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1、电网行业专题研究：配电网_分布式清洁能源消纳的必由之路引言电网作为将电力从发电侧传输至用户侧的基础设施，根据电压等级以及作用一般分为输 变电网和配电网。一般情况下，输变电网包括 220KV 及以上电压等级部分，主要作用 为将电力从发电侧进行传输，高电压能够减少损耗；配电网包括 110KV 及以下电压等 级部分，主要作用为将电力逐级分配给各个电压等级的用户。从历史电网投资来看，电网建设的重心过去较倾斜于输变电侧，例如特高压建设、高压 变压器/线路建设、高压继电保护监控渗透率提升等。但另一方面，配网投资的占比也在 不断提升，从 2011 年的 23%提升至 2019 年近 40%左右，意味着配电网
2、的建设也逐步 得到重视。当前时点，展望十四五，我们认为配网投资较大概率将进一步提升，主要原因在于未来 分布式清洁能源将加速发展，对于配网将带来较多冲击，配网需要加强自身的适应、调 节能力去消纳更多的分布式清洁能源。同时，在此过程中配电网中相关设备可能会出现 较大的创新及变化。南网在前期披露的十四五规划中提到“十四五期间配电网规划投资 达到 3200 亿元，约占全部投资的一半”，并且“配电网是能源生产、转换、消费的关键 环节，更是可再生能源消纳的支撑平台、多元海量信息数据平台、多方市场主体的交易 平台。在以碳达峰、碳中和国家战略性减碳目标为牵引的能源革命大背景下，配电网正 逐渐成为电力系统的核心
3、”，一定程度印证十四五配网的发展趋势。因此，在新型电力系统主线方向中，配电网一直是市场关注的重点之一，尤其是对于配 电网相关的产品变化，我们本篇报告主要围绕配电网未来可能出现的变化进行详细阐述， 着重回答三个问题：配网是什么？现状怎么样？未来会发生什么变化？配网是什么？连接用户的电力桥梁对于配网，如上文所提，一般指电压等级在 110KV 及以下的电网部分，主要针对城市 内的电网输送和分配；根据电压等级不同，配网分为高压配电网、中压配电网、低压配 电网。从具体职能来看：1）高压配电网（110KV、35KV 为主）指 220KV/500KV 城市送电网的枢纽变电站到区 域变电所的电网，城市中的通常
4、存在多个区域变电所，单个区域变电所的供电半径不超 过 10km；2）中压配电网（10KV 为主）指区域变电所到公用/专用变配电所的电网，其中包括多 个开闭所、箱式变电站、柱上变压器等等，供电或者负责的半径较区域变电所更小；3）低压配电网（380V、220V 为主）指公用/专用变配电所到低压用户侧电表的电网， 是直接与居民、工商业用户直接连接的配电网。设备方面，配电网与输变电网类似，主要包括线路材料和站点设备两大类。首先，线路材料方面，主要包括三种形式：架空线、地下线缆、GIL（气体绝缘输电线 路）。其中，架空线、地下线缆技术较为成熟，由于地下线缆能够显著节约土地使用，因 此在城市中心地区使用较
5、为普遍，架空线多用于输变电线路或者农村电网；而 GIL 作为 新兴输电技术，其输电容量、安全性等要优于地下线缆，因此近几年部分地区开始逐步 应用 GIL 技术。其次，站点设备方面，配电网中主要分为几个主要的站点：城市变配电所（枢纽变配电 所、区域变配电所）、公用/专用变配电所（终端变配电所、地方变配电所）、开关所、环 网柜、用户侧等。具体看：硬件一次设备方面，产品与输变电网相差不大，主要为中低 电压等级对应的各类产品，包括变压器、断路器、隔离开关、组合电器、熔断器、柱上 开关、低压电器、互感器、避雷器等，软件二次设备方面，除继电保护、监控产品外， 还包括接地故障指示器、DTU（开闭所终端设备）
