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新型电力系统系列报告(一):源网荷储一体化发展,促进新能源时代供需精准匹配.pdf

敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1/152024年04月02日证券研究报告|产业专题报告源网荷储一体化发展,促进新能源时代供需精准匹配新型电力系统系列报告(一)电力设备及新能源投资评级:推荐(维持)分析师:胡鸿宇分析师登记编码:S0890521090003电话:021-20321074邮箱:huhongyu@cnhbstock.com研究助理:蒲楠昕邮箱:punanxin@cnhbstock.com销售服务电话:021-20515355行业走势图(2024年4月2日)资料来源:wind,华宝证券研究创新部相关研究报告1、《储能行业系列深度报告(二):高压级联,产业化有望从1到10,关注左侧布局机会》2023-03-172、《储能行业深度报告:政策+需求双轮驱动,大储装机23年有望迎来量利齐升》2023-01-05投资要点新能源发展迅猛,为电力系统带来挑战。我国新能源发电量和装机占比持续提升,我国正在向“构建以新能源为主体的新型电力系统”的目标迈进,但新能源的高比例接入也会带来一些挑战。“十四五”以来,我国电源投资以新能源为主,但可控、可调、出力稳定的传统电源,如火电、水电、核电投资仍呈平稳或下降趋势。传统电源,尤其是具备良好调节性能的灵活性电源投资,已经长期处于投资不足状态。新型电力系统需要灵活性资源支撑,从而适应新能源快速发展。系统调节能力由电源调节性能决定,不同电源具有不同的调峰能力。新能源消纳问题与系统调节能力密切相关,在一定规模的电力系统中,系统调节能力主要由电源调节性能决定,与电源结构相关。通常如果电力系统中灵活性电源较多(气电、抽蓄、电化学储能),则最低极限出力较低,系统可以容纳较多的新能源发电空间。如果系统电源不够灵活(如煤电调峰深度不够),则难以为新能源让出足够多的消纳空间。电力系统中灵活性资源广泛地存在于电源侧、电网侧、用户侧、储能,形式多种多样且互为补充。多元组合提升能够吸收各灵活性资源的优势,扬长避短,实现灵活性提升效果和系统投资运行成本的平衡。随着集中式和分布式新能源大规模并网,源、荷两端呈现高度不确定性,电力系统的供电安全与稳定运行机制趋于复杂,高比例新能源电力系统整体特征发生巨大改变。后续为支撑新能源装机量和发电量占比逐渐提高,灵活性资源是投资的重点。新建火电、火电灵活性改造、特高压设备、虚拟电厂、电化学储能、抽水蓄能、压缩空气等技术方向均为发展重点。风险提示:新能源装机增速下降导致对灵活性电源需求下降;全社会用电量增速下降;容量电价补偿标准低于预期;电力市场机制推进不及预期;此外文中提及的上市公司旨在说明行业发展情况,不构成推荐覆盖。产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券2/15内容目录1.新能源发展迅猛,为电力系统带来挑战....31.1.双碳背景下清洁能源占比不断提升,电力供需波动性加强....31.2.我国电源投资增速远高于电网投资,源网协调发展迫在眉睫62.新型电力系统需要灵活性资源支撑,从而适应新能源快速发展.....72.1.电力系统由发电、输电、变电、配电和用电五个环节构成....72.2.电网消纳新能源的能力由电源调节性能决定,亟需灵活性资源调峰.....92.2.1.电网消纳新能源的能力由系统平衡调节能力决定...92.2.2.电力系统各环节均可提供灵活性,形式多样互为补充.....103.灵活性资源投资图谱....124.风险提示14图表目录图1:2016年-2023年我国发电量情况(单位:亿千瓦时)3图2:2023年发电量结构占比....3图3:2016-2023年发电量年同比增速.3图4:2023年累计发电装机容量(万千瓦)...4图5:2023年累计发电装机容量结构占比.4图6:2016-2023年累计发电装机容量年同比增速.....4图7:典型风电发力曲线与用电负荷曲线对比.5图8:典型光伏发力曲线与用电负荷曲线对比.5图9:“双高”电力系统低惯量特征明显,电网协调难度大5图10:电力系统安全稳定运行面临风险示意图.....5图11:“十四五”以来电源投资增速大幅提升(单位:亿元)6图12:电源投资的提升主要由新能源贡献,稳定可控的传统电源投资仍严重不足(单位:亿元)6图13:新型电力系统四大基本特征.7图14:电力系统构成.8图15:某省某典型日风电出力和负荷曲线.9图16:新能源消纳空间示意图...9图17:新型电力系统建设“三步走”发展路径..12表1:电网设备情况....8表2:不同电源具有不同的调峰深度...10表3:电力系统各环节均可提供灵活性.....10表4:灵活性资源投资图谱.12产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券3/151.新能源发展迅猛,为电力系统带来挑战1.1.双碳背景下清洁能源占比不断提升,电力供需波动性加强从发电量结构来看,我国新能源发电量占比持续提升。2023年我国发电量达到89091亿千瓦时,同比增长6.2%,在电动化和智能化趋势下保持较高增速。其中,煤炭作为主力能源发电量为62318亿千瓦时,同比增长6.5%,约为我国全社会发电量的69.9%;水力发电量排第二,产生的电力为11409亿千瓦时,受夏季干旱影响下滑5.1%,占比12.8%;核电较为稳定,发电量4333亿千瓦时,占比4.9%;新能源增速迅猛,在我国发电占比中迅速提升,光伏发电量2940亿千瓦时,占比3.3%,同比增长28.4%,风电发电量8091亿千瓦时,占比9.1%,同比增长17.8%。整体来看,火电仍是我国的主力能源,但新能源发电量增速迅猛,在我国发电量的占比持续提升。图1:2016年-2023年我国发电量情况(单位:亿千瓦时)资料来源:Wind,华宝证券研究创新部图2:2023年发电量结构占比图3:2016-2023年发电量年同比增速资料来源:Wind,华宝证券研究创新部资料来源:Wind,华宝证券研究创新部从发电装机容量结构来看,新能源装机容量保持较高增速。2023年我国发电装机容量达到29.19亿千瓦,同比增长6.2%,在电动化和智能化趋势下保持较高增速。其中,火电累计发电装机容量为13.90亿千瓦,占比47.6%,仍然是最主要的发电形式,但呈现逐年下滑的态产业专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券4/15势;水电累计发电装机容量为4.22亿千瓦,占比14.4%;核电累计装机容量为5.69亿千瓦,占比1.9%;新能源继续保持较高增速,在我国发电装机容量占比中迅速提升,光伏累计发电装机容量6.09亿千瓦,占比20.9%,同比增长55.2%,风电累计发电装机容量4.41亿千瓦,占比15.1%,同比增长20.7%。图4:2023年累计发电装机容量(万千瓦)资料来源:Wind,华宝证券研究创新部图5:2023年累计发电装机容量结构占比图6:2016-2023年累计发电装机容量年同比增速资料来源:Wind,华宝证券研究创新部资料来源:Wind,华宝证券研究创新部从发电量及装机容量数据来看,我国正在向“构建以新能源为主体的新型电力系统”的目标迈进,但新能源的高比例接入也会带来一些挑战。1)影响电网运行的稳定性,给电力电量平衡带来挑战。电力系统是需要时刻保持平衡稳定的,大量新能源并网发电造成新能源装机容量比

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