替代传统电网、传输未来能源——智能电网深度研究报告
重点公司
重点公司 09E 10E 评级 特变电工 0.93 1.16 推荐 国电南瑞 0.91 1.15 推荐 思源电气 0.98 1.14 推荐 国电南自 0.51 0.59 推荐 科陆电子
0.48 0.72
推荐
行业走势
-34%
0%
34%2008/112009/22009/52009/8
68%102%136%170%204%电气设备沪深300
电气设备
王雪峰
新能源、电力设备研究员 021-********
wangxuefeng@https://www.wendangku.net/doc/0e15751220.html,
2009年11月7日
投资要点
z 智能电网是未来电网发展的大趋势。传统电网存在不支持大规模间歇性
电源与分布式电源接入、输电损失巨大、且用户侧无法互动等问题，无法满足低碳经济时代的要求。智能电网作为先进信息技术和高级物理电网的充分结合，是解决未来能源输送问题的理想方案，是电网发展的大势所趋。
z 环境决定侧重，力度决定速度：我国智能电网将优先发展输电环节，而
政府的大力投资将保证2020年前全面建成智能电网。电力环境特点对智能电网发展产生内在影响，与美国不同，我国发电资源与用电负荷区
域不均衡、电力市场完全垄断的特点决定了我国应优先发展输电环节；而政府大力投资将保证2020年前智能电网全面建成。
z 智能电网建设总计创造近万亿元市场需求。2012年前是特高压建设高
峰期，相关设备需求将成倍增长；2015年前数字化变电站将完全替代传统变电站，预计带来每年65亿元的市场需求，较传统变电站自动化市场规模提高近60%；2009到2013年用电信息采集系统投资将达800
亿元，需求年复合增长率为40%。
z 智能电网主要设备均有望形成寡头垄断市场。除智能电表行业竞争相对
激烈，智能电网其他主要设备技术壁垒较高，竞争环境良好，特高压变压器、开关、换流阀，数字化变电站，用电信系采集系统市场均有望形成寡头垄断格局。
z 建议投资者采取“抓住特高压、数字化变电站建设两条主线，兼顾用户
侧智能”的投资策略。智能电网建设还处于起步阶段，前景看好。特高压与数字化变电站是我国智能电网中短期建设重点，需求将大幅增长，相关上市公司将受益；用户侧智能化以用电信息采集为核心，未来几年市场规模快速增长，看好相关上市公司。
z 主要推荐标的：特变电工，国电南瑞，思源电气，国电南自，科陆电子。
目 录
低碳经济时代对电网提出新要求............................................................................- 4 - 传统电网已不能满足新能源时代要求................................................................- 4 - 智能电网是新时期解决能源输送问题的理想方案.............................................- 5 - 在美国引领下，各国掀起智能电网投资热潮.....................................................- 6 - 智能电网发展驱动——环境决定侧重，力度决定速度.........................................- 7 - 环境差异决定我国应重点发展长距离输电.........................................................- 7 - 大规模投资确保我国2020年建成智能电网.....................................................- 10 - 智能电网建设创造万亿元需求..............................................................................- 12 - 特高压——7000亿元解决长距离输电问题......................................................- 12 - 数字化变电站——6年内全面实现，成就智能化基础....................................- 17 - 智能调度——电网运行总指挥、预计年需求5亿元.......................................- 20 - 用户用电信息采集系统——800亿元初步建成“智能用户侧”....................- 21 - 供应格局：主要设备均有望形成寡头垄断市场...................................................- 23 - 特高压主设备：寡头垄断..................................................................................- 23 - 数字化变电站系统：前有寡头，后有新进入者...............................................- 24 - 智能调度：高端市场仍可能保持一家独大.......................................................- 25 - 用电信息采集系统四公司平分秋色，智能电表竞争激烈...............................- 26 - 投资策略：抓住两条主线，兼顾用户侧智能.......................................................- 26 -
