电力设备新能源行业泛在电力物联网深度报告之三：“电网加5G”开启泛在投资新窗口-20191123-中泰证券-41页 (2).pdf

1 中泰证券中泰证券 电力设备新能源电力设备新能源 分析师：苏晨，分析师：苏晨，S0740519050003S0740519050003 研究助理：张哲源，研究助理：张哲源， 20192019年年1111月月 “电网“电网+5G”开启泛在投资新窗口”开启泛在投资新窗口 泛在电力物联网深度报告之三泛在电力物联网深度报告之三 证券研究报告证券研究报告 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2核心观点核心观点 全球最大电力专网仍面临诸多问题。全球最大电力专网仍面临诸多问题。电力通信网络是确保电网安全稳定经济运行的重要手段，具有业务颗粒小、安全可靠性高、实时性强等特点；国网已建成全球最大电力专用通信网，形成光纤通信与无线专网&公网相结合，电力载波、微波、卫星等通信为辅的发展模式，但仍面临低压配网尚未全覆盖、时延&容量&速率&隔离性等性能有待改善等问题。泛在建设全面加速，泛在建设全面加速，5G为重要方向之一。为重要方向之一。三季度以来泛在电力物联网顶层设计逐渐清晰、建设迎来全面提速；10月发布的泛在白皮书更新57项建设任务，其中5G为建设重点之一。当前“电网+5G”试点项目已在全国多地落地，10月发布的泛在典型实践案例亦给出涵盖5G基站的【多站融合商业化运营】实践案例。5G特点与电网业务高度契合，基础资源合作空间广阔。特点与电网业务高度契合，基础资源合作空间广阔。5G通信的高速率、广连接、高可靠性、低时延等特点与电网通信业务需求高度契合，其切片模式可完美对接电网业务多样性与隔离性需求；此外，电网海量杆塔与变电站资源可为5G基站提供充裕建设空间，而5G基站储能电源可协助电网调峰，可实现基础资源商业价值最大化。5G技术在电网具有丰富应用场景。技术在电网具有丰富应用场景。根据5G通信特点、电网通信业务需求，预计“电网+5G”应用场景在“量大面广”领域具有重要前景，如分布式电源及储能、负荷控制、智能分布式配电自动化、配电房视频监控，以及无人机巡检、变电站巡检机器人等移动设备。“电网“电网+5G”打开投资新窗口。”打开投资新窗口。国网有望发力5G建设，预计将积极铺设5G基站、搭建5G专网/公网，带来以下投资机会：1）在网络层，国电南瑞与岷江水电为国网信息化双寡头，通信技术实力领先，为5G通信网络建设核心受益者；2）在终端层，丰富5G场景将刺激新一代智能电表、配电自动化终端、新型传感器、电力机器人等智能终端需求大幅提升，国电南瑞、亿嘉和、海兴电力、炬华科技等企业有望受益；3）在应用层，积极布局智慧能源服务与能源大数据分析的企业如远光软件、朗新科技、中恒电气、理工环科等有望受益。2 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2目目 录录 一、电网通信介绍：已建成全球最大电力专用通信网一、电网通信介绍：已建成全球最大电力专用通信网 二、当下背景：泛在换挡提速二、当下背景：泛在换挡提速 5G为重点之一为重点之一 三、逻辑分析：三、逻辑分析：5G特点与电网需求高度契合特点与电网需求高度契合 四、应用展望：重点发力“量大面广”领域四、应用展望：重点发力“量大面广”领域 五、行业变化：电网五、行业变化：电网+5G为产业链带来新投资机会为产业链带来新投资机会 六、投资建议六、投资建议 七、风险提示七、风险提示 3 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2电力通信网络介绍电力通信网络介绍 电力通信网络为电力系统第二张实体网络，是电网生产、调度、运营与管理信息化的基础，是确保电网电力通信网络为电力系统第二张实体网络，是电网生产、调度、运营与管理信息化的基础，是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段安全、稳定、经济运行的重要手段 电力通信网最初产生原因：电力通信网最初产生原因：为缓解公网发展不足、难以满足电力特殊通信需求的问题 发展沿革：发展沿革：从建国后到十三五期间，电力通信紧跟电网系统发展步伐，从模拟电路发展至SDH、OTN等，传输速率与容量持续攀升 4 图表：国内电力通信网发展总览图表：国内电力通信网发展总览 