6、、TTU（配变终端设备）、FTU（馈线 终端设备）等配网自动化终端和配网自动化主站，以及智能电表。现状怎么样？建设发展相对滞后建设方面，过去国内整体配网投资额相对较低，但进入十三五之后，电网公司对于配网 建设的重视程度也在不断提升，一方面，配网投资在电网总投资中的占比十三五加速提 升；另一方面，国家能源局 2015 年印发配电网建设改造行动计划（2015-2020 年）， 明确提及 2015-2020 年配电网建设改造投资不低于 2 万亿元，并且对多个配网指标进 行量化目标制定。从实际招标情况来看，十三五期间，配网整体建设更加侧重于软件层面。其中，硬件方 面，以配网变压器为例，2015-201
7、8 年因农网改造以及变压器节能改造推动，配网变压 器招标量保持较高水平，2019、2020 年配网变压器招标量出现下滑；软件方面，从 2015 年开始，配网自动化终端产品招标量不断增长，尤其是 2019、2020 年 TTU 招标显著 放量，并且招标区域也在持续拓展。截止到 2020 年年末，无论是国网，还是南网，配网的供电可靠率、电压合格率、停电 时长均较 2016 年出现改善，并且均完成此前配网十三五规划制定的目标。从供电可靠 率（或停电时长）角度来看，目前国内北京、上海、深圳核心城区均达到 99.999%以上 的供电可靠率，跻身世界领先水平；但从全国平均水平看，国内配网的供电可靠率仍与
8、部分海外发达国家存在一定差距。未来变化几何？智能化数字化是升级主方向分布式清洁能源发展带来配网新挑战风光清洁能源发展中分布式电源是重要的模式之一，由于分布式电源直接接入的是当地 配网（接入电压等级在 110KV 以下），因此分布式清洁能源发展对配网系统运行会形成 较明显影响。过去几年，国内分布式光伏行业快速发展，2021 年能源局提出整县推进 试点方案，进一步助推分布式光伏行业的加速增长；2021 年国内分布式光伏新增装机 29GW，同比增长 88%，在整体国内光伏新增装机规模中占比超过 50%。由于光伏、风电清洁能源的发电出力和日照、风速等自然环境相关度较高，因此光伏风 电存在波动大、稳定性
9、差、发力曲线与负荷曲线错配等特点，对电网消纳能力造成冲击。 分布式清洁能源同样如此，并且分布式能源主要冲击的是配电网，其发电出力大小以及 波动均需要配电网具备更强的适配、调节、传输能力。因此，我们认为分布式清洁能源 的发展将成为配电网未来发展的新挑战，并且也是配电网必须解决的问题。对于配电网而言，我们认为分布式清洁能源主要影响的是其可靠率，即停电时长，因为 分布式电源的出力波动以及曲线错配更容易导致配电网中的供电出现震荡，导致停电事 故发生，而停电时长是配电网较为重要的指标，也直接影响用户端的体验。电网公司过 往也通常将配电网停电时长作为考核的重要指标之一，南网在十四五规划中明确提及 “在配电
10、网建设方面，将持续加强城镇配电网建设，使高可靠性示范区和高品质供电引 领区客户年平均停电时间都不超过 5 分钟，达到国际领先水平，配电自愈达到 100%； 到 2025 年，全网客户年均停电时间降至 5 小时以内/户，其中中心城区降至 0.5 小时/ 户，城镇地区降至 2 小时/户，乡村地区降至 7.5 小时/户，保持国内领先水平”。根据国网此前披露的资料，过去配网停电的主要原因包括检修停电和工程停电等预安排 停电以及 10KV 配电设施故障等故障停电因素；其中，预安排停电主要受网架转供能力和不停电运维作业技术的影响，故障停电主要受配电设备故障、接地故障、雷电灾害以 及故障处理能力等的影响。因
11、此，缩短停电时长的方式有多种，例如配网网架结构改善 （国内 A+/A 类地区的双环网、新加坡的花瓣式接线等可靠性较高）、配网设备质量提 升、中性点接地方式改善、配电网雷电防护、配电自动化技术深化、不停电运维技术提 升等。本章我们更多针对分布式电源增加后停电时长的缩短进行探讨，除了网架改善的 措施外，我们认为更主要提升的在于配网数字化（自动化）改造和硬件容量扩容，因此 下文我们着重围绕这两方面进行展开。软件：数字化改造提升配网感知响应能力随着分布式清洁电源的不断接入，配网系统的情况将变得愈加复杂，包括供电来源的多 样化、电力流向的复杂化等，例如原来的单向电力流将变成双向电力流，原来稳定的电 力流