图1、传统电网（左）与智能电网（右）示意图..................................................- 5 - 图2、2000-2030年美国智能电网分阶段规划.......................................................- 7 - 图3、美国电力市场模式——零售竞争模式..........................................................- 8 - 图4、美国765KV超高压输电线路现状及规划.....................................................- 8 - 图5、我国电力资源与用电负荷分布图.................................................................- 9 - 图6、中国电力市场模式——各环节高度垄断....................................................- 10 - 图7、国网公司的最新精神和安排.......................................................................- 10 - 图8、2009-2020我国智能电网规划.....................................................................- 11 - 图9、2009-2020智能电网分阶段发展侧重（深色为主要发展时期）.............- 12 - 图10、特高压、超高压性能比较.........................................................................- 13 - 图11、2020年国网特高压规划图.........................................................................- 13 - 图12、传统变电站系统与数字化变电站系统结构图..........................................- 18 - 图13、两种数字化变电站原理图.........................................................................- 19 - 图14、2005-2007国网110kV以上变电站数量（单位：座）............................- 20 - 图15、我国分区、分级调度结构.........................................................................- 20 - 图16、用电信息采集系统及采集设备市场容量估算（单位：亿元）..............- 22 - 图17、载波表与RS-485接口电能表....................................................................- 22 - 图18、晋东南项目一次设备份额情况.................................................................- 23 - 图19、当前与预计换流阀市场份额.....................................................................- 23 - 图20、换流变市场份额.........................................................................................- 24 - 图21、2008-2009 220kV以上变电站自动化系统市场份额................................- 24 - 图22、用电信息采集系统与采集设备市场份额..................................................- 26 -
表1、部分国家可再生能源发电量比重规划目标..................................................- 4 - 表2、部分国家风电、光伏发电量预期发电量比重..............................................- 4 - 表3、部分国家2008年输配电损失.......................................................................- 4 - 表4、智能电网的四大特征.....................................................................................- 5 - 表5、智能电网解决的问题.....................................................................................- 6 - 表6、各国智能电网发展概况.................................................................................- 6 -