资料来源：公开资料，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2结构：电力通信网结构：电力通信网=骨干网骨干网+接入网接入网 电力通信网特点：电力通信网特点：1）通信站距长、2）业务颗粒小、3）安全可靠性高、4）实时性强、5）依托电力线路、6）电磁兼容性高 结构上来看：结构上来看：电力通信网由骨干通信网与终端通信接入网组成电力通信网由骨干通信网与终端通信接入网组成，其中骨干网涵盖35kV及以上电网，划分为传输网、业务网、支撑网；终端通信接入网主要由传输网构成 5 图表：电力通信网结构划分图表：电力通信网结构划分 资料来源：国家电网，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2功能：电力通信网功能：电力通信网=传输网传输网+业务网业务网+支撑网支撑网 从功能上来看，电力通信网主要分为传输网、从功能上来看，电力通信网主要分为传输网、业务网、支撑网业务网、支撑网 1）传输网：）传输网：电力通信的基础网络，由传输介质与传输设备组成。传输介质包含光缆、无线电、输电线路，对应光纤通信、无线、卫星、电力载波通信方式 2）业务网：）业务网：以传输网为基础、以支撑网为协同，满足不同电网管理业务需求组建的应用网，包含行政电话交换网、调度电话交换网、数据通信网、会议电视电话系统等 3）支撑网：）支撑网：保障业务网正常运行、增强网络功能、提供网络服务质量等；主要传输监测与控制信号 6 图表：电力通信网功能架构图表：电力通信网功能架构 资料来源：国家电网，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2通信技术：光纤为主通信技术：光纤为主 无线无线/载波载波/微波为辅微波为辅 从技术上来看，电力通信网以光纤通信为主，载波通信、无线通信、卫星通信等为辅。从技术上来看，电力通信网以光纤通信为主，载波通信、无线通信、卫星通信等为辅。光纤通信由于传输容量大、保密性好等优势成为电力通信主干网最主要通信方式，已规模使用SDH、OTN等传输技术 无线专网由于灵活性、开放度高等特点，作为光纤通信的补充手段，可有效解决“打通最后一公里”难题，广泛用于配电自动化、用电采集等领域 电力无线通信发展趋势：分布式点对点、毫秒级低时延、采集频次提高且趋向实时监控、视频化、广连接等电力无线通信发展趋势：分布式点对点、毫秒级低时延、采集频次提高且趋向实时监控、视频化、广连接等 7 图表：各种电力通信技术对比图表：各种电力通信技术对比 资料来源：公开资料，中泰证券研究所 电力通信技术电力通信技术 介绍介绍 优势优势 定位定位 光纤通信 利用光纤作为介质传输通信信息的光波 容量大、中继距离长、保密性好、适用能力强等 主干网最主要通信方式 微波通信 利用波长0.1mm-1m的电磁波进行通信 无线传输、建设速度快、维护方便、费用较低 主要作为备用通道使用 无线通信 基于国家无线电管理委员会分配给电力系统的专用频段 成本低、灵活性强、开放性高“打通最后一公里”有效手段 电力载波通信 利用输电线路传输通信信息的电波 传输介质可靠、覆盖面积大、中继距离长、经济性高 电力系统特有通信方式，可用于调度通信、继电保护、配电自动化、用电信息采集等 卫星通信 微波通信的一种，以卫星作为中继站 传输距离极大、突发事件处理能力强 应急通信领域、处置突发事件 图表：电力通信技术总览图表：电力通信技术总览 资料来源：中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2无线通信介绍无线通信介绍 无线专网：无线专网：基于国家无线电管理委员会分配给电力系统的专用频段，频段主要为230MHz、1800MHz，主要用于用电信息采集与配电自动化，其中230MHz相比1800MHz具有天然覆盖远的优势，可显著降低组网成本 无线公网：无线公网：利用公网运营商（中国电信、中国移动、中国联通等）现有无线网络进行用电信息采集、配电自动化等业务，该方式以公众语音通话和数据业务为最高优先级，无法满足电力业务信息安全、实时性以及服务质量的需求 8 图表：电力无线专网示意图图表：电力无线专网示意图 资料来源：中泰证券研究所 图表：电力公网示意图图表：电力公网示意图 资料来源：中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2国网将通信视为重要建设方向国网将通信视为重要建设方向 