四方股份研究报告发挥平台技术-全面对接新能源及储能需求

四方股份研究报告发挥平台技术_全面对接新能源及储能需求（报告出品方/作者：光大证券，黄帅斌，郝骞，和霖）1、深耕电力二次设备，积极拓展新能源及储能业务1.1、发输配用一体化解决方案提供商四方股份成立于1994年，由中国首台微机继电保护装置的研制者、工程院首批院士杨奇逊教授创办。公司致力于为智能电网发、输、配、用各个环节以及火电、水电、核电、新能源发电企业、大型工业用户提供产品和解决方案。公司主营产品以种类范围划分主要为保护自动化及电力电子两大类，依托技术优势，提供定制化产品。公司提供系统解决方案，应用场景多样，产品适用于电力系统发、输、变、配、用、储链条中一个或多个环节，按应用领域划分产品种类及确认收入，共有发用电、配用电、输变电、电力电子四大主营业务。2021年，公司输变电保护和自动化系统营收19.6亿元，发电与企业电力系统营收13.8亿元，配用电系统营收5.1亿元，电力电子应用系统营收3.9亿元，营收占比分别为45.7%/32.1%/11.8%/9.2%。2021年，输变电保护和自动化系统、发电与企业电力系统、配用电系统、电力电子应用系统毛利率分别为47.7%/29.3%/19.6%/21.7%，同比变化幅度为+2.2pct/-10.0pct/+6.7pct/-3.1pct。1.2、新型电力系统建设带动公司新一轮增长受电源、电网投资周期影响，公司2014-2019年归母净利润呈下降趋势。2020-2021年，随着新能源投资增速加快、以及新型电力系统建设，公司业绩重回增长轨道。2021年，公司实现营收42.98亿元，同比增长11.26%，实现归母净利润4.52亿元，同比增长31.38%。2022年前三季度，公司实现营收35.99亿元，同比增长16.00%，实现归母净利润4.39亿元，同比增长14.04%。随着下游业务结构优化，公司净利率显著回升。2021年，公司净利率同比+1.8pct至10.53%，带动公司ROE提升3.1pct至11.67%。2022年前三季度，由于大宗商品涨价影响，公司毛利率略有下降，但受益于期间费用率的有效控制，公司净利率保持平稳。截至2022年三季度末，公司总资产75.30亿元，资产负债率47.80%，较2021年底提升0.36pct。2022年前三季度公司销售费用率、管理费用率实现同比下降，销售费用率、管理费用率分别同比下降1.26pct、0.69pct至8.36%、4.56%。1.3、股权结构稳定，技术实力强公司的第一大股东是四方电气（集团）股份有限公司，实际控制人为签署了一致行动协议的杨奇逊院士及王绪昭博士。截至2022年三季度末，四方电气持有公司43.1%的股权，杨奇逊和王绪昭直接及间接持有四方电气32.28%的股权，并直接持有公司1.32%的股份。公司股权结构稳定。创始人杨奇逊为我国第一批工程院院士，研发了中国第一台微机继电保护装置，高层管理人员多具备高学历及深厚的行业积累。公司深耕继保与自动化行业近三十年，技术积累雄厚，与华北电力大学来往密切，人员培育体系完善；重视研发，研发投入在营收中的占比常年维持在10%以上的水平；公司员工中技术人员占比约50%，2021年公司有752名研发人员，占总员工数量的24.8%。2、输电侧业务：中流砥柱，优势突出继电保护及自动装置是发电及输变电系统二次系统的核心设备之一，其原理是在电力系统出现短路等非正常运行情况时，通过数学模型快速判断电气量的变化，并结合其他设备仪器获取的数据信息，完成对电力系统的有效保护，避免电力短路等问题影响其他支路，可自动化执行识别、处理，报警或切断过程。继电保护作为电力系统的“三道防线”中的第一道，具有选择性、灵敏性、速动性、可靠性四大特点。由于其对电力系统安全的重要作用，要求继保系统具备高精度的信号识别及快速可靠的反应速度。根据朱雪雄《电力系统继电保护技术的现状与发展研究》：1）选择性，就是说在系统发生故障时，继电保护装置要有选择性的将故障切除，保证系统的正常运行；2）灵敏性，灵敏系数是衡量装置是否灵敏的关键，在保护范围内，保护动作要随时启动，在保护区外发生故障要做出准确动作；3）速动性，就是指保护装置要尽可能迅速的切除短路故障，降低损失；4）可靠性，关键是保护装置动作的可靠，保证装置设计原理、安装调试正确无误，提高保护的可靠性。随着大容量、远距离特高压直流输电技术快速发展，风电和光伏等新能源大量并网，远距离跨区输电规模持续增长，电网格局与电源结构发生重大改变，系统稳定问题由局部、孤立向全局、连锁方向演化，电网安全防御能力亟需提升。