表7、2007年美国输配电网自动化率（%）.........................................................- 8 - 表8、长三角，珠三角，环渤海地区2009年1-7月度累计用电量分布情况..- 10 - 表9、国网交流特高压规划造价估算...................................................................- 14 - 表10、晋东南-南阳-荆门1000kV特高压线路一次设备情况.............................- 14 - 表11、淮南-上海（双回）特高压线路一次设备估算........................................- 15 - 表12、特高压一次设备投资占比估算（单位：亿元）......................................- 15 - 表13、到2020年特高压交流一次设备需求测算（单位：亿元）..................- 15 - 表14、“十一五“规划内1000kV线路..................................................................- 15 - 表15、2009-2010 特高压交流一次设备需求测算（单位：亿元）..................- 16 - 表16、特高压直流一次设备占比测算（单位：亿元）......................................- 16 - 表17、到2020年特高压直流一次设备需求测算（单位：亿元）....................- 16 - 表18、在建特高压（>500kV）直流工程............................................................- 16 - 表19、2009-2010年特高压直流一次设备需求测算（单位：亿元）...............- 17 - 表20、2009-2020特高压设备需求额估算（单位：亿元）...............................- 17 - 表21、数字化变电站与传统变电站比较.............................................................- 18 - 表22、2007年末国网110kV~500kV变电站情况................................................- 19 - 表23、我国电网调度自动化需求估算.................................................................- 20 - 表24、2008年9月用户用电信息采集覆盖情况表.............................................- 21 - 表25、用户用电信息采集系统采集设备建设费用估算......................................- 21 - 表26、电能表设备建设费用估算.........................................................................- 22 - 表27、主要公司数字化变电站进展情况.............................................................- 25 - 表28、数字化变电站受益企业.............................................................................- 25 - 表29、推荐上市公司盈利预测及估值.................................................................- 27 - 表30、相关上市公司在智能电网领域的业务情况..............................................- 27 -
低碳经济时代对电网提出新要求
传统电网已不能满足新能源时代要求
以发展可再生能源、节约能源为主题的低碳经济已经成为未来发展主流。美国、
欧盟、日本、中国已经确立了新能源的发展地位，到2020年、2030年全球各国
可再生能源比重将大幅提高。
表1、部分国家可再生能源发电量比重规划目标
2008年 2010年目标远期目标
美国3% 10%（2012目标）2025年25%，2050年50%
日本 1.10% 3.10% 2030年20%
中国9.1% 10% 2020年15%
欧盟 4.50% 12% 2020年35%-40%
数据来源：兴业证券研发中心整理
发电端将面临大比例间歇性电源接入，特别是风电与光伏在电网中发电量比重将
大幅提升，到2020年美国、欧盟、日本等地区风电光伏总发电量比重将超过10%
甚至20%，到2030年还将进一步提高，届时传统电网将面临严峻挑战。
表2、部分国家风电、光伏发电量预期发电量比重
2008年风电比重2020年风电比重2008年光伏比重2020年光伏比重
