

我国电力建设的重心从“发电-输电-配电-用电”不断往下游转移,目前电力建设更加侧重于配电和用电两个环节。电力投资角度,电网建设投资与电源建设投资差距不断拉大,未来电力投资看点将是电网建设投资内部结构的变化,距离用户更近的配用电侧、相关信息化设备及面向下游的相关应用研发将有望成为下阶段电网投入的重点。
未来主线,泛在电力物联网开启新一轮电力信息化浪潮
近期泛在电力物联网战略地位显著提升,2019年3月,国家电网在泛在电力物联网建设工作部署电视电话会议上,指出公司最紧迫、最重要的任务就是加快推进泛在电力物联网建设。前十年国网工作重心坚强智能电网建设目前已进入收尾期,提前布局泛在电力物联网有望实现无缝衔接。较坚强智能电网,泛在电力物联网规划进度更快,建设重心靠前,2019年至2021年为投入关键时期,电力信息化建设将迎来加速拐点。
两网平行相融,泛在电力物联网连接电力元素与社会元素
泛在电力物联网并非是坚强智能电网的替代或备份,泛在电力物联网是区别于智能电网的另一张网络。坚强智能电网重内网电力系统,泛在电力物联网重专网信息系统,坚强智能电网重供给侧,泛在电力物联网重需求侧。我们认为,泛在电力物联网的建设是一次全新的网络建设,与坚强智能电网建设的重复性较低。此外,两网融合作为国家电网建设“三型”企业的基础与打造“三流合一”能源互联网的关键,亦属于泛在电力物联网建设期间需开展的内容。
以平台建设为核心,终端与网络建设在前,应用培育在后
从泛在电力物联网的层次上看,终端网络是基础,平台建设是核心,应用打造是目的,各个层次的具体建设前期虽有初步进展,但仍将以新建为主。从建设时序上看,我们认为主要是自下而上传导,终端网络建设靠前,应用建设靠后,平台建设以较强的力度贯穿整个建设周期。分层看,感知层的建设主要是在电网电力系统前期建设的基础上统一通信技术标准,在电力系统的各个环节扩大感知范围;网络层电力无线专网建设有望全面铺开,服务器等通信产品受益于接入终端增长需求有望提升;平台层在泛在电力物联网和两网融合建设中处于核心地位,由国网互联网部统筹建设;应用层,对内业务以升级为主建设相对靠前,对外业务以创新为主建设相对靠后。
投资建议:计算机领域重点推荐朗新科技、恒华科技,电新重点推荐林洋能源,建议关注国电南瑞、岷江水电、远光软件、科远股份、海兴电力等。
风险提示:泛在电力物联网投入不及预期;泛在电力物联网建设进度不及预期;国家电网新业务探索不及预期;“国网芯”等关键研究进展不及预期。
1. 从供给侧向需求侧发展是我国电力建设的主要方向
“发电-输电-配电-用电”,我国电力建设的重心不断往下游转移。我国的电力建设主要经历了四个阶段,第一阶段的1980年代初至2000年,电力建设主要聚焦于“发电”环节,解决电源侧供给不足的问题,第二阶段的2000年至2010年,电力建设投资重心开始转移至输电线路建设,第三阶段的2011年至2014年,电网投资持续高速增长,输配电环节不断加强。在经历了前三阶段发电、输电、配电环节的大力建设后,我国大部分电源供给及输电线路骨架已逐步完善,目前正在经历的第四阶段电力建设的重心继续向下延伸,更加侧重于配电和用电两个环节。
电网建设投资与电源建设投资差距不断拉大,未来电力投资看点将是电网建设投资内部结构的变化。我国电网建设投资规模于2009年首次超过电源投资规模,并于2013年起逐渐拉开差距。经历了前期较快增长后,目前电网建设投资增速已有所回落。我们认为,在我国整体电力投资放缓的背景下,未来电力投资将更注重电网建设投资内部结构的变化,距离用户更近的配用电侧、相关信息化设备及面向下游的相关应用研发将有望成为电网投入的重点。
2. 未来主线,泛在电力物联网开启新一轮电力信息化浪潮
2.1 战略地位提升,泛在电力物联网接棒坚强智能电网成国网未来发展主线
近期泛在电力物联网战略地位显著提升。2019年1月,国家电网在“两会”报告中首次提出打造“三型(枢纽型、平台型、共享型)两网(坚强智能电网、泛在电力物联网)”的战略目标,并提出建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础是要建设运营好“两网”。2019年3月,国家电网在泛在电力物联网建设工作部署电视电话会议上,首次明确了泛在电力物联网的定义,并对未来五年的建设提出了两个阶段的战略安排,指出公司最紧迫、最重要的任务就是加快推进泛在电力物联网建设。