12、将变得不稳定等。同时，未来电力市场化交易等发展也将对配网整体运行环境产生 较大影响。我们认为配网系统的自主化、可控化、可调节化能力需要快速提升，其依赖 于配网软件的升级与普及，尤其是与数字化相关的软件产品与应用，因为电网数字化的 主要目标之一即通过各类感知产品实现设备、节点的状态信息实时感知并进行相应的管 理与应用，以提升电网的感知和调节能力。在配网数字化中主要包括信息采集、信息通信、信息应用、信息安全四大类产品。信息采集设备存在广阔创新空间信息采集主要为感知层的相关产品，由于配网环节需要电力行业专业的传感器产品，存 在较多创新的可能，并且部分新产品目前尚处于推广普及前期，存在比较可观的潜在需
13、 求空间，十四五期间有望放量。我们从行业现状对未来可能会出现投资增加的信息采集 产品进行梳理（具体投资尚需等待电网公司的规划文件），目前已经出现且较为成熟的 主要包括配网监测产品、一二次融合柱上开关、电力机器人、新一代物联电表、智能低 压电器。1、配网监测产品由于配网领域存在众多一次设备，如变压器、线路、环网柜、开闭所等，在数字化改造 过程中，需要加强对一次设备的信息感知和采集，由此衍生出针对性的二次监测设备， 包括杭州柯林的开闭所环境调控装置，科汇股份、威胜信息等涉足的配网自动化终端产 品（配电终端单元 DTU、配电变压器远方终端 TTU、馈线远方终端 FTU、接地故障指 示器等）。同时，部
14、分企业也会涉足整体系统的研发设计生产，例如智洋创新的配电网智 能运维管理系统。2、一二次融合柱上开关除专业性的二次监测设备之外，也存在一次硬件和二次软件相结合的产品，这类产品不 仅能够承担一次设备的本职功能，而且能够实现相应的监测控制以及信息传输功能，并 且由于进行了一定程度的融合改造，整体结构、体积、功耗等均能得到改善。一二次融合设备里面典型的产品如智能柱上开关（宏力达核心产品），通过物联化和智 能化技术对柱上开关进行改造升级，包括开关本体、控制终端、配套软件，可实现遥信、 遥测、遥控、遥调等功能，实时监测配电网运行数据，对数据进行加工处理、故障研判 并做出开关分合动作。同时，受益于开关、传
15、感器、控制终端的深度融合，一二次融合 智能柱上开关相比当前一二次成套柱上开关的体积、安装、性能等均有优势；一二次融 合智能柱上开关短路故障研判准确率达 99%以上，单相接地故障研判准确率达 90%， 而传统产品短路故障研判准确率 90%，对单相接地故障研判准确率 60%左右。因此， 一二次融合智能柱上开关有望进一步降低配电网故障率，提升配电网自愈能力。3、电力机器人电力机器人主要指在电力领域开展机器换人，主要包括巡检机器人和作业机器人两类。 1）电力巡检机器人通过搭载的摄像头、红外热成像仪、激光雷达、超声波避障等传感器 以及运动控制、定位、图像识别等技术，对变电站、配电站等电力重要场所进行自主
16、巡 视检查、故障诊断以及信息传输；相关企业包括亿嘉和、申昊科技、南网科技、国网智 能等。2）带电作业机器人通过运维人员操作终端进行智能化作业，利用机械臂等装置 代替人工进行带电作业，减少电力安全事故风险；目前已经在多地开展应用，但仍处于 初步应用阶段，能够实现的作业场景存在一定限制；国电南瑞、亿嘉和 2019 年合资成 立带电作业机器人公司国网瑞嘉，双方分别持股 40%，2020 年国网瑞嘉实现收入 3.4 亿元，净利润 0.3 亿元。4、新一代物联电表智能电表作为电网与用户侧直接接触的终端产品，是电网感知终端的重要组成部分之一。 现有的智能电表无法实现大容量数据存储、终端响应、数据信息分类等