美国 1.0% 14.0% 0.0% 0.8%
日本 2.5% 8.4% 0.2% 3.5%
中国0.3% 5.7% 0.0% 0.6%
欧盟 3.2% 12.0% 0.1% 12.0%
数据来源：兴业证券研发中心整理
传统电网巨大的输电损耗也不符合节能减排要求，各国家的输配电损失率基本在
5%到10%，带来巨大输电损失。以美国为例，每年的输电损失接近200亿美元，
估计全球每年在输电网络中损失达数千亿美元。
表3、部分国家2008年输配电损失
输配电年损失电量（亿度）输配电损失率年损失金额（亿美元）
美国2080 5.05% 185
中国2214 6.42% 165 日本995 9.20% 177
101 德国456 7.67%
数据来源：兴业证券研发中心整理
传统电网在用户侧的功能也非常有限，难以满足新能源时代多样化的要求，包括
其不支持需要双向馈电与双向通信的分布式发电；此外，无法与用户实现实时的
互动使得用户无法根据电力质量与价格选择售电企业。
传统电网还有电网不稳定、不易维护、用电监管不足的问题。电网故障造成的影
响较大，需人工排查故障，且恢复较慢；此外，每年因电力干扰造成的损失达上
千亿美元。
智能电网是新时期解决能源输送问题的理想方案
智能电网作为新一代电网应运而生，它以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成，形成新型电网。
表4、智能电网的四大特征
智能电网的特征
信息化信息充分，用户高度参与，故障提前定位
数字化电网与用电设备全面采用标准化数字通信
自动化大电网安全稳定控制（高级智能调度），变电站自动化与用户用电系统智能控制
互动化电网、发电与用户以信息为基础的互动
数据来源：美国能源部，兴业证券研发中心
智能电网能够实现兼容各类新能源发电与分布式发电、输电能力大幅提高、输电损耗减小、支持远程抄表、用户互动、优化电网运行、电网高度稳定等功能，是新时期下电网的发展方向。
图1、传统电网（左）与智能电网（右）示意图
数据来源：兴业证券研发中心
相比传统电网，智能电网能够很好解决分布式发电与间歇性电源的接入问题。智能电网将使美国电网支持分布式新能源发电，发电热效率从目前的33%提升到2020年的42%，2030年进一步提升到50%以上。此外，智能电网采用储能、柔性输电、智能调度等技术允许大规模间歇性电源接入，解决了新能源接入电网的关键问题。
智能电网可以大幅降低输电损耗，提升物理设备利用率。智能电网将使美国2020年输电线路损失下降50%以上，即线损率从目前的5%到10%下降到3%左右。物理设备利用率从当前的55%提升至80%或更高，相当于增加220kV变电容量5亿
kV A，大幅提高电网的输电能力，减少土地占用需求。
智能电网可以实现用户侧互动，促使电力市场完全竞争。用户侧的智能化支持双向电力流与双向通信，用户可以通过实时的获取用电信息和实时变化的不同供电商的电价，真正实现全国范围内电力市场完全竞争，此外自动抄表功能可以帮助电力公司节省抄表费用。
智能电网系统高度稳定，大幅降低电力干扰损失。智能电网是一个高度信息化与数字化的电网，具有坚强与自愈的特征，稳定性极高，出现故障时自动快速排除，电力干扰与停电将减少到目前的10%以下。
表5、智能电网解决的问题
传统电网存在的问题智能电网解决的问题
发电对分布式发电不支持，发电效率低下兼容各类新能源与分布式发电
输变电输电能力不足、输电损耗大输电能力高、输电损耗小
用电用电缺少监控、人工抄表、用户无法
互动、售电竞争不够支持远程抄表、支持用户互动、竞争性电力市场
整体系统电网运行不稳定、排除故障缓慢优化电网运行、电网高度稳定，具有自愈
功能
数据来源：兴业证券研发中心整理
在美国引领下，各国掀起智能电网投资热潮
美国是发展智能电网的积极倡导者，2001年最早提出智能电网概念，2003年规划了“Grid2030”远景图及路线图，正式启动智能电网研究与建设，2009年奥巴马将智能电网提升为美国国家战略，将每年耗费1200亿美元对电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网。
美国政府资助鼓励企业投资。2009年4月美国能源部宣布，将投资34亿美元用于资助智能电网技术开发，6.15亿美元用于资助智能电网的示范项目。资助的技术项目包括开发智能电网的各种相关技术、开发和研制智能电网中使用的电子部件以及各种设备。IBM公司、通用电气公司和谷歌公司已获得政府资助用以研发智能电表及利用电表节约电费的应用软件等。
除美国以外，其他国家根据各自情况制订了相应的智能电网发展计划。
表6、各国智能电网发展概况
国家发展概况
美国z1998年美国电科院推动了“复杂交互式网络/系统”。
z2001电科院开始推动“Intelligrid”(智能电网）研究。
z2003年布什总统要求能源部致力于电网现代化，DOE发布“Grid 2030”
规划。
z2004年能源部启动电网智能化(GirdWise）项目。
z2009年奥巴马将智能电网提升为美国国家战略。
欧洲z2005年成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”。
z2006年提出智能电网愿景，制定（1）《欧洲未来电网的远景和策略》（2）
《战略性研究议程》《战略部署文件》报告。
日本z2009年日本电气事业联合会正式发表了“日本版智能电网开发计划”。
中国z2009年宣布建设特高压为骨干网的坚强智能电网。
数据来源：兴业证券研发中心
智能电网发展驱动——环境决定侧重，力度决定速度