电力通信网承接智能电网源、网、荷、储各环节信息采集与监测控制，确保电网整体高效协调运行，对于电网安全、稳定、经济运行具有重要意义 2010年开启的坚强智能电网建设中将通信环节作为重要建设方向，根据国家电网十二五智能规划数据，2011-2015年期间通信系统环节投资占比达28.30%国家电网持续提升电力通信网可靠性与信息应用效率，先后开展SG186、SG-ERP等大型信息化工程建设 9 图表：国家电网大型信息工程建设情况图表：国家电网大型信息工程建设情况 资料来源：公开资料，中泰证券研究所 资料来源：国家电网十二五智能规划，中泰证券研究所 图表：智能电网建设规划中通信环节投资占比图表：智能电网建设规划中通信环节投资占比28%28%电力信息工程电力信息工程 建设内容建设内容 建设时间建设时间 建设意义建设意义 SG186 一体化企业级信息集成平台+适应公司管理需求的八大业务应用+健全规范有效的六个信息化保障体系 2006-2009 力争到“十一五”末，国网信息化水平国内领先、国际先进，初步建成数字化电网、信息化企业 SG-ERP 建立覆盖面更广，集成度更深，智能化更高，安全性更强，可视化更优的新型IT架构 2010-2015 对SG186工程的继承、完善和进一步发展 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2已建成全球最大电力专用通信网已建成全球最大电力专用通信网 国家电网坚持信息化创新建设，十二五期间通信系统建设重点方向为骨干及中压通信网、电力光纤到户、SG-ERP系统，投资额规划占比分别为62%/14%/23%根据2018年国家电网社会责任报告数据，国家电网已建成全球规模最大的电力专用通信网&一体化集团级信息系统&企业级电视会议系统，涵盖10大类、30余套系统、229万台信息设备 10 图表：国家电网十二五期间通信系统建设规划图表：国家电网十二五期间通信系统建设规划 资料来源：国家电网十二五智能规划，中泰证券研究所 项目项目 指标指标 电力通信网光缆总长 152.08万千米 电力通信设备 52.77万台 通信站点 8.8万座 骨干网带宽 400Gbps 业务通道 40.32万条 年均电视会议 2.56万场 通信网络可用率 99.999%以上（连续7年）信息系统可用率 99.95%资料来源：国网社会责任报告，中泰证券研究所 图表：国家电网通信网络建设成果图表：国家电网通信网络建设成果 重点项目重点项目 主要建设内容描述主要建设内容描述 投资额（亿元）投资额（亿元）骨干及中压通信网 建成由核心通信网和中、低压通信接入网组成的电力通信网络；核心通信网实现35千伏及以上变电站通信100光纤化、通信点覆盖率达到94%等 503.6 电力光纤到户 结合用电信息采集系统建设，实现新增城区用户100%的电力光纤覆盖，服务“三网融合”业务；对其他用户采用低压PLC和无线网络等多种方式进行通信覆盖 116.9 SG-ERP系统建设 开展“五大”体系业务应用全面推广，后续两年开展深化应用和完善提升工作，深化建设主动防御体系和调度运行体系 190 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2国网通信系统仍存在问题国网通信系统仍存在问题 建设现状：建设现状：1）已建成全球规模最大的电力专用通信网&一体化集团级信息系统&企业级电视会议系统 2）已形成以光纤通信与无线专网&公网相结合，电力载波通信、微波通信、卫星通信等为辅的发展模式，其中35kV及以上骨干网已实现光纤通信全覆盖 3）通信技术以3G、4G为主 存在问题：存在问题：1）低压配电网通信网面临设备点多面广、海量设备实时监测需求，光纤通信由于铺设与施工问题无法实现低压配网全覆盖 2）4G无线网络时延特性无法满足电网控制类业务毫秒级时延要求、无法实现关键业务有效隔离、无法适用电网多样化及小颗粒业务需求 3）通信网络承载能力与传输容量需要提升，业务需求从被动满足转型主动引领 11 图表：电力通信网络面临的挑战图表：电力通信网络面临的挑战 资料来源：5G智能电网，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2目目 录录 一、电网通信介绍：已建成全球最大电力专用通信网一、电网通信介绍：已建成全球最大电力专用通信网 二、当下背景：泛在换挡提速二、当下背景：泛在换挡提速 5G为重点之一为重点之一 三、逻辑分析：三、逻辑分析：5G特点与电网需求高度契合特点与电网需求高度契合 