“坚强智能电网”即将全面建成之际,“泛在电力物联网”提前布局无缝衔接。2009年,国家电网在“特高压输电技术国际会议”上提出了“坚强智能电网”的发展规划,并设定与2020年全面建成统一的“坚强智能电网”。经过十年的发展建设,“坚强智能电网”建设已进入收尾期,此时“泛在电力物联网”战略的提出是国家电网率先布局的体现,“泛在电力物联网”将接棒“坚强智能电网”成为国家电网未来发展的主线,而2019年及2020年或将成为国家电网战略起承转合的关键之年。
2.2规划进度更快,建设重心靠前,电力信息化建设有望迎来加速拐点
坚强智能电网建设期为12年,泛在电力物联网建设期为6年。坚强智能电网建设共分为规划试点阶段、全面建设阶段、引领提升阶段等三个阶段,国家电网自2009年提出坚强智能电网战略起,至2020年全面建成,其间建设期长达12年。“两网”的建设任务量和出台时的战略高度均相当,然而相较于坚强智能电网,泛在电力物联网仅分为2019年至2021年的初步建成阶段和2022年至2024年的全面建成阶段等两个阶段,从时间维度上看,泛在电力物联网整体建设期仅为6年,提速明显。泛在电力物联网的规划建设提速一方面为国家电网自身业务转型发展需要,另一方面则是为了迅速跟进和响应“云大物智移”等新兴互联网技术的快速发展。
电力信息化建设有望迎来加速拐点,2019年至2021年为投入关键时期。最近几年,国家电网投资规模增速回落,2017年负增2.23%,2018年增长0.74%,整体投资规模为4889.4亿元。2019年,国家电网计划电网投资金额5126亿元,同比增长4.84%,电网投资重回加速增长通道。在电网投资中,信息化投资及通信项目投资占比仍然较低,2018年,国家电网信息化投资和通信项目投资金额分别为53.4亿元和64.2亿元,占比分别为1.09%和1.31%。2019年“两会”报告中,国家电网提出了围绕“三型两网”建设成为世界一流能源互联网企业的战略部署,信息化及互联网化在集团内部的定位被显著拔高。我们认为,国家电网信息化投入占比将有望提升,在电网投资整体回暖的情况下,电力信息化建设将迎来加速拐点。
此外,国网“两会”报告中亦指出,2019年至2021年是建党100周年前党和国家发展至关重要的三年,也是国家电网建设世界一流能源互联网企业的战略突破期。我们认为,2019年至2021年将是国家电网加大泛在电力物联网投入的关键时期,电网信息化投资或将迎来超预期增长。
3. 两网平行相融,泛在电力物联网连接电力元素与社会元素
泛在电力物联网并非是坚强智能电网的替代或备份,泛在电力物联网是区别于智能电网的另一张网络。坚强智能电网出于安全性的考虑,其包含的电力信息元素与外界社会信息元素是相互分离的,泛在电力物联网则利用IOT网络,成为了连接安全的电力元素与开放的社会元素之间的桥梁。
泛在电力物联网和坚强智能电网是能源互联网的两大重要组成部分,在建设目标上、功能上、网络性质上均有着明确的区分,两网虽有融合,但总体相互平行。因此,我们认为,泛在电力物联网的建设是一次全新的网络建设,与坚强智能电网建设的重复性较低。
3.1 坚强智能电网重内网电力系统,泛在电力物联网重专网信息系统
高安全性要求限制了智能电网内部信息的广度及网络的可扩展性。坚强智能电网的信息化主要面向的是能源链中的电力系统,能源链中电力系统的内部数据为电网的核心数据,安全性要求高。高安全要也抑制了智能电网的可扩展性,电力系统建立在更为安全的工业内网中,其内部信息与外界物理环境隔离,接入设备仅限于安全性保障较高的设备,网络开放性较低。此外,高安全要求限制了智能电网内信息的广度,智能电网仅覆盖了电力系统运转时的关键信息,对周围物理环境中存在的与电力相关的其他信息并未进行采集、存储与分析。因此,电力系统周边大量电力相关的其他信息亟待另一张网络去采集、存储、分析与使用。
