东方电子研究报告电网自动化龙头企业虚拟电厂打开成长空间

东方电子研究报告-电网自动化龙头企业虚拟电厂打开成长空间1、电力自动化全产业链布局龙头企业东方电子股份有限公司（以下简称东方电子）前身烟台计算机公司成立于1987年，后于1997年挂牌上市。公司经过数十年的研发耕耘，拥有涵盖调度自动化、集控站、变电站保护及综合自动化、配电自动化、虚拟电厂、综合能源、电能表及计量等系列产品和全面解决方案，在电力行业源-网-荷-储等各个环节形成了完整的产业链布局。2021年公司实现营业收入44.86亿元，同比增长19.38%，实现归母净利润3.48亿元，同比增长23.12%（调整后口径）。公司股权结构稳定，实控人为烟台市国资委。公司股权结构较为稳定，第一大股东为东方电子集团有限公司（持股比例27.58%），实际控制人为烟台市国资委；

第二大股东为宁夏黄三角投资中心，2018年通过定增成为公司重要股东，持股比例13.86%。全面聚焦数字化业务，与子公司协同配合业务分工明确。公司以“构建数字化企业，赋能数字化社会”为愿景，全方位布局数字化电网、数字化能源、以及数字化社会相关业务，其中公司主体深耕电网自动化相关业务，全资子公司威思顿是行业内领先的电能智能计量、监测产品龙头企业，全面推进公司电能信息管理系统及终端相关业务，控股子公司海颐软件专注数字化服务能力的构建以及综合能源管理系统业务的开展。公司营业收入及归母净利润稳健增长，2022年前三季度增速均超过20%。在我国电力系统持续改革以及电网持续加大投资的背景下，公司与电网投资高度相关的各项核心主业均保持稳健增长态势，带动公司整体营业收入和归母净利润持续增长，自2007年起公司营业收入和归母净利润已实现连续15年持续增长。2022年前三季度公司实现营业收入35.02亿元，同比增长20.84%，实现归母净利润2.81亿元，同比增长26.10%。公司毛利率保持稳定，净利率、ROE（摊薄）及资产负债率稳步提升。2017年至2021年公司毛利率保持稳定，近5年毛利率稳定在30%以上，净利率则在成本管控能力提升背景下保持提升态势，从2017年的6.88%提升至2021年的9.35%，进而带动公司ROE水平的稳步提升。公司资产负债率亦有所提升，从2017年的34.19%提升至2021年的47.79%，并于2022年第三季度末突破50%，仍处于正常水平。公司期间费用率进入下行通道，研发支出持续提升。自2019年公司期间费用率达阶段性高点后（26.70%）已连续两个年度实现下降，2022年前三季度公司期间费用率进一步下降至23.87%，成本管控能力卓见成效。另一方面，公司坚持加大对研发方面的投入，2017-2021年研发支出持续提升，2021年研发支出达3.80亿元，占营业收入的比重为8.46%。在手现金相对充裕，收现比维持高位。2017至2021年公司经营活动现金净流量已连续五年为正，在资本开支保持稳定的情况下保证了在手现金的充沛。公司销售商品提供劳务收到的现金亦连续五年保持增长，收现比稳定在100%以上，现金流质量相对较好。电网各环节自动化产品及系统解决方案均有所贡献，能源管理系统逐步发力。公司三大主业（电网自动化、电能信息管理系统及终端、信息管理及电费计量系统）自2019年起均保持增长，三项业务合计占营业收入的比重维持在80%以上，毛利率均维持在30%以上，整体经营和盈利能力较为稳定。此外，随着我国新能源装机建设规模的快速提升，公司在能源管理系统端逐步发力，2022H1年该板块实现营业收入0.63亿元，未来有望成为公司新的业绩增长点。