四、应用展望：重点发力“量大面广”领域四、应用展望：重点发力“量大面广”领域 五、行业变化：电网五、行业变化：电网+5G为产业链带来新投资机会为产业链带来新投资机会 六、投资建议六、投资建议 七、风险提示七、风险提示 12 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2“三型两网”“三型两网”背景：国网亟需转型背景：国网亟需转型 13 图表：泛在建设背景图表：泛在建设背景国家电网面临转型国家电网面临转型 资料来源：wind，公司公告，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2泛在最新进展：顶层设计渐晰泛在最新进展：顶层设计渐晰 泛在换挡加速泛在换挡加速 顶层设计逐渐清晰，泛在建设全面提速：顶层设计逐渐清晰，泛在建设全面提速：经上半年试点与探索，泛在电力物联网建设框架逐渐清：9月新增信息化设备及服务招标放量，标志着泛在建设全面提速；10月国网召开泛在建设推进大会并发布白皮书，顶层设计逐渐清晰；9-11月国网已连续开展三次信息化招标，投资持续落地、各网省公司泛在专项建设陆续展开，产业链已进入订单加速阶段，预计明年将迎来显著业绩弹性 14 图表：泛在电力物联网时间轴图表：泛在电力物联网时间轴 资料来源：中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2泛在电力物联网建设规划泛在电力物联网建设规划 泛在电力物联网白皮书2019给出泛在电力物联网11个建设内容，涵盖对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关和安全防护六大方面 泛在电力物联网白皮书2019指出19年需完成所有专项方案设计与试点验证与三年规划编制，并在技术方案、实施策略、新兴业务和商业模式等方面探索形成典型成果与可推广模式，建设重点涵盖建设重点涵盖57项建设任务、项建设任务、25项综项综合示范、合示范、160项自行拓展任务项自行拓展任务 15 图表：泛在整体建设规划与图表：泛在整体建设规划与20192019年建设重点年建设重点 资料来源：泛在电力物联网白皮书2019，中泰证券研究所 图表：泛在电力物联网建设内容图表：泛在电力物联网建设内容 资料来源：泛在电力物联网白皮书2019，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G技术研究为技术研究为2019建设重点之一建设重点之一 根据泛在电力物联网白皮书2019，泛在电力物联网建设泛在电力物联网建设任务主要对应信息化任务主要对应信息化与智能化方向，其中与智能化方向，其中5G为建设重点之一：为建设重点之一：1）任务）任务【5G关键技关键技术与应用研究术与应用研究】为建为建设主线任务之一设主线任务之一 2）任务）任务【基础资源基础资源运营运营】、【智慧物联智慧物联体系建设体系建设】、【一体一体化通信网化通信网】等预计均等预计均与通信网络建设及与通信网络建设及5G技术相关技术相关 16 图表：泛在电力物联网图表：泛在电力物联网5757项建设任务（白皮书更新内容，黑色加粗为项建设任务（白皮书更新内容，黑色加粗为2727项重点任务）项重点任务）资料来源：泛在电力物联网白皮书2019，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2目目 录录 一、电网通信介绍：已建成全球最大电力专用通信网一、电网通信介绍：已建成全球最大电力专用通信网 二、当下背景：泛在换挡提速二、当下背景：泛在换挡提速 5G为重点之一为重点之一 三、逻辑分析：三、逻辑分析：5G特点与电网需求高度契合特点与电网需求高度契合 四、应用展望：重点发力“量大面广”领域四、应用展望：重点发力“量大面广”领域 五、行业变化：电网五、行业变化：电网+5G为产业链带来新投资机会为产业链带来新投资机会 六、投资建议六、投资建议 七、风险提示七、风险提示 17 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G赋能国网原因赋能国网原因1：电网通信面临新需求：电网通信面临新需求 电力通信网络建设面临诸多新需求：电力通信网络建设面临诸多新需求：1）分布式连接模式增多：分布式清洁能源接入需求持续提升、充电桩保有量高速增长 