17、功能，无法满足 未来电网数字化升级的要求。针对于此，国家电网推出了新一代物联表，由计量模组、 管理模组以及扩展模组三部分构成：计量模组承担电力计量的基础功能，管理模组负责其他模组的数据分发和管理工作，扩展模组可根据不同业务场景选配不同的功能扩展模 组（如物联表本地通信单元、电能质量模组、非介入式负荷辨识模组等）。国网从 2020 年开始进行小批量的新一代物联表招标，由于单价较高，整体招标量尚不 多，2021 年 2 级单相智能表中物联表招标量约 10 万套，占比约 0.2%；1 级三相智能 表中物联表招标量约 2.4 万套，占比约 0.3%。相关公司主要为目前智能电表行业的头 部企业，包括国电
18、南瑞、许继电气、林洋能源、威胜信息、炬华科技、三星医疗等。5、智能低压电器低压电器指工作电压在交流 1000V、直流 1500V 以下的各类电器元件和组件，主要启 到对电路通断、保护等作用。因此，低压电器也是用电低压侧重要的元器件之一，在未 来电网数字化过程中也将迎来产品升级。目前，国内低压电器龙头企业正泰电器、良信 股份均和电网公司就智能低压电器展开研发合作。正泰电器：此前与中国电科院合作完成“低压智能开关质量提升的关键技术与创新应用 研究”，正泰低压智能电器研究院承担了该技术创新的具体产品研发落地任务，其低压 智能量测断路器搭载物联网智能感知技术，能够提供有效数据支撑，提升低压配电网故 障
19、研判能力。同时，正泰也研发设计了智能配电台区产品。良信股份：联合北京智芯微电子科技有限公司成功研发“智慧开关”，将国产自主芯片融 合到断路器产品中，实现多功能保护、高精度测量、边缘计算、通信等功能，推动电网 系统全节点的数字化、智能化水平，减少配电节点数量，提升可靠性。对于上述五大信息采集产品，我们认为其中大部分产品目前正处于局部区域应用推广阶 段，未来可替代的潜在市场空间较为可观，在十四五期间存在招标放量拐点出现的可能。1）配网监测产品：其中接地故障指示器、DTU、FTU、TTU 等配网自动化终端产品已 经较为成熟，并且经历十三五的招标建设后，目前已经具备一定的全国普及程度，从过 去几年国网
20、的招标来看，年均招标量约 30-40 万台，对应每年市场空间约几十亿元。2）一二次融合柱上开关：根据宏力达招股说明书内容，2019 年国家电网配网设备协议 库存共招标柱上断路器约 12.5 万台/套，2019 年国内 12kV 真空柱上断路器生产企业全 年合计产量约 81 万台/套，主要为传统柱上开关；同时，宏力达一二次融合柱上断路器 单价约 3-4 万元；因此，我们预计未来若能实现全部柱上断路器的代替，每年市场空间 可能达到百亿级别。3）电力机器人：若仅考虑配电站巡检机器人，根据南网科技招股书，一般单个地级市配 电站数量约 500-5000 座，全国 297 个地级及以上城市（含 4 个直辖
21、市）约拥有配电站 30 万座，按 10%的配电站每座配备一台巡检机器人估算，未来五年国内配电站巡检机 器人年需求超 0.6 万台；按照单价 25-45 万元/台估算每年市场空间约 20-30 亿元，若 再考虑变电站巡检机器人、带电作业机器人的需求，电力机器人未来每年市场空间可观。4）新一代物联电表：从当前国网招标信息看，目前主流的单相智能电表单价约 190-200 元/台，而新一代物联电表整套单价约 700-800 元/套（包括功能拓展模块），即使未来可 能出现一定幅度降价，预计新一代物联表单价依旧要显著高于当前主流产品价格。目前 国网每年智能电表表计产品招标金额约 150 亿元，因此未来若全