智能电网作为一个完整的电网系统，包含发电、输电、配电、用户侧全部环节，但电网所在地区的电力环境特点决定了各环节发展的紧迫程度不尽相同，这对智能电网发展产生内在影响，也就是我们所说的环境决定侧重。
除了这个内在因素，政府意图对智能电网实际发展产生更大影响，投资力度、投资重点不同都会带来不同的结果，也就是我们所说的力度决定速度。
能源与用电负荷的分布以及电力市场的竞争模式决定了我国和欧美国家的智能电网将具有不同的发展侧重及发展时点，我国政府大规模的投资计划保证了2020年前全面建成智能电网。
环境差异决定我国应重点发展长距离输电
美国发展侧重次序：用电、配电至输变电
在美国“Grid 2030”智能电网规划中，电网发展优先考虑用户侧智能与配电，输电网的建设放在最后，这符合美国的电力产业环境的特点——分布式发电比重快速上升与完全竞争性电力市场。
图2、2000-2030年美国智能电网分阶段规划
数据来源：兴业证券研发中心
美国分布式发电比重上升要求用户侧支持双向馈电。2000年美国分布式发电装机量占总发电装机量的6%，2020年该比例将达15%。分布式发电要求用户侧实现双向馈电与差额计费，它的快速发展要求用户侧智能先行。
完全竞争性电力市场要求用户侧支持双向通信。美国电力市场为零售竞争模式，其发电、输电、配售电分开，用户可以任意选择售电公司，供电公司和售电公司可以从事电力批发、零售业务，用户侧支持双向通信是全面交互、完全竞争的基础，这也要求用户侧智能先行。
图3、美国电力市场模式——零售竞争模式
数据来源：兴业证券研发中心
大量分布式发电和即插即用发电设备要求配网全面监控协调。用户侧智能发展支持分布式发电与即插即用发电设备，这类设备大量使用使配网运行更加复杂，需要全面监控以协调配网的平衡运行。美国变电站自动化发展相对滞后（参见表7），90%的停电及故障发生在配网，2010-2020年美国将全面发展配网智能化。
表7、2007年美国输配电网自动化率（%）
项目自动化率
变电站自动化率28%
机电式继电器比率81%
微处理器继电器比率20%
数据来源：美国能源部
2020到2030年，美国将实现超导为主的骨干网。美国智能电网的最后一个目标是实现零损耗。计划到2030年全面实现超导骨干网的应用，达到远距离零损耗传输的目标，每年带来约150亿美金的经济效益，减少二氧化碳排放量约2亿吨。
近期美国关于骨干网的技术选择出现了一些变化，美国电力公司（American Electric Power）初步发布了以765千伏交流和±500千伏直流的美国骨干电网规划，并于2009年开建从北达科他州、南达科他州到近芝加哥的765KV特高压输电线路，用于运输北达科他州200万千瓦的哈特兰风电场的风电电力。
图4、美国765KV超高压输电线路现状及规划
数据来源：美国电力公司，兴业证券研发中心整理
我国发展侧重：输变电、配电至用户侧
与美国相比，我国的电力环境有很大的不同，我国能源与用电负荷分布的情况以及网售合并的垄断性电力市场决定了我国应侧重长距离输变电的发展，即在时点和力度上都优先发展输电网络，用户侧智能化短期内只需采集用户用电信息。
能源分布集中使得我国分布式发电较少。我国的电力资源分布相对集中，从煤炭资源的分布区域看，华北地区最多，占全国保有储量的49.25％，其次为西北地区，占全国的30.39％；水电主要集中在南部，中、西南两地占有我国水电资源的近80%；我国可开发的风电资源主要集中在东北，西北两地；能源的集中使得我国必然进行集中式的大规模发电，全力发展大火电，大水电，大风电。
图5、我国电力资源与用电负荷分布图
数据来源：兴业证券研发中心
用电负荷相对集中于东南沿海地区。仅长三角、珠三角、环渤海三地区用电量占全国总用电量的43%。用电负荷与西北，西南清洁能源集中地区距离较长的特点
使得我国应重点发展长距离、高容量、低损耗的输电骨干网络。
表8、长三角，珠三角，环渤海地区2009年1-7月度累计用电量分布情况
地区累计用电量（万千瓦时）占比（%）
环渤海28356051 14.22
长三角38052500 19.08 珠三角19426799 9.74
全国199466890 三地区合计85835350 43.03
数据来源：电监会
网售合并的垄断性电力市场降低了对用户侧智能的要求。我国的电力市场还未完
全开放，发电企业的上网电价由发改委制定，国家电网与南方电网两公司垄断电
力输配售3个环节，电力市场各环节均处于高度垄断。因此，短时间内无法实现
电价自由定价，用户不必选择供电商。用户侧智能的要求低于欧美国家，短期内
应以电网公司对用电信息的采集监控为主，用户则较少自主参与电力市场。
图6、中国电力市场模式——各环节高度垄断
数据来源：兴业证券研发中心
大规模投资确保我国2020年建成智能电网
国家电网公司定位建设目标——坚强智能电网。国家电网公司表示将全面建设以
特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以信息化、数字
化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。可以看出国
网将特高压与电网的坚强性放在一个较高的位置，优先发展输变电成为必然趋势。
图7、国网公司的最新精神和安排
数据来源：电科院，兴业证券研发中心整理
国网重磅投资，2020年我国将建成坚强智能电网。智能电网的发展速度由投资力度决定，到2020年智能电网总投资规模将以万亿计算。按照规划，2009-2010年为试点阶段。到2015年，在关键技术和设备上实现重大突破和广泛应用；到2020年，全面建成坚强智能电网。2011年到2020年将是智能电网发展的黄金时期。