2、数字电网：数字赋能，电网添翼2.1、数字技术赋能能源革命，数字电网是重中之重能源安全和双碳是我国电力体制改革新阶段的重要目标。在历史各时期，我国电力行业发展面临不同的问题，电力体制改革的目的也各异。回顾过去，我国电改大致可以分成四个阶段：（1）集资办电，解决电力供应问题；（2）政企分开，解决政企合一问题；（3）厂网分开，打破垄断；（4）放开两端，推进电力市场化。在新形势下，我国将聚焦能源安全与双碳，不断深化改革，解决新能源的时空错配问题与电价的资源配置问题。数字技术是能源革命中电网发力的重点。电网是我国的核心资产，在保证电力供应安全方面起到了举足轻重的作用；随着科学技术的发展与进步、以及现代信息技术和能源技术的深度融合，能源转型的数字化、智能化特征进一步凸显，电网的发展需要适应新能源大规模高比例并网和消纳要求，支撑分布式能源、储能、电动汽车等交互式、移动式设施广泛接入。数字技术赋能后的电网，可有效的促进源-网-荷-储协调互动，持续提高能源供给清洁化、终端消费电气化、系统运转高效化水平。以数字化支撑源-网-荷-储协同互动为核心和基础，以需求侧资源利用为基础，以源-网-荷-储协同互动服务平台为纽带，以市场化交易机制为动力，赋能新型电力系统构建。随着电力系统“双高”、“双峰”特征凸显，面对加速推进能源清洁转型的强烈信号，以及新能源大规模高比例并网、分布式电源和微电网接入等多重挑战，需要充分运用数字化、信息化手段来推动源-网-荷-储协调发展。2.2、应用场景广阔，源网荷电力系统缺一不可2022年11月华为联合安永共同发布《电力数字化2030》，在电力供给侧、电网侧、需求侧的“源网荷”电力系统中，报告详细梳理了如何通过数字化边端、泛在通讯网、算力和存储、算法及应用等数字化使能技术的24个应用场景；这些场景可以总结为：发电侧数字化、输变电数字化、配网数字化、电力调度、综合用能管理、碳管理等6大领域，其中电力调度、配网数字化、发电侧数字化，是“双碳”背景下新型电力系统里需要优先考虑的问题。发电侧数字化：从单一电厂提效到消纳统筹多能互补。（1）电站生产、运维提效：利用新型状态监测设备、通过电站智能巡检、完善监测平台建设，实现电站统一的数据采集、分析和解决方案制定。（2）电站规划、建设模拟：按照电子图纸开展工程施工，采用最优方式实施建设，可缩短工期，做好各环节协同。（3）消纳统筹、多能互补：通过电网对消纳能力及接入方案进行综合设置，指导发电资源、调节资源能够更好的进行调度，促进消纳。输变电数字化：智能巡检、操作排除安全隐患。（1）输电线路智能巡视：2021年南网全网配备8000架无人机，110kV以上线路覆盖率95%，全年机巡88.7万公里，占比约70%；全网500KV及以上线路三维数字化通道、无人机覆盖率100%，配置2.1万套输电在线监测终端，全网500kV及以上线路外部隐患终端覆盖率100%。（2）变电站巡视、操作、安全智能化：机器巡视为主、人工检查型巡视为辅的巡视模式、“调度监控中心替代”的远方操作模式等。配电网数字化：多源接入高效运营与配网自愈。（1）多源配网运营：随着高比例分布式电源和多样化负荷的接入，城市配电网将呈现出“有源”、“多向”、“双高”的特征。未来将继续规范接入标准、推动一二次设备融合、提升边缘计算能力、推进光纤通讯，同时结合虚拟电厂方案，推动配网侧高效运营。（2）自愈配网调控：全面感知监测能力、提高通讯能力、提高AI解决问题能力。（3）网荷友好互动：友好满足各类电源和用能设施接入需要，实现客户侧可调节负荷设备的即插即用，柔性联接。电力调度：智能电网调度与含虚拟电厂调度体系。