泛在电力物联网则正是以物理电力系统外部的电力相关信息为核心,此类信息安全性要求较低,但范围更广、数据量更大。物理环境中存在着大量安全性较低的电力相关数据,如自然灾害数据、污染排放数据、社会电力需求数据等,由于低安全性要求,无需使用工业内网,专网即可满足要求。此类数据的收集与分析可以在边际上提升电力系统的风险评估、控制决策,亦是国家电网未来提供覆盖电力全产业链的各项综合能源互联网服务的重要支撑。
3.2 坚强智能电网重供给侧,泛在电力物联网重需求侧
坚强智能电网主要侧重于能源供给侧结构性改革。坚强智能电网以特高压电网为骨干网架,主要聚焦特高压网络的建设,其主要目标是提高供给侧能源生产、转换、输送和使用效率,以解决能源紧缺、环境污染、能源安全等问题。
(1)能源紧缺问题方面,我国能源资源与需求呈逆向分布,能源运输压力大,坚强智能电网通过特高压网络建设提升“西电东送、北电南供”的运输效率。
(2)环境污染问题方面,我国对化石能源依赖较高,其产生的环境污染等问题日益严重,坚强智能电网通过特高压网络建设来实施“以电代煤、以电代油、电从远方来”电能替代发展战略。
(3)能源安全问题方面,坚强智能电网建设可以提高我国电力占终端能源消费的比重,实现输煤输电并举,使得两种能源输送方式之间形成一种相互保障格局,并降低对国外石油的依存度。
因此,我们认为,坚强智能电网的本质是以电网输配电等环节的智能化建设解决能源供给侧存在的相关问题。
泛在电力物联网更聚焦需求端,更面向于客户需求的业务延伸。《泛在电力物联网建设总体方案》提出了全息感知能力、泛在连接能力、开放共享能力、业务创新能力的四个提升方向,其主要思想是通过加强数据获取和连接,对外部企业需求提供一体化平台服务,加强自身传统业务同时寻找新兴业务方向。建设内容上来看,泛在电力物联网的建设内容更贴近下游企业服务及用电客户等需求方,是挖掘电力相关需求、提升国家电网客户服务的新的探索。
(1)对外业务打造智慧能源服务平台:主要面向政府、终端客户、产业链上下游等客户提供智能能源服务。
(2)对外业务培育发展新兴业务:依托既有客户优势,提供各项相关新兴增值服务。
(3)对外业务构建能源生态体系:打造能源互联网生态圈,促进成功转化,孵化业内企业,打造能源互联网产业集群。
(4)对内业务提升客户服务水平:推广“网上国网”应用,实现客户“一网通办”。
3.3 两网融合是建设能源互联网的关键所在
两网融合是国家电网打造枢纽型、平台型、共享型“三型”企业的基础,是数据流、业务流、能源流“三流合一”能源互联网的关键所在。坚强智能电网和泛在电力物联网是能源互联网的共同组成部分,两网的建设与融合是国家电网产业数据全面广泛获取和服务提供的重要保障。目前,两网建设需求主要体现在以下三个方面:
(1)泛在电力物联网:新建立能源电力基础设施与政府行业机构、能源客户、供应商、内部用户的全时空泛在连接,并为电力系统提供信息通信基础平台和设施支撑,实现数据的一次采集处处应用。
(2)坚强智能电网:解决营配数据不贯通、信息重复采集等问题。增强电力系统各个环节信息获取,实现能源汇集、传输、转换、利用各环节设备、客户的状态全感知、业务全穿透。
(3)两网融合:建立信息物理系统,融通传统电网生产运行和企业经营管理业务与综合能源服务和以客户为中心的现代服务等未来业务。
4. 以平台建设为核心,终端与网络建设在前,应用培育在后
终端网络是基础,平台建设是核心,应用打造是目的。泛在电力物联网技术架构包括感知层、网络层、平台层、应用层4个层次,其中感知层主要实现统一感知接入和边缘智能处理,网络层主要构建“空天地”协同一体化电力泛在通信网,平台层主要基于一体化云平台实现物联管控和能力开放共享,应用层主要打造智慧能源服务平台。
泛在电力物联网与前期坚强智能电网差异较大,需新建内容较多,我们认为,虽然若干方面前期已有初步进展(如国网云平台),但各个层次的具体建设仍将以新建为主。从建设时序上看,我们认为主要是自下而上传导,终端与网络分别负责数据采集与传输,较为基础,其投入与建设期或略微靠前,应用层相关创新服务的开展与推广对行业数据的依赖性较强,投入与建设期或略微靠后,平台作为泛在电力物联网的“大脑”以及国家电网未来核心竞争力的载体,其建设与升级或将以较强的力度贯穿于泛在电力物联网建设周期。