全国各地响应参与建设智能电网。比如，福建省计划投入120亿元建设福建海西智能电网，在《海西电网中长期发展规划》中，福建提出构筑以一千千伏高压电网为支撑、五百千伏超高压电网为主干的海西坚强智能电网；上海已成立上海市电力公司——中国电力科学研究院智能电网联合研发中心开展上海世博园智能电网示范工程。
图8、2009-2020我国智能电网规划
数据来源：兴业证券研发中心
智能电网建设创造万亿元需求
从上文分析我国的智能电网发展侧重将是从输变电、配电至用户侧，结合国网公司现有的规划来看，未来2-3年内，即2012年前，特高压、数字化变电站将是建设高峰期；2012-2015年智能调度将逐渐引入；2009-2013年用电信息采集和智能电表的需求将有较快增长。
图9、2009-2020智能电网分阶段发展侧重（深色为主要发展时期）
数据来源：兴业证券研发中心
目前，国网与南网公司对于特高压交流与直流的规划已经清晰，并在全国多个地区进行了数字化变电站的试点工作。关于用户侧，短期内，国网规划建设用电信息采集系统，注重对用户侧的管理而无用户互动参与电力市场，我们认为这是符合我国国情的智能用户侧。从目前国网的发展思路来看，和我们先前的侧重判断是完全吻合的。
特高压——7000亿元解决长距离输电问题
特高压是我国坚强智能电网的关键组成部分。如上文对于我国资源分布和用电负荷分布的分析，长距离低损耗送电是我国电网必须解决的问题，特高压作为骨干电网正解决了这个问题。
“特高压电网”，指交流1000千伏、直流正负800千伏及以上电压等级的输电网络。目前中国的长距离输电和世界其他国家一样，主要用500千伏的交流电网，国外并没有1000千伏交流线路在长距离运行。特高压电网能够适应东西2000至3000公里，南北800至2000公里远距离大容量电力输送需求，有利于大煤电基地、大水电基地、大风电基地和大型核电站群的开发和电力外送。
特高压电网性能优势显著
显著的输电能力提升。1回1000千伏特高压交流输电线路的自然输送功率接近500万kW，约为500千伏线路的4至5倍；正负800千伏直流特高压输电能力可达640万-750万kW，是正负500千伏线路的两倍多；在输送相同功率的情况下，特高压交流线路可将最远送电距离延长3倍。
大幅的输电损耗下降。特高压交流线路在输送相同功率的情况下，可将最远送电距离延长3倍，而损耗只有500千伏线路的25%至40%。输送同样的功率，采用1000千伏线路输电与采用500千伏的线路相比，可节省60％的土地资源。采用特高压为输电主干线路，将使得我国每年减少输电损耗1100亿千瓦时，相当于节约用煤4000万吨，减少CO2排放1.1亿吨。
图10、特高压、超高压性能比较
数据来源：兴业证券研发中心
2020年前规划投资超7000亿
2012年之前将是特高压黄金建设期。按照国网规划，2020 前特高压总投资将达6330 亿元，2011年2012年步入全面建设智能电网阶段，每年投资将超过1000亿元，到2012年特高压投资将超过3000亿元，达到总投资的一半，再加上南网，预计到2020年两网的总投资规模将超过7000亿元。
图11、2020年国网特高压规划图
数据来源：兴业证券研发中心
特高压交流设备需求估算
到2020年特高压交流总投入将超过4000亿元。国网公司计划到2020年，建成特
高压交流变电站53座，变电容量3.36亿千伏安，线路长度4.45万公里。根据现
有线路的造价（参见表9），我们预计国网到2020年交流特高压将总投入约3500
亿元，南网特高压投入预计为国网规模的20%，到2020年，我国特高压交流的投
入将达到4200亿元。
表9、国网交流特高压规划造价估算
项目线路长度（公里）变电容量（万千伏安）造价（亿元）
晋东南-南阳-荆门640 600 56.88
淮南-上海656 2400 234.87 国网2020年前计划 4.45万 3.36万约3500
数据来源：兴业证券研发中心
根据晋东南-南阳-荆门特高压主要设备投资情况，以及淮南-上海的线路项目书，
我们估算淮南上海设备投资中，约20亿元为变压器与电抗器，1000kV高压开关
约13亿元。
表10、晋东南-南阳-荆门1000kV特高压线路一次设备情况
长治南阳荆门合计金额（亿元）
变压器4（备用1）/100
万kV A 0 4（备用1）/100
万kV A
8台 3.47
电抗器 4*32万kV A
（备用1）7*24万kV A
（备用1）
4*20万kV A
（备用1）
376万kV A 2.87
特高压开关GIS 2间隔HGIS 2间隔HGIS 2间隔 6.57 数据来源：兴业证券研发中心
表11、淮南-上海（双回）特高压线路一次设备估算
淮南皖南浙北上海合计金额（亿元）
变压器8台（备用
2）/100万
kV A 8台（备用2）
/100万kV A
8台（备用2）
/100万kV A
8台（备用
2）/100万
kV A
32台13.88
电抗器 8*24万
kV A（备用
2）8*24万kV A
（备用2）
8*20万kV A
（备用2）
4*24万kV A
（备用1）
4*20万kV A
（备用1）
4*24万
kV A（备
用1）
816万
kV A
6.23
1000kV开
关
2 4 4 2 12 13.2
500kV开关4 2 4 1 11
约5亿
数据来源：兴业证券研发中心
综合以上两个特高压项目的情况测算得出变压器占投资总比例约 5.95%，电抗器约3.12%，特高压开关6.8%。
表12、特高压一次设备投资占比估算（单位：亿元）