（1）智能电网调度：提升电力预测的可靠性，和调度部门的指令传达、操作链接等数字化水平，实现高效顶层电力调度。（2）虚拟电厂：通过数字化软件聚合分散而各自独立的电源、储能、可控负荷，更精准的解决电力调度存在的问题。2.3、基建+辅助服务空间广阔，25年有望达千亿级别国网：数字化探索多年，引领我国各时期电网发展从2009年构建坚强的智慧电网，解决经济发展电力大规模输送问题；到2016年的能源互联网，对现代能源体系与信息技术进行深入融合，推动产业转型；再到2019年的泛在电力物联网和2021年新型电力系统，以顺应数字经济和“双碳”的发展趋势，国网始终走在我国数字化电网建设的前列。2020年，国网在数字新基建领域投入247亿元；

2021年12月13日，国网发布的“数字新基建”十大重点建设任务：主要用来部署电网数字化平台：能源大数据中心、电力大数据应用、电力物联网、能源工业云网、智慧能源综合服务、能源互联网5G应用、电力人工智能应用、能源区块链应用、电力北斗应用。2022年7月23日，国家电网有限公司在第五届数字中国建设峰会上发布《新型电力系统数字技术支撑体系白皮书》，从背景意义、目标原则和体系框架全面阐述了新型电力系统技术支撑体系，展示了以数字技术支撑新型电力系统建设的路径方案。南网：2019年首次将数字化转型提升到战略高度。2019年南网首次将数字化转型提高到战略高度，同年全面建成基于云数一体的数字化基础平台，成立全球首家数字电网研究院；2020年深化平台应用推动业务变革；2021年数字电网建设促进三商转型。基于云平台互联网、大数据、物联网等新技术，南网计划实施“4321”建设方案，其中：（1）建设四大业务平台，即电网管理平台、客户服务平台、调度运行平台、企业级运营管控平台；（2）建设三大基础平台，即南网云平台、电网数字化平台、物联网平台；（3）实现两个对接，即对接国家工业互联网、对接粤港澳大湾区利益相关方；（4）建设完善一个中心，即公司统一的数据中心。基建：数字基建占电网投资约4~5%，未来有望进一步提升电网投资由国网和南网投资共同组成，其中：

（1）国网：2020年数字新基建投资为247亿，数字新基建占电网总投资比重约5.4%；“十四五”电网计划总投资约2.4万亿元；假设未来数字新基建投资占国网的投资比例从2020年的5.4%每年提升0.1个pct至2025年的5.9%，则“十四五”期间国网数字新基建投资规模有望超过1400亿元。（2）南网：“十四五”期间，规划电网投资约6700亿元，其中数字化规划超260亿元，占比约3.9%。需要指出的是，数字经济的要求是随经济形势而变，“双碳”任务的阶段性矛盾点亦是随发展不断调整的，当前比历史上任何一个时期对经济转型的要求都更迫切，我们认为数字基建在电网投资中的占比有望进一步提升。服务：辅助服务市场改革在即，电网服务市场空间有望突破千亿调频、备用的比例与各省的电源结构、负荷特性、区域联络水平有关，一般来说

新能源发电量占比越高，调频服务需求越大；新能源装机占比越高，备用服务需求越大。我们假设：

（1）2025年、2030年辅助服务费用占全社会电费的2.5%和3.0%，其中调频、备用占全社会电费的比例为2.0%和2.5%；

（2）平均销售电价取600元/MWh；