22、部切换为新一代物联 表，整体市场空间有望实现进一步的较大幅度增长。5）智能低压电器：根据格物致胜统计的数据，2020 年国内配网领域低压电器市场需求 接近 60 亿元，目前电网低压电器预计主要仍是传统低压电器，智能化产品尚未大范围 应用，考虑智能低压电器可能会新增芯片、传感器等元件，整体价值量可能出现较大幅 度的提升，若所有配网低压电器智能化后，该产品每年市场空间有望达到百亿级别。信息通信构成数字化的底层基础设施通信网络和硬件作为电网数字化建设的底层基础设施将持续受益。其中，我们认为，电 力载波及 5G 相关产品或更为受益：（1）电力载波：短期低压电力载波受益于智能电表 周期更换及升级或有较为
23、集中的增量释放，长期中压电力载波将持续受益于配网侧接入 设备量增加和应用场景的拓宽；（2）5G：长远视角下，随数字电网的深入建设应运而生 的多项优化或新型业务，也将给 5G 硬件/设备和 5G 专网带来需求增量。电力载波模块：受益电表更替和配网升级，需求高确定性电力载波（PLC）是电力系统特有的通信方式。电力载波通信是利用电力线作为信息传 输媒介，加载经过调制的高频载波信号进行语音或数据传输的一种通信方式，是电力系 统特有的通信方式。其最大的特点是无需重新布线，可以利用现有电力线实现数据传输。低压侧用电信息采集是目前电力载波通信最主要的应用领域。智能用电信息采集系统主 要包括采集主站、远程通信
24、、本地设备与通信、电力用户四个部分。其中，本地通信主 要用于实现采集终端和现场设备仪表之间的数据传输。由于电表数量多且分布较散，本 地通信方式应在保证覆盖度和可靠性的同时，保持较低的投资投入，因此电力载波通信 凭借无需重新布线、可靠性较好等优势成为了用电信息本地采集通信的主要方式。载波 通信模式下，采集设备（集中器、采集器）和电表均需搭载载波通信模块。“宽带电力载波（HPLC）+高速无线”双模通信或为未来电网用电信息采集本地通信的 发展方向。2009-2017 期间，用电信息采集本地通信主要采用窄带电力载波；但随着数 据量的增大和信息种类的多元化，可互联互通、带宽更大、传输速率更高的宽带电力载
25、 波（HPLC）1成为新一代电力载波通信技术。国家电网从 2018Q4 开始直接对 HPLC 模 块进行招标，开启了宽带电力载波的替换周期。未来，随着物联网的进一步发展，物联 网智能设备会更为多样化，应用场景也更为复杂，因此具备更强自适应能力的“HPLC+ 高速无线”双模通信2有望成为下一代通信方式，国家电网也已开始着手制定相关标准。智能电表周期更换及升级带动 HPLC 需求提升。2018 年下半年国网智能电表开启新一 轮更替周期；2020 年 8 月起，新一代智能电表及物联表标准陆续出台，拉动电表需求 回升，进入电表升级替换期。2021 年国网智能电表招标量达 6674 万只，同比增长 28
26、%。 单考虑电表带来的空间（不包括采集器、集中器），截至 2021 年底，国网电表 HPLC 中 标量合计约 3.2 亿个，估算国网、南网合计仍存约 47%的电表 HPLC 需求（截至 2020 年底，国网用户数为 5.2 亿户，南网用户数为 9670 万户，南网目前仍多为窄带产品）， 按 2018-2021 年国网 HPLC 中标综合单价 60 元计算，仍有约 170 亿元的市场空间。若 综合考虑采集终端，市场规模将进一步打开。受益于新一代电表升级推广，我们认为 HPLC 剩余市场空间有望实现加速集中释放。长远来看，未来“HPLC+高速无线”双模 通信技术的应用或在后续改造过程中持续带来智能
27、电表的更新换代需求。未来通信技术 升级至双模通信后，单模组价值量也有望提升，市场规模或进一步增长。配网市场成为增长新动能，中压电力载波需求或大幅提升。随着配网投资的持续加码， 配网数字化程度有望继续提高，而配网设备的互联互通则是数字化的基础，即所有工作 在中压配网侧（10KV 为主）的设备均需实现通信互联。根据配网通信导则，配网通信 一般以光纤通信方式为主，对于不具备光纤敷设条件的地区，可采用电力载波、无线等 通信方式。当前，中压配电网形成了光纤为主、中压电力载波为辅、无线公网补充的通 信方案。未来随着配网数字化程度提高、新型电力系统发展，有望新增分布式电源、充 电桩等连接设备，接入设备量增加