2022年公司针对国家“双碳”建设规划和“新型电力系统”特点，持续加强行业研究和专业建设，在新型电力系统继电保护、电力系统自动化、源网荷储协调控制技术、储能相关技术等方面着力布局和深入开展技术研究工作，承担的国家和大型企业的重大科技项目和专项研究，均取得了阶段性进展。作为公司传统强势业务，四方股份在国网、南网继电保护招标中名列前茅。据公众号“电能革新”统计，2021国网继电保护类招标总额37.65亿元，四方继保（北京四方继保自动化股份有限公司，即本公司，下同）中标金额6.04亿元，排名第三；2021年南网继电保护类招标共66包，四方继保中标12.6包，排名第三；2022年国网前4批继电保护类招标总额28.7亿元，四方继保中标金额5.3亿元，排名第二。在建设新型电力系统的背景下，电网投资力度进入上行周期。根据国家电网数据，“十四五”期间，国网计划投入电网投资2.4万亿元，大力推进新能源供给消纳体系建设，并承诺2022年电网投资5012亿元，首次突破5000亿元。“十四五”期间，国家电网规划建设特高压工程“24交14直”，涉及线路3万余公里，总投资3800亿元。南方电网方面，“十四五”电网建设规划投资约6700亿元，比“十三五”提升51%。四方股份输电侧继保业务在两网招标范围内地位稳固，叠加新形势下继保业务面临新挑战，产品升级与科研攻关同步推进。公司有望受益于新一轮电网投资，且现有的竞争优势有望维持。3、发电侧业务：新能源、火电、水电多极增长公司在发电侧主要提供基于风光水火等能源发电过程控制、友好并网控制系统，应用机器视觉分析手段，实现电站的无人化、智慧化运营。3.1、火电：新建市场与灵活性改造齐飞传统发电方面，公司提供自主可控DCS/PLC、电气自动化、仿真等产品，助力发电企业的智能化、智慧化及自主可控建设，如发电厂电气自动化系统、发电机组励磁控制系统、发电机组扭振保护控制装置等核心产品。随着新能源发电占比不断提升，一方面，公司持续深耕保持市场占有率，积极跟踪火电灵活改造进程；另一方面，公司积极开拓国外市场，2020年中标国内企业在境外投资的最大水电项目巴基斯坦SK4*221MW水电站计算机监控系统。随着2016-2019年严控火电装机，火电产能过剩的形势得到改善。在煤电规划建设风险预警机制下，2020年红色和橙色风险预警地区数量已降至个位数。在此背景下，“十三五”末煤电核准装机大幅回升。在2021年9月多个省份拉闸限电后，第4季度煤电核准装机量大幅提升。2022年，煤电核准装机大幅增加，前9个月总核准超过50GW。2022年1-8月煤电基本建设投资完成480亿，同比增加60%。随着新能源占比的提升，电力系统波动加剧，而火电机组可为电力系统提供有效支撑，未来一段时间仍将发挥压舱石的作用。四方股份在火电领域经过多年发展，产品覆盖电气、热控、励磁、发变组保护、启备变保护、同期、快切、功率控制、次同步、时钟同步装置等所有二次设备，有着坚实的客户基础，有望受益于未来一段时间火电投资高增。3.2、抽水蓄能：步入新一轮集中建设根据国家能源局《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》，到2025年，抽水蓄能投产总规模6200万千瓦以上；到2030年，投产总规模1.2亿千瓦左右。根据抽水蓄能行业分会预测（行业分会秘书处《后二十年，抽水蓄能将大行于天下！——为抽水蓄能行业分会成立贺》），2030年抽水蓄能装机规模有望达到1.5亿千瓦左右，2035年超过3亿千瓦，2040年左右达到4亿千瓦。规划目标指引下，国内抽水蓄能电站加速核准。2021年核准电站11个，装机规模合计1380万千瓦，投资金额约898亿元。截至2022年11月15日，已核准电站32个，装机规模合计4329.8万千瓦，投资金额约2913亿元。公司参与起草抽蓄电站稳控技术规范，2022年相继完成东北敦化抽蓄、华北丰宁抽蓄、华中天池抽蓄等配套稳控系统的建设，为开拓大型抽蓄稳控市场提供强有力支撑。3.3、新能源发电：受益于行业景气，订单增速高公司面向海上风电、陆上风电、分散式风电、集中式光伏、水面光伏、分布式光伏等新能源发电领域，提供并网友好、自主可控的场站一体化解决方案及风光储集中调控运维系统产品。公司针对新能源领域，推出了CSGC-3000E新能源智慧集控运维系统。该系统主要用于对新能源场站群进行集中控制与生产管理场景，实现对场站群的远程运行监视、控制、配置、分析等功能，支撑风光储场站的无人化或少人化，有效提升新能源生产运行维护效率。且具有多业务融合、超大规模数据运管、分级控制架构、信息安全防护、自主知识产权等特点，能够配合电网实现顶峰供电、系统调峰、最大化消纳、功率平滑、一次调频等多项功能。