（3）调频与备用的比重分别参考2018年南方区域、东北区域的1:4和1:5。由上述假设测算得出2025年、2030年调频费用分别为219.4亿元/年、264.8亿元/年，备用费用分别为877.4亿元/年、1323.8亿元/年。2.4、虚拟电厂是数字电网未来发展的重要抓手系统能否在高比例波动可再生能源的情况下灵活运行，是电力系统转型的核心，且对于确保现代电力系统的安全性至关重要。电力系统灵活运行能力主要是指电力系统能够可靠且经济有效地应对全时间尺度的供需平衡变化和不确定性，从而确保电力系统瞬时稳定性、并支持长期供电安全。系统调节能力不足会降低电力系统的稳定性，或产生大量的弃电。电力系统灵活运行能力既来自电力供给侧，还可以通过电网基础设施，需求侧响应和电力存储来提供系统运行调节能力。在具有较高波动性可再生能源占比的电力系统中，发电侧以外的其他系统组成提供的系统灵活性极为关键，而虚拟电厂是电力系统灵活性调节能力的重要补充。虚拟电厂定义：依托互联网和现代信息通讯技术，把分布式电源、储能、负荷等分散在电网的各类资源相聚合，进行协同优化运行控制和市场交易，实现电源侧的多能互补、负荷侧的灵活互动，对电网提供调峰、调频、备用等辅助服务。虚拟电厂的收益包括需求侧响应、电能量交易、辅助服务，但是整体商业模式的理顺较为依赖电力市场机制的进一步完善：

（1）需求侧响应。截止2022年11月，已有上海、江苏、广东、浙江、山东、河南等14个省（区）、直辖市出台了虚拟电厂参与需求响应新政策，其中除广东、浙江等省份已引入需求响应市场化交易确定补偿价格以外，其余大部分省份仍为固定价格补偿。总体而言，需求响应具有较好的盈利空间，但其交易频次不确定，总体收益存在较大波动。（2）电能量交易。截止2022年11月，仅山西、山东出台了虚拟电厂参与电力现货市场交易的具体规则，但暂未了解到具体运行项目案例。目前受限于各现货试点省份峰谷价差不足的现状，虚拟电厂参与电能量交易的获利空间有限，且与售电业务存在一定程度的功能重合，虚拟电厂建设的增量效益不明显。（3）辅助服务。以华北、华中、西北等区域调峰市场与上海、浙江等省内调峰市场为主，随着一批、二批现货试点省份进入连续运行，省内调峰市场的功能正在削弱；南方区域、江苏、浙江允许虚拟电厂参与调频、备用等辅助服务交易或实施两个细则补偿，但实践案例极少。目前调峰辅助服务市场补贴力度小，且市场规模逐步萎缩，难以成为虚拟电厂的主要收入来源。我国虚拟电厂发展处于试点示范应用阶段。“十三五”期间，我国江苏、上海、河北、广东等地相继开展了虚拟电厂项目试点。如江苏省于2017年投运负荷型虚拟电厂；上海市于2017年建成黄浦区商业建筑虚拟电厂示范工程；冀北地区建设聚合了分布式光伏、空气源热泵、民用及工业空调机组、电动汽车充电站等的虚拟电厂，并参与了华北辅助服务市场进行调峰。据国家电网测算，若通过建设煤电机组满足其经营区5%的峰值负荷需求（

2020年国网区域最大负荷约8.75亿千瓦，5%即4375万千瓦），电厂及配套电网投资约4000亿元；若建设虚拟电厂，建设、运维和激励的资金规模400亿~570亿元，折合900~1300元/千瓦。此外，虚拟电厂在欧美发达国家发展已经形成一定规模，亚太地区虚拟电厂需求将进一步增长。咨询机构P&S预计，全球虚拟电厂市场将从2016年的1.92亿美元增长至2023年的11.88亿美元，年均复合增率超30%。3、传统业务稳中有升，增量业务发展可期3.1、电力系统全环节覆盖，数字化转型直接受益公司拥有发电、输电、变电、配电、用电等各环节的自动化产品及系统解决方案。（1）调度侧公司深耕调度自动化领域多年，技术不断创新，产品持续更新换代。智能调度系统解决方案面向国家电网、南方电网、各省级调度中心、地区级调度中心，根据客户需求灵活配置，为智能电网一体化运行和调度控制提供全面系统解决方案。智能调度技术支持系统（E8000）是充分融合国家电网公司电网调度控制系统、南方电网公司一体化电网运行智能系统等规范而开发的新一代智能调度技术支持系统。