2）时延要求更低：毫秒级超低时延（一般小于20ms，如精准负荷控制、电网调频等）3）数据采集及传输速率、传输数据容量更高：采集数据日增量超过60TB 4）设备连接数量及种类爆发：智能电表等终端5.4亿余台、信息设备229万台等 5）最后一公里问题：存在终端分散、城区光缆施工难等问题，无线专网是最优选择 18 图表：清洁能源并网容量占比持续提升图表：清洁能源并网容量占比持续提升 资料来源：国家电网，中泰证券研究所 图表：充电桩保有量高高速增长图表：充电桩保有量高高速增长 资料来源：配电网建设改造行动计划20152020，中泰证券研究所 资料来源：wind，中泰证券研究所 图表：智能终端覆盖率提升带来数量的爆发图表：智能终端覆盖率提升带来数量的爆发 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G特点与电网通信面需求高度契合特点与电网通信面需求高度契合 5G技术在传输速率、延时、连接密度、可靠性等方面远高于4G通信技术，与电力通信网络发展需求完美契合 19 图表：图表：5G5G通信性能相比通信性能相比4G4G大幅提升大幅提升 资料来源：电机工程学报，中泰证券研究所 图表：图表：5G5G通信特点与电力通信网络需求高度契合通信特点与电力通信网络需求高度契合 资料来源：电网技术，中泰证券研究所 电力通信网络需求电力通信网络需求 5G5G通信特点通信特点 解释解释 海量数据传输 高速率 电网物联网应用规模持续提升，带来海量实时量测数据与视频监控数据，5G高速率特性可提供有力支撑 万物信息互联 广连接 电网超大规模智能终端设备连接需求可被5G广连接特性满足 保证运行可靠性 高可靠性 电力系统安全可靠运行为最根本要求，5G高可靠性可有效提升电网可靠度 灵活响应与精准控制 低时延 电力系统需灵活响应、部分业务“零中断”，5G毫秒级时延可满足电网实时通讯需求 设备电池寿命保障 低能耗 5G可优化通信硬件协议，提升电网设备使用寿命 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G赋能国网原因赋能国网原因2：5G切片技术切片技术 电网业务具有小颗粒、隔离性等特点电网业务具有小颗粒、隔离性等特点 1）颗粒小、种类多：连接海量设备，分属不同业务领域，对应不同通信需求（如安全性、移动性、时延性等）2）隔离性：电网对业务安全与隔离要求非常高，需实现不同业务与不同层级间的有效隔离性 根据根据5G 网络切片使能智能电网网络切片使能智能电网，配电自动化、精，配电自动化、精准负荷控制、用电信息采集等典型业务场景对通信性能准负荷控制、用电信息采集等典型业务场景对通信性能要求差异性较大要求差异性较大 20 图表：电网不同业务对于通信需求差异较大图表：电网不同业务对于通信需求差异较大 资料来源：5G 网络切片使能智能电网，中泰证券研究所 典型业务场景典型业务场景 通信时延要求通信时延要求 可靠性要求可靠性要求 带宽要求带宽要求 终端量级要求终端量级要求 业务隔离要求业务隔离要求 业务优先级业务优先级 智能分布式配电自动化 高 高 低 中 高 高 毫秒级精准负荷控制 高 高 中低 中 高 中高 低压用电信息采集 低 中 中低 高 低 中低 分布式可再生能源 中高 高 低 高 中 中低 国网业务特点国网业务特点 解释解释 业务多样化 新能源、新用户、新要求对国网负荷平衡带来的新挑战 安全隔离 关键业务要求通信隔离、互不干扰 性能要求高 电网遥控类业务要求单个终端通信时延在5ms左右 专网成本高 千万级配电终端缺乏网络接入手段 资料来源：5G 网络切片使能智能电网，中泰证券研究所 图表：电网通信业务特点图表：电网通信业务特点 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G网络切片三大典型应用网络切片三大典型应用 5G切片介绍：切片介绍：可独立生命周期管理的虚拟网络切片，面向特定的业务需求、自动按需构建相互隔离的网络实例 5G切片特点：切片特点：1）端到端SLA（服务等级协议）保障；2）业务隔离；3）功能按需定制、动态编排；4）自动运维、多租户运维 根据ITU-R，5G三大应用场景：三大应用场景：增强移动宽带（eMBB）、低时延高可靠通信（URLLC）、大规模物联网（mMTC）21 图表：图表：5G5G网络切片三大经典场景网络切片三大经典场景 资料来源：华为5G无线网络规划解决方案白皮书，中泰证券研究所 5G5G典型应用场景典型应用场景 