变压器（亿）电抗器（亿）特高压开关（亿）总投资额（亿）晋东南-南阳-荆门 3.47 2.87 6.57 56.88
淮南-上海13.88 6.23 13.2 234.87 合计17.35 9.1 19.8 291.75
5.95% 3.12%
比例
变压器+电抗器9.07%
6.79%
数据来源：兴业证券研发中心
2020年特高压交流变压器需求将达240亿元。按国网规划，到2020年共需336台特高压变压器，加上备用变压器，共需约450台变压器，按每台4500万元计算，约合200亿元。南网按国网的20%来估计，则2020年，全国需特高压变压器540台，约为240亿元，这和按总投资额4200亿中变压器占比5.95%测算得出的结果很接近。
根据各类一次设备的投资比重，预计到2020年，特高压电抗器市场规模将达131亿元，开关市场规模将达285.2亿元。
表13、到2020年特高压交流一次设备需求测算（单位：亿元）
变压器（亿）电抗器（亿）特高压开关（亿）总投资额（亿）比例 5.95% 3.12% 6.79% 100%
金额240~250 131 285.2 4200
数据来源：兴业证券研发中心
2009到2010年特高压变压器与电抗器需求51.7亿元，特高压开关38.7亿元。根据国网规划2009-2010年特高压交流投资570亿元，2009年和2010年特高压主要交流设备需求如表15所示。
表14、“十一五“规划内1000kV线路
工程名称线路长度（公里）变电容量（万kV A）投运时间
晋东南-南阳-荆门640 600 2009.01.06
淮南-芜湖-浙北-上海双回656 2400 2009年底
1170 900 2010
晋东南-北京、晋东南-
陕北
1140 600 2010 晋东南-南阳-荆门二
回及荆门-武汉
云南昭通-广东惠东1200 400-500 2010
数据来源：兴业证券研发中心
表15、2009-2010 特高压交流一次设备需求测算（单位：亿元）
变压器（亿）电抗器（亿）特高压开关（亿）总投资额（亿）
比例 5.95% 3.12% 6.79% 100%
金额33.9 17.78 38.7 570
数据来源：兴业证券研发中心
特高压直流设备需求估算
到2020年全国特高压直流总投资将达3400亿元。按照国网规划2020年直流的规
划线路为15回，输电能力为1.02亿千瓦。参照向家坝到上海单位输电能力的价
格水平，我们估计国网投资将达2800亿元。南网按国网的20%计算，全国共投资
特高压直流项目3400亿元。
表16、特高压直流一次设备占比测算（单位：亿元）
总投资
换流阀换流变直流场设备换流站用交
流设备
昆明-增城15.5 24.54 20 15 137
向家坝-上海16.5 30 20 30 180 合计32 54.54 40 45 317
占比10.09% 17.21% 12.62% 14.20% 100.00% 数据来源：兴业证券研发中心
特高压直流建设将带来巨大一次设备需求，预计到2020年，换流阀的需求额为343.06亿元，换流变为585.14亿元。
表17、到2020年特高压直流一次设备需求测算（单位：亿元）
总投资
换流阀换流变直流场设备换流站用交
流设备
占比10.09% 17.21% 12.62% 14.20% 100.00%
金额343.06 585.14 429.08 482.8 3400
数据来源：兴业证券研发中心
2009-2010年全国特高压直流投资约400亿元。国网公司2009年直流特高压建设，新开工锦屏-苏南800kV线，续建向家坝-上海线以及宁东-山东660kV线。800kV
直流一般建设周期为3年，660kV直流建设周期为2年，故按表18推算。2009
年－2010年国网公司特高压直流输电线路投资预计为350亿元。考虑南网公司的
昆明至增城线，全国投资额预计约400亿元。
表18、在建特高压（>500kV）直流工程
电压（kV）长度（km）输电容量（万投运时间投资额（亿
千瓦）
元）
云南昆明-广东增城
±800 1438
500
2010
137
向家坝-上海 ±800 1907 640 2010 180 锦屏-苏南 ±800 2100 720 2012 200 宁东-山东 ±660
1335 400 2010.12 104
数据来源：兴业证券研发中心
表19、2009-2010年特高压直流一次设备需求测算（单位：亿元）
换流阀
换流变
直流场设备
换流站用交流设备
总投资
占比 10.09% 17.21% 12.62% 14.20% 100.00%
金额
40.36 68.84 50.48 56.8 400
数据来源：兴业证券研发中心
特高压设备总体需求小结
未来3-5年特高压设备需求稳定增长。根据上文，不同时段各种一次设备的需求情况如下表所示。
表20、2009-2020特高压设备需求额估算（单位：亿元）
产品\年份 2009-2010年 2011-2012 2013-2020
需求量 金额
需求量 金额 需求量 金额
特高压变压器 75台
33.9 192台 86.4 288台
129.7电抗器 2330万kV A
17.78
5935万kV A 45.29 8902万kV A 67.9 特高压开关 35个
38.7 90个
98.6
135个
148
换流阀 5套 40.36 15套 121.1 22-23套 181.6
换流变 128套 68.84 384套
206.5 576套 309.8直流场设备
50.48 151.4 227.2换流站用交流设备