28、叠加应用场景拓宽，中压电力载波需求有望大幅提升。5G 硬件/设备和专网：赋能新型电力系统，长期畅享多业务遍地开花5G 网络以其超高带宽、超低时延、超大规模连接的特性及优势，将为数字电网建设提 供重要支撑。自 5G 发牌起，中央不断发布政策推动 5G 赋能电力行业，明确提列了多 个 5G 典型电力应用场景，持续助力电网数字化升级。5G 三大场景中的增强移动带宽 （eMBB）、超高可靠低时延通信（uRLLC）和大规模机器类通信（mMTC）在电力系统 的发电、输电、变电、配电、用电，以及应急通信各个环节均有不同程度的应用。5G 相关硬件及设备将受益于四大电力应用场景，其中移动应用类和电网新型业务或为
29、 5G 在数字电网中的优势领域。5G 在电力行业中的应用场景可分为 4 类，分别为控制 类、采集类、移动应用类和以多站融合为代表的电网新型业务。我们认为：首先，移动 应用业务和电网新型业务因其业务特性或将以无线通信方式为核心。其次，移动应用类 业务对通信需求的典型特征是带宽要求高、安全性要求高，需要 5G 技术体制进行适配； 电网新型业务个性化通信需求较多但缺乏存量业务前期的通信积累，5G 技术能更好地 与传统通信方式结合，满足各类新型业务的个性化通信需求。当前，两类业务均处在发 展初期，未来随业务的逐渐成熟，或将为 5G 相关硬件及设备带来更为明确的增长。随业务复杂性提升，5G 专网需求有望
30、提升。随着新能源、移动智能化等多类业务的出 现，各类业务终端繁杂的接入方式使得业务扩展应用和接入运行的管理难度极大。而 5G 独特的可定制化的网络切片技术，可端到端保障电网的高隔离性应用，为智能电网不同 业务提供高可靠、差异化的网络服务能力。故业务的日渐复杂或使得电网对 5G 专网的 需求提升，较公网更高价值量的专网也有望给运营商等 5G 专网建设方带来新增量。信息应用目前仍处普及开拓初期针对感知设备采集、传输的信息，最终需要各类软件对应进行信息梳理、信息应用，因 此最终的软件应用也是电网数字化中的重要一环；并且数字化应用种类较多，应用范围 也较广，本文我们主要探讨与配网系统关联度较高的数字化
31、应用。目前来看，整体配网 层面信息应用尚处于发展前期，一方面，应用种类目前较为有限，并且以电网内部的基 础应用为主；另一方面，数字化应用目前参与的企业范围有限，主要为国网系统内相关 公司。根据国网公开招标的数字化服务信息，我们发现目前数字化服务包括针对整体电力系统、 主网、配网、用电、网外的各类应用，其中针对配网的数字化服务数量相对较少。我们 选择 2020、2021 年数字化服务招标中与配网存在一定程度关联的项目进行梳理，可以 发现，大部分应用均属于内部基础应用，例如数据管理传输、电网资产标识、电网运行 状态感知等；与新能源发展相关的应用尚不多，但近两年国网逐步进行一些应用的研发 创新，包括
32、新能源云、分布式发电市场交易、电动车智能有序充电、电动车统一负荷聚 合调控、电动汽车与电网智能互动等。信息安全是配网数字化的重要保障配电网数字化建设是利用多种通信方式，以配电自动化系统为核心，对配电网进行离线 与在线的智能化监控管理，并通过与相关应用的信息集成，实现配电系统的科学管理。 而配电数字化需要实现对配电线路上的各类开关等配电设备的远程控制，同时开关等配 电设备也需要与安装在现场的配电数字化终端进行信息传输实现智能化。如配电设备、 配电自动化终端在传输信息时未进行加密，配电网系统中将出现安全漏洞，因此信息传 输安全是配电网数字化建设的重要保障。目前，电力系统信息安全形势异常严峻。电力系
