑区域能源绿色低碳循环发展体系构建 提高储能与供能、用能系统协同调控及诊断运维智能化水平；提升氢能基础设施智能调控和安全预警水平；推进综合能 以新模式新业态促进数字能源生态构建 源服务与新型智慧城市、智慧园区、智能楼宇等用能场景深度耦合；推动新能源汽车融入新型电力系统；探索能源新型 基础设施共建共享；推进能源行业大数据监测预警和综合服务平台体系建设 数据来源：能源局官网《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》，其中加快行业转型升级还包括以数字化智能化技术带动煤炭安全高效生产；以数字化 智能化技术助力油气绿色低碳开发利用 主要内容 一 智能化是新型电力系统建设重要内容 二 电力系统智能化主要框架、重点方向 三 风险提示 电力系统智能化主要逻辑 多轮驱动