56.8 170.4 255.6特高压铁塔 231万吨 628万吨 941万吨
数据来源：兴业证券研发中心
数字化变电站——6年内全面实现，成就智能化基础
数字化变电站是建设统一坚强智能电网的基础。一次设备智能化、二次设备信息化是数字化变电站的本质。通过在变电站的站控层、间隔层以及过程层采用全面的标准IEC61850通信协议，避免了设备重复投入，电磁兼容性能优越。数字化变电站有力的改变了传统变电站的建设投运模式，为智能电网应用提供统一的信息和技术支撑服务，是电网智能化所需大量数据的基本提供单元。
数字化变电站达到全面的数字化与标准化。传统变电站采集一次设备模拟量，采用电缆进行数据传输，来达到监控和操作一次设备的目的，此外，其在站控层虽已实现数字化，但协议复杂多变，各厂家设备无法兼容。数字化变电站则是对一次设备的数据进行就地数字化，即过程层数字化，且在变电站内采用了标准通信协议IEC61850进行数据传输。
图12、传统变电站系统与数字化变电站系统结构图
数据来源：兴业证券研发中心
数字化变电站的建设带动一次设备智能化变革。新建变电站将使用智能化一次设备，电子式互感器将替代电磁式互感器，智能开关将替代传统开关。这将对互感器与开关行业进行洗牌。率先具备电子式互感器与智能开关生产能力的企业将占领相关一次设备市场。
数字化变电站的进一步扩展应用是智能变电站。国电南瑞提出在数字化变电站技术基础上，通过对软件应用层面的设计改造，可以使得设备和系统具有自描述、自适应、自诊断、自愈、智能告警等功能，进一步为智能电网的基础建设做好准备。智能化应用是数字化变电站的最终目标。
表21、数字化变电站与传统变电站比较
数字化变电站传统变电站
全面标准化数字化信号处理模拟信号数字信号共存，协议复杂，设备不兼容响应快、传输量大、无失真响应慢、传输量小、易失真
仅需一人保安值守需13人以上看护
占地面积小，易于安装，仅100平方占地面积大，需100亩
数据来源：兴业证券研发中心
变电站数字化将在改造与新建项目中全面铺开
传统变电站与数字化变电站在组成结构上有非常大的差距，尤其是大量电磁式互感器的存在，使得将传统变电站完全更换成数字化变电站在经济上不可行，因此，我们认为对其进行数字化改造将与新建数字化变电站应采用不同的方案。
传统变电站数字化改造仅限于二次设备改造。变电站自动化系统在站控层和间隔层实现基于IEC61850标准的系统。在过程层上，可通过采用分布式布置的合并单元（MU：Merging Unit）、智能操作箱等设备进行就地模数转换，全面实现基于IEC61850标准的数字化变电站系统。
新建数字化变电站将采用智能化一次设备。该种方案采用电子式互感器、智能开关、数字化传感器。合并单元（MU）将集成在智能一次设备中，直接向二次设
备提供采样数据，故无需合并单元以及智能操作单元。这种方案的关键是智能化
一次设备与二次设备的融合。
图13、两种数字化变电站原理图
数据来源：兴业证券研发中心
2010年至2015年数字化变电站系统每年将有65亿市场需求
数字化变电站在中国建设的步伐领先于世界，全国已建立70多个试点站。通过前
期的互操作试验和各地的试点示范工程基本解决了制约数字化变电站发展的技术
瓶颈，今后数字化变电站建设将从试点走向全面推进。数字化变电站系统的需求
将由传统变电站的数字化改造与新建数字化变电站两部分构成。
平均每年传统变电站改造需求——4000座。我们判断从2010年到2015年将是变
电站数字化改造的高峰，到2015年将基本实现全国范围内所有约25000变电站数
字化。则期间平均每年将改造4000座变电站，按照每套数字化变电站系统100
万来计算，每年带来的市场需求约为40亿元。
表22、2007年末国网110kV~500kV变电站情况
座数台数变电容量（万kV A）
500kV 336 603 40436.5
70317
3806
220kV 2109
110kV 10241 18096 55214.97
数据来源：国家电网公司，兴业证券研发中心整理
平均每年新增需求——2500座。2005-2007年，国网变电站的年复合增长率约
7.5%。假设2010年起的5年内，变电站增长将保持约8%的复合增长水平，则每
年将新建约2500座变电站，这相当于每年约25亿元数字化变电站系统需求。
2010年至2015年平均每年数字化变电站需求为65亿元，比之前每年变电站自动
化需求增长60%左右。数字化改造与新建数字化变电站的需求共约每年65亿元，
比现在变电站自动化市场约35-40亿元的市场高60%以上。
图14、2005-2007国网110kV以上变电站数量（单位：座）
数据来源：兴业证券研发中心
智能调度——电网运行总指挥、预计年需求5亿元
我国采用分区、分级调度制度。电力系统调度用以控制整个电力系统的运行方式，目前我国已建立了较完备的五级调度体系，国调、网调、省调、地调和县调，其中真正起作用的核心调度是网调、省调与地调。目前每年调度自动化市场的需求大约在4.5亿元，我们预计2013年期智能调度将替代传统调度自动化，其市场需求可达每年5亿元。
图15、我国分区、分级调度结构
数据来源：兴业证券研发中心
智能调度更重视信息的反馈和基于信息的自动化处理。当前电网调度强调自动化和工业计算机控制，是基于电网运行情况与用电情况的自动调整供电方式。智能调度则采用IEC61970国际标准接口，系统信息的反馈能力和自动化处理能力提升，机组具有较高的“自适应”水平，对现有调度控制中心功能的重大扩展，增强了电网在遇到事故时快速自动排除故障，保障供电的能力。
表23、我国电网调度自动化需求估算
数量更新年限系统单价（万元）年需求量（亿元）