特点特点 应用领域应用领域 增强移动宽带（eMBB）大带宽 3D超高清视频、云工作、云娱乐、增强现实 低时延高可靠通信（URLLC）低时延、高可靠 车联网、无人驾驶、远程医疗、紧急任务 大规模物联网（mMTC）海量机器连接 物联网、智慧家庭、智慧城市、智能楼宇 图表：图表：5G5G网络切片典型应用网络切片典型应用 资料来源：公开资料，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G切片可满足电网多样性业务需求切片可满足电网多样性业务需求 5G网络切片的特点可满足电网多样性业务通信要求 1）控制类业务如配电自动化、负荷控制等业务，可用URLLC（超低时延超高可靠性）切片满足 2）采集类业务如用电信息采集、分布式电源等业务，可用mMTC（海量设备接入）切片满足等 22 图表：图表：5G5G切片类型与电网应用场景匹配情况切片类型与电网应用场景匹配情况 资料来源：5G 网络切片使能智能电网，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G赋能国网原因赋能国网原因3：基础资源商业化变现：基础资源商业化变现 电网的海量变电站与杆塔可为电网的海量变电站与杆塔可为5G基站提供建设空间，可靠的电力资源确保基站能耗供应，完善的营业厅网络为基站提供建设空间，可靠的电力资源确保基站能耗供应，完善的营业厅网络为5G后期运营提供实体支撑；后期运营提供实体支撑；1）5G基站数量将是4G的4-5倍，对于铁塔需求将迎来爆发，国网输电铁塔遍布各地，在运杆塔291万基，尤其在东部地区分布密度较高，2018年国家电网与中国铁塔已签署“共享杆塔”合作模式，未来有望进一步推广 2）5G基站功耗是4G基站的3.5倍左右，催生巨大电能需求，电网可靠电力供应将充分确保基站主设备正常运行 23 图表：图表：5G5G基站能耗为基站能耗为4G4G基站基站3.53.5倍左右倍左右 资料来源：公开资料，中泰证券研究所 资料来源：国家电网，中泰证券研究所 图表：国家电网输电铁塔资源庞大图表：国家电网输电铁塔资源庞大 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G赋能国网原因赋能国网原因3：基础资源商业化变现：基础资源商业化变现 5G基站配套的储能系统可参与电网调峰，基站配套的储能系统可参与电网调峰，5G强大通信性能可大幅提升电力用户体验等强大通信性能可大幅提升电力用户体验等 1）基站为保证通信实时性与可靠性需配有UPS，为用电设备和储能系统的双重集群，基于可靠性与应急需求，基站中储能电池配套数量一般会多于通信需求数 2）电网可与基站储能系统进行供需互动，参与电网调峰过程 3）按照5G基站平均功率3kW、应急时长4h，保守假设未来5G基站规模达1000万座，则对应储能系统电池容量规模超过120GWh 24 图表：图表：5G5G基站能耗结构总览基站能耗结构总览 资料来源：电网技术，中泰证券研究所 图表：图表：5G5G通信可大幅改善电力用户体验通信可大幅改善电力用户体验 资料来源：艾媒咨询，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2泛在泛在5G实践案例：多站融合商业化运营实践案例：多站融合商业化运营 10月14日国家电网发布泛在电力物联网建设典型实践案例，给出多个泛在电力物联网典型实践案例，其中之一为【多站融合迈出商业化运营第一步多站融合迈出商业化运营第一步】：即充分复用变电站内闲置空间、沟道杆塔、通信网络等资源，建设数据中心站、储能站、北斗卫星基准站、4G/5G基站 在在4G/5G基站建设模块中，国网与联通公司签订战略合作协议，利用站内杆塔等资源，向运营商提供基站建设模块中，国网与联通公司签订战略合作协议，利用站内杆塔等资源，向运营商提供4G/5G基基站站址出租站站址出租 25 图表：图表：【多站融合迈出商业化运营第一步多站融合迈出商业化运营第一步】实践案例实践案例 资料来源：泛在电力物联网建设典型实践案例，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2电网电网+5G试点项目已在全国多地落地试点项目已在全国多地落地 26 图表：电网图表：电网+5G+5G试点项目已在全国多地落地试点项目已在全国多地落地 资料来源：公开资料，中泰证券研究所 项目主体项目主体 时间时间 项目内容项目内容 