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电力设备行业深度报告:构网型储能:新型电力系统刚需,渗透率有望快速提升
开源证券·2024-06-30 10:30

1、"构网型技术+储能"是新型电力系统刚需 1.1、 新能源快速发展导致区域电网面临多重掣肘 以风电、光伏为代表的新能源装机量与发电量占比持续提升。"双碳"目标下,国内电源侧低碳化趋势显著,以风电、光伏为代表的清洁电源装机占比持续提升,截至 2023 年我国风电与光伏分别实现累计装机 441GW 与 609GW,占国内电源装机总量的比重分别为 15%与 21%,合计占比 36%。[12][13] 国内风电、光伏资源禀赋与当前装机集中于西北、华北等区域。截至 2023 年,国内累计风电装机前五分别为内蒙古、新疆、河北、甘肃和山东地区,均位于华北与西北地区。太阳能方面,我国新疆、内蒙古、西北地区中西部、华北北部等地太阳能资源最丰富,截至 2023 年,国内集中式光伏累计装机前五分别为河北、新疆、青海、甘肃和内蒙古,同样均位于华北与西北地区。[14][15][16][17] 西北区域用电内需偏弱使得该区域风光利用率整体弱于全国平均水平,带来消纳问题。目前国内西北地区富庶的风光资源主要通过直流跨区输送的方式来满足中东部负荷中心的需求,西北地区内部用电需求相比其新能源装机增长不完全匹配,因此当前有限的外送能力和外送的不及时都在一定程度上导致了西北区域风光等新能源电力的消纳困难。[18][19][20] 1.2、 "双高"问题凸显,电网安全稳定运行遇难 新型电力系统高比例可再生能源和高比例电力电子设备的"双高"特性日益凸显。新型电力系统相比传统电力系统主要发生了两大变化:(1)供电主力电源发生较大变化。由传统燃煤机组转变为新能源为主体的发电结构,可再生能源接入占比持续提升。(2)从发电机主导向变流器主导演变。新能源的并网、传输和消纳在源网荷端引入了更多电力电子装备,高比例电力电子设备的接入导致电力系统呈现显著的电力电子化趋势。[23][24] "双高"特性的电力系统低惯量、低阻尼和弱电压支撑等特征明显。电力系统惯量降低、频率和电压调节能力变差容易导致电力电子设备脱网,加剧电力系统安全稳定运行的影响。[25][26] 1.3、 构网型储能是新能源发电渗透率提升下的刚需 电网在一定区域内需要有稳定的电压源来构建稳定的频率。当电网因短路带来电压跌落时,需要同步发电机转子磁链不能突变,维持机组在一定时间尺度内电势幅值不随电网电压跌落,提供充足的无功电流,减缓机组附近电压的跌落。[27][28] 目前主流的跟网型变流器从外部特征表现为电流源特性,依赖于电网提供稳定的电压和频率,必须并网运行,自身无法提供电压和频率支持。而构网型变流器外部特征表现为电压源,可以独立运行,为电网提供惯性支撑,确保电网的稳定性和安全性。[30][31][32][33][34] 2、 构网型储能有望实现从"1-10"发展 2.1、 全国及区域支持政策陆续出台,项目陆续落地 2023 年以来国内多个省份及国家层面均出台相应政策支持构网侧储能发展。国家层面,2024 年 6 月 7 日,国家能源局发布的《关于做好新能源消纳工作保障新能源高质量发展的通知》中明确提出在西北网架结构薄弱的区域,应用构网型新能源,可为电力系统提供转动惯量,提升新能源的瞬间功率支撑能力。[35][36][37][38][39][40] 以西藏、新疆、内蒙古等为代表的省市自治区也陆续出台相应的政策支持其构网型储能发展并制定相应装机目标。[39][40] 2.2、 构网型储能带动储能 PCS 环节量价齐升 超额电流短时过载能力带来构网型储能 PCS 2-2.5 倍超配需求。中关村储能产业技术联盟团体编制的《构网型储能变流器技术规范》和新疆发改委《关于组织上报 2023 年独立新型储能建设方案的通知》中分别针对构网型储能 PCS 和储能系统提出了一系列性能指标要求。[42][43] 综合当前构网型储能一体机的售价水平,预计 2024-2025 年构网型储能 PCS 一体机的市场空间将分别达 27.0、54.7 亿元。加上跟网型储能项目出货,预计 2024-2025 年国内储能 PCS 一体机市场空间将分别达 106.4、167.2 亿元,2023-2025 年年化复合增速将达 82%,超国内表前储能装机 69.9%的复合装机增速。[45][46] 3、 受益标的 3.1、 禾望电气 公司是国内率先将构网型技术应用于风、光、储、氢、SVG 等产品的行业领军企业。公司于 2023 年 1 月获得全球首张构网型变流器证书,率先将构网型技术应用到风电变流器、光伏逆变器、储能 PCS、制氢电源、无功补偿 SVG 等产品中。[50][51][52] 强大技术实力带动公司新能源电控业务毛利率持续环比提升。公司涵盖光伏逆变器、风电变流器和储能变流器业务的新能源电控业务毛利率自 2022Q2 以来持续环比提升,主要系成本端使用国产 SiC 器件降本叠加产品端具有溢价的构网型产品出货持续提升。[53][54] 3.