33、统承担着为国家各行各业、人民生活提 供能量的重要责任，随着电网信息化、智能化程度的不断提高，电力系统遭受网络攻击 的频率呈现上升趋势，电力系统因其结构复杂、分布广泛、对民生影响重大等特点，成 为各国信息安全问题的集中爆发点。目前，用于配网信息安全的主要产品为态势感知设备。态势感知设备是一种基于环境的， 能够动态、整体地洞悉网络安全风险的设备。以安全大数据为基础，从全局视角提升对 安全威胁的发现识别、理解分析和响应处置能力。旨在大规模网络环境中对能够引起网 络态势发生变化的安全要素进行获取、理解、显示以及基于最近发展趋势进行顺延性预 测，进而进行决策与行动。行业内电力工控安全细分领域领军厂商开发
34、的网络态势感知 设备内嵌多种主流的工业协议，具备丰富的接口，主要用于电力生产现场、生产管理网 络的安全态势监控。除监控常规的信息安全事件外，网络态势感知设备还能监控生产控 制设备的状态，保障生产系统安全运行。内网安全监测装置主要部署于电力监控系统局域网网络中，用以对监测对象的网络安全信息采集，为网络 安全管理平台上传事件并提供服务代理功能。根据性能差异分为 I 型和 II 型网络安全监 测装置。I 型采用高性能处理器，可接入 500 个监测对象，主要用于主站侧；II 型采用 中等性能处理器，可接入 100 个监测对象，主要用于厂站侧。网络安全态势感知平台平台主要为实现电力监控系统网络安全数据采
35、集、监视、分析处理与告警上传等功能的 监测装置，用于实现厂站电力系统网络安全数据采集、分析处理以及通信。硬件：未来可能存扩容需求，节能改造趋势明确除了软件方面的数字化升级外，变压器、线缆等硬件设备主要决定配网中电力传输的容 量，由于分布式电源需要较大的传输容量，因此在部分区域随着分布式电源的建设可能 会出现配网硬件容量不足的瓶颈，将会带动当地配网硬件容量的扩容需求。相比于城市 而言，我们认为乡村地区更容易出现上述情况，主要因乡村地区此前户均配用电容量相 对较低，但目前是户用光伏的主要建设地区（屋顶资源较为丰富）。对于户均配用电容量，因用电需求差异，城镇和乡村地区的规定存在差距：1）城镇地 区，
36、此前国网披露的国家电网公司业扩供电方案编制导则中提及建筑面积在 50 平方米及以下的住宅用户每户容量宜不小于 4KW，大于 50 平方米的住宅用电每户容量宜 不小于 8KW，具体到各省的配置户均容量均不低于国网的建议值；2）乡村地区，前期 能源局发布的配电网建设改造行动计划（2015-2020 年）中提及到 2020 年乡村户均 配变容量目标为 2KW（2014 年为 1.55KW），明显要低于城镇户均容量。同时，国内近几年户用光伏呈现爆发式发展，2021 年国内新增户用光伏装机约 21.6GW， 较 2020 年翻倍以上增长；并且从地区来看，2021 年国内户用光伏装机主要集中在山 东、河北
37、、河南、安徽、山西、江苏 6 个省份，合计装机占国内户用装机比例约 88%。具体看山东、河北、河南、安徽、山西、江苏各省的乡村地区户均容量，可以发现大部 分省份的农村电网户均配电容量约 2-3KW，江苏、浙江等较发达地区的农村电网户均配 电容量约 4KW，要低于城镇户均配电容量。而户用光伏跟随技术不断进步发展，单户装 机规模逐年增加，2020 年单户户用光伏装机规模约 20KW，显著要高于当前单户配电 容量设计水平。根据统计局披露的乡村人数和单户家庭人数估算山东、河北、河南几个 户用光伏大省乡村户数均在千万以上，预计当前户用光伏累计安装规模尚不会对配网形 成较大影响，但若户用光伏渗透率持续大幅