项目效果项目效果 未来规划未来规划 国网河南电力公司 2019.04 河南首个高压变电站5G测试站 验证了5G网络在高电磁复杂环境下的大带宽业务特性和高可靠性，现场单用户实测速率达到400Mb/s以上，推动变电站监控、作业、安防等业务向智能化、可视化、高清化升级 推进5G技术在电力信息采集、视频交互、自动控制、精准负荷控制、机器人巡检、VR巡检、无人机巡线、红外监控、移动作业、应急抢修和调度可视化等应用领域的业务试点研究工作 国网浙江电力公司 2019.07 对“太湖廊道”特高压密集通道进行5G无人机智慧巡检应用；在杭州220kV兴南变、舟山大跨越输电线路段开展了5G+变电物联网应用场景试点 无线传输通道速率平均超过550Mb/s；接入5G+变电安全管控超高清视频10路、拟接入5G/物联网终端4000个以上 未来五年将接入各类5G/电力物联网终端330万台（套）以上；积极参与浙江省智慧杆产业联盟，推动电力杆塔共建共享 国网南京供电公司 2019.08 全国首创“5G+1G”（1G指供电网）建设运营模式：在变电站内建设5G基站 基于电力基础设施共享的5G建设模式大大缩短了施工周期，降低了城市基础设施建设成本 在更大范围推广复制该模式 国网威海供电公司 2019.09 省内首个5G技术电力综合应用示范区 平台集4K高清、VR、机器人巡检、无人机巡视多功能于一体，构筑了“5G+天、地、人”立体化监测体系 将通过在高压线路保护、城市电网状态监测、客户用电信息采集等专业领域试点应用 国网新疆电力公司 2019.09 新疆首个“共享杆塔”5G基站在乌鲁木齐市建成 向运营商开放电力杆塔、变电站等资源建设的5G基站，一座电力杆塔上可同时挂设4G、5G及电力无线专网天线，实现基础资源的高度整合利用 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2目目 录录 一、电网通信介绍：已建成全球最大电力专用通信网一、电网通信介绍：已建成全球最大电力专用通信网 二、当下背景：泛在换挡提速二、当下背景：泛在换挡提速 5G为重点之一为重点之一 三、逻辑分析：三、逻辑分析：5G特点与电网需求高度契合特点与电网需求高度契合 四、应用展望：重点发力“量大面广”领域四、应用展望：重点发力“量大面广”领域 五、行业变化：电网五、行业变化：电网+5G为产业链带来新投资机会为产业链带来新投资机会 六、投资建议六、投资建议 七、风险提示七、风险提示 27 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2“电网“电网+5G”应用场景总览（按业务类型）”应用场景总览（按业务类型）电力系统对控制实时性与可靠性要求极高，调度中心、大型发电设备、输变电设备等均使用电力光纤专电力系统对控制实时性与可靠性要求极高，调度中心、大型发电设备、输变电设备等均使用电力光纤专网，网，5G通信在上述领域应用意义不大通信在上述领域应用意义不大 5G通信广连接特性使得其在“量大面广”领域具有重要应用前景，如分布式电源及储能、负荷控制、通信广连接特性使得其在“量大面广”领域具有重要应用前景，如分布式电源及储能、负荷控制、低压配网测量装置等；低功耗特性使其适用于无人机、巡检机器人等移动设备低压配网测量装置等；低功耗特性使其适用于无人机、巡检机器人等移动设备 依照业务类型可将“电网+5G”应用场景主要分为控制、采集两类：控制：如智能分布式配电自动化、电力操作机器人、用电负荷控制、分布式能源等 采集：如智能电表等高级计量终端、变电站巡检机器人、输电线路无人机巡检、配电房视频综合监控、移动式现场作业管控等 28 图表：图表：5G5G通信在电网预计应用场景总览（按业务类型）通信在电网预计应用场景总览（按业务类型）资料来源：5G智能电网，中泰证券研究所 业务类型业务类型 典型场景典型场景 当前通信特点当前通信特点 未来发展趋势未来发展趋势 控制类 智能分布式配电自动化、电力操作机器人、用电负荷控制、分布式能源等 连接模式：子站/主站模式 时延要求：秒级居多 连接模式：分布式点对点+主站/子站两种模式并存 时延要求：毫秒级 采集类 智能电表等高级计量终端、变电站巡检机器人、输电线路无人机巡检、配电房视频综合监控、移动式现场作业管控等 采集频次：月、天、小时级 采集内容：基础电力数据、图像等，单终端码率100kbps级 采集范围：电力一次设备为主，连接数量百个/km2 采集频次：分钟级，实时 