4.1 感知层:统一通信技术标准,扩展信息接受范围
电网此前各业务部门根据实际需求利用终端、网络、业务系统已经搭建了部分典型应用,电力物联网已经初具规模,我们认为,泛在电力物联网感知层的建设主要是在电网电力系统前期建设的基础上统一通信技术标准,在电力系统的各个环节扩大感知范围。在输电业务涉及架空输电线路监测、输电电缆在线监测、输电线路无人机巡检、雷电定位、电缆及通道防外破等;在变电业务涉及变电站视频监控、变电站智能巡检机器人、变电站安全防护、输变电在线监测、现场作业管理、智能工具管理、变电检修作业安全管控等;在配电业务涉及配电自动化、线路故障定位及报警、配网抢修平台、配电网隐患监控、电能质量检测、大用户负荷控制、柱上变压监测、配电线路巡检等;在用电业务涉及用电信息采集、电动汽车智能充换电服务、重点用电设施安全防护、用户自助购电等;在经营管理涉及实物资产统一身份编码、人员车辆统一管理、电力设施建设过程可视化、数字仓储、数字物流全链路监控、设备实物资产自动盘点等。
泛在电力物联网建设需要在感知层面扩展信息接收范围。我们认为,电力物联网建设的进一步完善,还将加大感知层的终端投入,既包括电力采集类的电表、互感器、集中器等,也将还将包括环境状态的传感器( 如温度、湿度、烟雾、风速等传感器),以及实物ID等相关设备等等。2018年,国家电网接入智能电表等各类终端5.4亿余台(套),采集数据日增量超过60TB级,按照国家电网规划,预计到2025年接入终端设备将超过10亿台,到2030年将超过20亿台。
(1)智能电表:智能电表是国家电网各类终端中占比最高的设备,据输配电产业联盟数据,国家电网目标共接入智能电表约4.5亿台,目前国家电网智能电表已基本实现全覆盖。我们认为,国家电网智能电表已从新建周期逐步转入替换周期,未来需求主要是替换需求,从增速上看将保持相对平稳,从边际催化上看主要依托“国网芯”等物联网芯片和模组研制进程。
(2)实物ID:实物ID实现实物资产规划设计、采购、建设、运行、退役全环节、上下游信息贯通,是国家电网智慧供应链建设的重要部分,对提升企业经营绩效实质帮助。从泛在电力物联网建设任务清单上看,实物ID全面推广应用为统一组织建设任务,建设地位较高,建设时间较早。我们认为,实物ID将是感知层建设中更为早期且确定性较高的部分。
(3)传感器等信息采集类产品:提高全息感知能力是泛在电力物联网感知层建设的重点,电网前期在感知层更注重电力系统关键数据的采集,而泛在电力物联网则更注重对泛电力设备的泛在信息进行采集,数据采集面更广。我们认为,传感器等信息采集类产品更服务泛在电力物联网在感知层提出的要求,国家电网对信息采集类产品的采购将有望实现加速增长。
此外,当前电网各业务系统相互独立,数据共享和信息交互存在壁垒,需要各类电力终端统一信通技术标准和接入模式,构建统一数据模型,规范数据标准化接入,推动实时在线接入。需加强工控、传感、通信、安全、标识、AI等芯片的自研和应用,进行OS的加固和自研。终端OS功耗、实时性、安全性、数据处理与交互能力需与之适配。统一各类电力终端标识方法,实现终端间泛在互连、信息解析、路由和定位。结合轻量级、基本型、增强型等终端需求,结合新技术、新材料、新工艺,研究高集成、低功耗、微型化、多功能的智能终端。
4.2 网络层:电力无线专网将全面铺开,通信产品收益接入终端增长
泛在电力物联网建设需要新建一张网。泛在电力物联网旨在建立电力相关设备的泛在连接,较核心电力系统终端数量更多,信息量更大,信息安全性要求较低。电力系统由于数据的高安全性要求,存在于工业内网,网络可扩展性低。由于数据量和数据安全性的区别,泛在电力物联网的建设需要新建另一张网络。
电力无线专网最为符合泛在电力物联网的要求。泛在电力物联网终端数量多,区域分布分散,建设有线网络成本太高;泛在电力物联网数据安全性要求虽较核心电力信息而言相对较低,但由于是电网相关数据,仍具有一定的要求性,使用经由运营商的无线公网对数据安全性保护较弱。电力无线专网则因其相对较高的安全性及校对较低的成本,成为了泛在电力物联网解决“最后一公里”接入难题的首选方案。