38、提升可能会在未来的某个时间对配网容量形 成显著冲击。因此，我们判断部分区域配网容量未来可能需要进行扩容，对应的多为配网变压器容扩大量或者输电线线径加粗等；但是考虑到各个地方配网存在差异，具体情 况需具体分析，因此未来实际配网硬件扩容计划和目标尚需跟踪后续电网公司的相关措 施或者行动文件。除分布式清洁能源发展可能推动部分区域配网容量扩容外，配网变压器节能改造的发展 方向目前较为明确。新型电力系统需要承担的一大任务是针对用电侧进行节能减排，其中电网内部节能减排 涉及电网相关输配电设备的损耗降低，而变压器作为电力系统的核心设备之一，目前在 网运行的变压器约 1700 万台，总容量约 110 亿千伏安
39、，是电力系统传输损耗的主要来 源之一，预计变压器损耗约占输配电电力损耗的 40%，具备较大节能改造空间。工信部等三部门前期发布变压器能效提升计划（2021-2023 年），提出到 2023 年高 效节能变压器在网运行比例提高 10%，当年新增高效节能变压器占比达到 75%以上。 同时，加快电网企业变压器能效提升，到 2023 年，逐步淘汰不符合国家能效标准要求 的变压器；自 2021 年 6 月起，新采购变压器应为高效节能变压器。我们认为本次变压器能效提升计划有望带动配电变压器需求的新一轮释放，因为目前在 网运行的变压器中配电变压器数量居多（截止 2013 年在网运行的配电变压器约 1530
40、万台，其中 860 万台由电网公司运行管理），未来 2-3 年要将高效节能变压器在网运行比例提高 10%，估算对应大约 100-150 万台高效节能配电变压器的新增需求量，而 2019、 2020 年国网年均配电变压器招标量大约 10-20 万台，我们判断未来配电变压器招标量 有望实现跃升。从招标情况看，我们认为 2021Q4 开始配网变压器的节能改造已经开始 实现兑现：2021Q4 国网配网变压器招标 18 万台左右，显著高于 2020 年以及 2021Q1- Q3 的招标数量；考虑 2021Q4 招标的产品一部分交付时间在 2022 年，预计相关企业 的收入、业绩兑现有望在 2022 年落
41、地。技术路线方面，预计非晶变压器比例有望提升。2020 年非晶渗透率约 10%-20%，上一 轮变压器能效提升阶段 2015-2017 年非晶占比约 30%，并且目前非晶立体卷芯等新技 术逐渐成熟，能够加强非晶变压器的竞争力，因此我们预计非晶变压器未来的渗透率有 望实现持续提升。总结来看，我们认为十四五期间无论配网软件还是配网硬件均存在升级、变化的可能， 相关领域未来有望呈现较高景气度。投资分析综上所述，配电网作为电网中直接和用户连接的桥梁，过去建设相对有所滞后，十三五 以来电网公司对配网投资比例加速提升，但是目前国内配网相对部分海外发达国家仍存 在一定差距。展望十四五期间，我们认为在新型电力
42、系统主线中，随着分布式清洁电源 的不断建设，配电网较明确的将成为未来电网建设的重点之一，南网十四五规划中对配 网建设也重点提及。未来配网建设具体落地方面，我们认为在分布式清洁电源的影响下，配网未来无论软件 还是硬件均将迎来变化：1）软件层面，主要聚焦于配网数字化改造以提升系统感知、调 节能力，包括信息采集、信息通信、信息应用、信息安全四大层面，其中信息采集的感 知设备存在较多创新升级空间，从目前技术和应用情况看，配网监测产品、一二次融合 柱上开关、电力机器人、新一代物联电表、智能低压电器较为成熟，未来有望受益放量； 信息通信是支撑信息传输的基础，其中我们认为电力载波及 5G 相关产品受益或更强， 电力载波模块有望受益于电表更替升级和配网数字化提升获得新增长，5G 硬件/设备和 5G 专网可长期畅享新型业务出现带来的新需求增量；信息应用仍处初期，过去两年国 网陆续形成一些针对分布式清洁能源的应用，目前以国网旗下数字化建设单位参与为主； 信息安全是电网数字化信息传输安全的重要保障，主要产品为态势感知设备，包括内网 安全监测设备、网络安全态势感知平台等。2）硬件层面，户用光伏未来的快速发展可能 带动配网硬件的扩容改造，具体情况尚需跟踪；同时，配网变压器能效升级目前趋势较 确定。