E8000系统可以将传统的调度、集控、配电、继保、安自等各自独立的业务应用，整合为一套系统；同时将各级调度控制中心及厂站业务纵向贯通，实现调控业务的计划、数据、分析、控制等信息的共享和协调，是各级各类电力调控中心实现智能电网运行控制和优化运营的整体解决方案。实时电力平衡优化调控系统是电力现货市场条件下发电调度实时运行的支撑系统。该系统可以实现电网调度内部各专业应用系统的横向数据集成，具备适应电力现货市场运行的调度计划修改管理功能以及电力平衡前瞻调度功能，主要包括调度计划修改管理、计划修改安全校核、计划审核、基础数据管理与监视、实时电力平衡、网省统一调峰、信息汇总与发布等功能。（2）配电侧公司是全国最早进入配电领域的厂商之一，也是国网公司七大配电主站供应商之一，配电终端全国集招名列前茅；公司也是配电领域产业链最全的厂商之一，涵盖配网主站、配电终端、故障指示器、自动化测试设备、智能传感终端、一次设备及一二次融合装置。公司新一代配电自动化系统主站具备横跨生产控制大区与管理信息大区一体化支撑能力，构建基于配电网分析模型中心和运行数据中心的新一代配电网调度支撑平台。系统具备对外交互图模数据、实时数据和历史数据的功能，支撑各层级数据纵、横向贯通以及分层应用，形成配电网运行监控与调度作业的全过程闭环管理，支撑着配电网调控运行、生产运维管理、状态检修、缺陷及隐患分析等精益化管理，并为配电网规划建设提供数据支持。（3）变电侧公司E3000变电站自动化系统集电力系统、电子信息技术、自动化和继电保护技术，面向变电站通盘设计、优化功能和简化系统，用分层、分布、分散的设计方式实现面向对象的思想，满足35kV～750kV各种电压等级少人或无人值守变电站、电厂升压站的实际需求。（4）用电侧公司提供的智能用电信息采集系统解决方案有效地保证了电力市场供、售、购电各方对电量计费的公正性，及时、完整、准确地为电力营销信息系统提供基础数据，从而为电力企业经营管理各环节的分析、决策提供支撑。3.2、电表业务技术领先，行业升级换代空间广阔公司全资子公司烟台东方威思顿电气有限公司（以下简称威思顿）成立于2003年，聚焦用电、配电、新能源及综合能源管理、数字化智能工厂等七大业务方向，为用户提供领先的产品及整体解决方案。威思顿的智能电表、智能化终端、计量计费主站等成熟产品凭借其先进性、稳定性等优势在行业内保有较高市占率。威思顿产品类型包括系统产品、电能量采集、电能量计量、高压计量、滤波治理及无功补偿、能源管理、电力综合测控、电气安全、低压计量柜、电动汽车充电设施。其中电能量计量产品为威思顿的主要业务产品，覆盖单相电能表、三相电能表以及数字化电能表校验仪。“十三五”国网、南网先后提出了新一轮电网数字化的建设要求，其中对电表亦提出了更高要求。2020年第一批招标仍采用原标准，第二批招标开始，国网开始全面实行698-IR46规格的智能电表。2021年，国网智能电表招标总额达到近200亿元，较2020年全年提升近50%。此外，智能电表属于强制检定类计量器具，根据《中华人民共和国国家计量检定规程》规定，其检定周期一般不超过8年。2018年开始，首轮建设的智能电表开始进入更换的高峰期，除2020年受疫情影响外，国网智能电表招标总额整体处于上升通道，且2019-2022年CR5市占率呈现稳步提升趋势。新一轮招标中，为适应电力物联网的建设需求，智能电表开始普遍实行IR46新一代国际标准。相比上一代电表，除了实行“双芯”（计量芯片+管理芯片）外，还增加了远程抄表及电能质量监测等功能，单表价格普遍提升30%-50%，个别型号提升幅度接近300%。