电力无线专网前期准备目前已基本完成,后续建设将全面铺开。电力无线专网于2009年开始研发,2017年9月,国网信产业携手华为、中兴等55家单位成立了中国无线电协会电力无线专网产业联盟。目前,电力无线专网前期准备已基本完成,已有11个省市公司已经建设一定规模的LTE电力无线专网。后续电力无线专网建设将全面铺开,2019年至2020年,国家电网规划建设基站2500余座,接入终端数十万个,至“十三五”末初步建成有效覆盖全网范围C类及以上供电区域的无线电力专网。
受益于接入终端增长,服务器等通信产品需求有望提升。泛在电力物联网增加了电力相关设备的接入数,联网电力设备数量和相关信息流量的迅猛增长,将推动数据服务器的扩容,并相应带动路由器、通信网关等通信产品的增长。
4.3 平台层:泛在电力物联网和两网融合建设核心环节
平台层的建设内容主要包括“国网云”一体化云平台、物联管理中心、全业务统一数据中心、企业中台等部分,重点是实现海量电力相关终端的物联管理,实现各类采集数据“一次采集,处处使用”,挖掘海量采集数据价值,提升平台支撑能力,实现联网设备的精细化管理,提升数据处理效率,实现平台的能力开放与共享。
平台层在泛在电力物联网和两网融合建设中处于核心地位。平台层处于泛在电力物联网整体架构的中枢部位,下接各类电力相关数据、上接各项2B、2C应用。平台层各项建设任务主要由互联网部负责,互联网部是由国家电网信通部和运监中心合并设立,是两网融合发展和泛在电力物联网建设的牵头方,统筹管理泛在电力物联网建设。平台层建设任务由互联网部作为主要责任部门,在该部分建设任务中,一体化“国网云”平台、全业务统一数据中心已分别于2017年、2018年初步建成,后续主要为推广与升级,物联网平台及“三站合一”的建设运营将是主要新建部分。
4.4 应用层:对内业务提升管理效率,对外业务实现战略转型
应用层建设共分为对内业务和对外业务两个部分,其中,对内业务主要建设方向为提升客户服务水平、提升企业经营绩效、电网安全经济运行、促进清洁能源消纳,对外业务主要建设方向为打造智慧能源服务平台、培育发展新兴业务,构建能源生态体系。我们认为,对内业务旨在通过提高智能化水平提升国网内部管理效率,对外业务旨在通过内容提供实现国网业务转型。
应用层统一组织建设任务总体上对内业务居多,对外业务较少。从产品形态上看,以软件为主;从提升方向上看,对内业务以能力提升与协同共享为主,对外业务以业态创新为主;分部门看,以营销部、财务部为主要责任部门居多。我们认为,应用层建设路线更向下游客户需求倾斜,所处环节市场竞争更充分,未来或将有更多的企业参与国网泛在电力物联网应用层的建设。
4.5 安全防护:贯穿泛在电力物联网建设始终
泛在电力物联网安全防护以信息通信类安全防护为主,贯穿泛在电力物联网四个层次的建设。泛在电力物联网安全防护主要从可信互联、安全互动、智能防御等三个维度出发,面向终端层、网络层、平台层、应用层等四个层面开展。泛在电力物联网安全防护更侧重于网络安全,而非电力系统的传统工控安全,产品形态上看,平台层、应用层安全防护产品或将以信息化软件为主,终端层、网络层安全防护产品或将以信息化硬件为主,而非调度类硬件。
安全防护建设步伐紧跟泛在电力物联网建设,由设备网络向应用递进。泛在电力物联网的安全防护工作亦主要由互联网部负责,其中,“国网芯”研发使用、全场景网络安全防护体系建设等两项统一组织建设任务相对靠前,泛在电力物联网新业务安全防护试点等专项试点建设任务相对靠后。安全防护作为泛在电力物联网的配套工程,在建设节奏上跟随泛在电力物联网设备网络建设在前应用建设在后的步伐。
重点推荐朗新科技、恒华科技、林洋能源,建议重点关注国电南瑞、岷江水电、远光软件、科远股份、海兴电力等。
6. 风险提示
①泛在电力物联网投入不及预期;
②泛在电力物联网建设进度不及预期;
③国家电网新业务探索不及预期;
④“国网芯”等关键研究进展不及预期。