采集内容：视频化、高庆华，带宽4-100Mbps不等 采集范围：扩展到二次设备与各类物联网场景，连接数量大幅提升，预计翻10-100倍 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 2“电网“电网+5G”应用场景总览（按通信要求）”应用场景总览（按通信要求）依照依照5G特性类型可将“电网特性类型可将“电网+5G”应用场景主要分为高速率、低时延、广连接三类”应用场景主要分为高速率、低时延、广连接三类 29 图表：图表：5G5G通信在电网预计应用场景总览（按通信要求）通信在电网预计应用场景总览（按通信要求）资料来源：5G智能电网，中泰证券研究所 可能应用场景可能应用场景 高速率高速率 低时延低时延 广连接广连接 高可靠性高可靠性 强隔离性强隔离性 对应对应5 5G G切片切片 视频图像实时监控（配电房等）增强移动宽带（eMBB）无人机巡检图像实时回传 增强移动宽带（eMBB）智能分布式配电自动化 低时延高可靠通信（URLLC）精准负荷控制 低时延高可靠通信（URLLC）配网差动保护 低时延高可靠通信（URLLC）低压用电信息采集 大规模物联网（mMTC）移动式设备数据采集（如巡检机器人等）增强移动宽带（eMBB）电力操作机器人 低时延高可靠通信（URLLC）+增强移动宽带（eMBB）分布式能源 大规模物联网（mMTC）+低时延高可靠通信（URLLC）综合能源服务 大规模物联网（mMTC）+增强移动宽带（eMBB）+低时延高可靠通信（URLLC）2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G应用场景：智能分布式配电自动化应用场景：智能分布式配电自动化 预计场景预计场景1：智能分布式配电：智能分布式配电自动化自动化 业务内容：依托分布式控制架构对配电网保护控制，每台终端均可起到中心逻辑单元作用，就地处理，快速实现配网线路及设备的故障诊断及有效定位 应用背景：供电可靠性要求持续提升，供电区域需不间断持续供电，事故隔离时间需缩短至毫秒级 场景要求：差动保护延时小、可靠性高、隔离性强 30 图表：智能分布式配电自动化架构图表：智能分布式配电自动化架构 资料来源：5G智能电网，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G应用场景：精准负荷控制应用场景：精准负荷控制 预计场景预计场景2：精准负荷：精准负荷控制控制 业务内容：基于稳控技术的精准符合负荷控制系统，可精准到生产企业内部的可中断负荷 应用背景：传统方式为切除整条线路，未来需优先切除可中断非重要负荷，通过细粒度控制提升用户体验、降低业务影响 场景要求：差动保护延时小、可靠性高、隔离性 31 图表：精准负荷控制架构总览图表：精准负荷控制架构总览 资料来源：电器与能效管理技术，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G应用场景：低压用电信息采集应用场景：低压用电信息采集 预计场景预计场景3：低压用电信息：低压用电信息采集采集 业务内容：实现用电信息自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、信息发布、智能用电信息交互等 应用背景：新业务涌现，终端数量级提升+用电数据实时采集上报，用电信息进一步延伸至家庭 场景要求：连接数量规模大、带宽高、可靠性高 32 图表：低压用电信息采集场景总览图表：低压用电信息采集场景总览 资料来源：5G智能电网，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G应用场景：分布式能源应用场景：分布式能源 预计场景预计场景4：分布式能源：分布式能源 业务内容：具备数据采集处理、有功调节、无功控制、孤岛检测、调度与协调控制等 应用背景：分布式能源占比逐年提升，为电网提供巨大灵活性，同时导致电网呈现双向流动、实时动态变化等特点，需增加配电网可靠性、灵活性与效率 场景要求：连接数量规模大、可靠性高、低时延、隔离性 33 图表：分布式能源构成总览图表：分布式能源构成总览 资料来源：5G智能电网，中泰证券研究所 2 3 4 6 3 6 9 3/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 2 5 1 1:5 25G应用场景：各类移动式智能设备应用场景：各类移动式智能设