威思顿在国网智能电表招标中标份额稳定在第一梯队。2017-2021年，威思顿在国网智能电表招标中标份额稳定在4%左右，排名稳定在第三位左右。2022年国网加大了智能电表的招标力度，共进行了3次招标，总计中标金额达256.39亿元（同比+23.96%），威思顿年度累计中标金额达12.5亿元，中标份额排名第三，中标金额占比提升至4.88%，为近6年来新高。3.3、前瞻布局虚拟电厂业务，示范项目表现优异东方电子的虚拟电厂业务涵盖城市级虚拟电厂运行管理平台、负荷聚合商级负荷聚合管控平台和园区级虚拟电厂等三级虚拟电厂范围。公司具有诸多实施的虚拟电厂业务，其中广州市虚拟电厂管理平台、“粤能投”虚拟电厂管理平台、广州明珠工业园虚拟电厂分别是是公司城市级、负荷聚合商级、园区级虚拟电厂运行管理平台的典型案例。（1）城市级虚拟电厂——广州市虚拟电厂管理平台：由东方电子与广州供电局共同设计并研制开发，用于引导用户建设企业用能管理系统，优化用电负荷，提高电能管理水平和利用效率。广州市虚拟电厂具备邀约响应和实时响应两大功能，可根据电网动态运行情况对用户负荷进行精准需求响应，邀约响应能力约250兆瓦，实时响应能力约15兆瓦。需求响应结合广州电网变电站负荷水平和资源分布情况，选取荔湾区110千伏增窖站作为虚拟电厂运行试点。根据广州市工业和信息化局印发《广州市虚拟电厂实施细则》，满足条件的电力用户、负荷聚合商可以申请参与虚拟电厂，通过审核的电力用户和负荷聚合商将在引导下参与电网运行调节，实现削峰填谷，并获得相应的补贴。2021年7月广州市虚拟电厂管理平台正式开放注册，2022年7月注册用户接近1000个。（2）负荷聚合商级虚拟电厂——“粤能投”虚拟电厂管理平台：是南方电网第一个实用化负荷聚合虚拟电厂和广东首个虚拟电厂商业性运转平台，聚合光伏、储能、充换电站、空调、工商业负荷等各类用户侧可调控负荷资源参与广东省交易中心市场化需求响应市场，盘活用户侧可调控资源，实现多方共赢。2022年4月，“粤能投”虚拟电厂管理平台开通互联网上线，签约近800个电力用户，覆盖储能、工商业负荷、充电桩、智慧用电设施等各类柔性负荷资源，注册响应容量接近4000兆瓦。7月26日，“粤能投”虚拟电厂管理平台市场化需求响应正式启动，当日在全省范围内完成工业可中断、用户侧储能等可调节资源日前邀约响应，标志着“粤能投”平台已完全具备提供市场化需求响应服务能力。12月19日，公司的“粤能投”虚拟电厂管理平台项目入选由中国能源报、中国能源经济研究院发起的2022年度“双碳科技创新典型案例”。（3）园区级虚拟电厂——广州明珠工业园虚拟电厂：明珠工业园项目实现了电网-园区-企业-设备多级的弹性友好互动，在各个企业用户实施综合智慧能源管理，对内实现园区多能协同优化调度和工商业用户互动，对外为上级电网提供虚拟电厂服务，作为虚拟电厂聚合参与电网需求响应等辅助服务，提供10MW级灵活响应能力。可通过虚拟电厂、需求响应等功能，参与调频调峰等辅助服务，获取额外收益，最终实现能源需求与生产供给实时管控，以及资源配置协调最优的目的。4、盈利预测4.1、关键假设电网自动化电网自动化是公司的核心主业，包括调度、变电站、配电等相关业务，营业收入占比近年来维持在40%左右。电网自动化业务和电网投资规模高度相关，“十四五”国网及南网均在持续加大投资力度，2022年电网投资规模在一定程度上受到了疫情的影响，我们预计公司电网自动化收入增速相较2021年亦将有所放缓（2021年为27%）；展望2023年，国家电网辛保安董事长提出全年国网投资规模将超过5200亿元，我们预期