公司紧跟新能源发电市场，相关领域订单及营收持续增长。2021年，公司获取新能源领域订单11.4亿元，同比增加40%，确认营收7.5亿元，同比增加45%。公司参与了三峡乌兰察布新一代电网友好绿色电站示范项目。该项目总建设规模200万千瓦，包含170万千瓦风电项目和30万千瓦光伏项目，配套建设55万千瓦*2小时储能系统。四方股份为首期工程提供升压储能站二次系统整体解决方案，为智慧联合集控中心提供新一代新能源智慧集控运维软件平台，并参与风光储场站群协调控制等多项新技术、新产品的创新研制工作。4、电力电子技术：挖掘储能潜力，开拓无功补偿市场4.1、关注国内储能市场盈利改善量的层面：据索比储能网统计和中关村储能产业技术联盟（CNESA）统计，2022年1-9月，储能系统中标规模合计达到12.26GWh，储能EPC中标量达到13.5GWh。我们预计全年储能系统新增装机量大概率超过10GWh，较2021年全年新增装机（4.6GWh）实现翻倍以上增速。根据EnergyTrend预测，2022/2023年地面光伏配储比例将提升至10%/12.5%，叠加独立储能和风电配储，国内大储装机将分别达到5.8/14.7GW，对应储能容量11.2/31.1GWh。利的层面：受制于国内新能源侧强配储能政策，叠加上下游硅料、碳酸锂涨价，投资商对于储能系统预算有限，导致国内储能中标价格长期维持低位。从2022年1-9月份中标数据来看，储能系统中标均价维持在1.5元/Wh左右，储能EPC中标均价维持在2.0元/Wh左右。展望未来供需形势，硅料价格有望在2022年底至2023年初见顶，碳酸锂也有望在2023-2025年实现供需矛盾缓和。储能集成商受到上下游的价格压力有望得到缓解。市场机制层面，独立/共享储能自提出后受到广泛关注。根据CNESA公布的2022年7-9月新型储能规划/在建项目，独立储能已占据半壁江山。随着独立储能项目的落地，由于其对于运营要求的提升，整体项目质量要求有望得到整体抬升，从而拉动储能系统中标价。另一方面，独立储能有望在电网侧储能领域发挥作用。根据电规总院《电网侧新型储能发展需求分析》，相比电源侧和负荷侧储能，电网侧新型储能布局在电网关键节点，单站规模较大，接入电压等级较高，且具备独立运行条件，更具备系统性、全局性优势。相比在电源侧分散布置，在电网关键节点集中配置储能的容量需求可降低20%-30%左右。结合新能源大基地项目，为满足通道可靠容量支撑和清洁能源电量占比不低于50%的要求，需要配置电网侧新型储能。经电规总院测算，针对“十四五”重点建设通道，电网侧新型储能需求约1100万千瓦，时长4小时。4.2、十余年储能项目经验，技术能力突出公司面向电力、工业等领域提供电力电子设备供应与技术服务，包括电能质量综合治理、高压直流输电、直流配网成套、高可靠性供电、新能源储能系统等产品与解决方案。早在2011年，公司就已成功参与投运了国网张北风光储科技示范项目和浙江东福山岛离网型微网供电项目，并在项目过程中实现了大容量分组储能变流器初步定型。通过多个储能示范项目的成功投运，公司进一步巩固在储能及微电网方面的技术及市场领先地位。公司依托储能监控及能量管理系统、高低压储能变流器、控制保护等核心自研产品，推出智能储能系统解决方案，在电网友好控制方向具有突出技术能力。2021年，公司正式成立分布式能源及储能事业部。2021-2022年，公司加速拓展国内储能市场，先后中标调峰调频公司高压级联电池储能系统集成项目、山东莱芜孟家100MW/200MWh百兆瓦储能电站（EMS）、液冷式中压级联电池储能系统设备研制与系统集成技术服务等。2022年10月，公司以3388万元成功中标液冷式中压级联电池储能系统设备研制与系统集成技术服务。该项目不仅包括交付10kV/10MW液冷式高性能中压级联储能系统1套，还包括电池系统及电池管理系统、10kV/10MW液冷中压级联储能变流器相关技术资料，以及协助产出发明专利8项、论文4篇。高标准的项目要求，体现了公司在储能领域的技术实力，特别是在中高压级联、液冷等先进技术方面的相对优势。相比于普通低压储能技术路线，中高压直挂级联型储能技术无需升压变压器、直流汇流柜等电气设备，通过特殊的内部线路拓扑结构，有效降低储能系统产品成本，提高储能系统整体充放电循环效率和电池寿命。4.3、从SVG到调相机，顺应新型电力系统需求SVG是公司在电力电子领域的重要产品，过去在轨道交通、石油石化、数据中心、新能源发电、输变电领域均有客户基础。高比例新能源带来系统强度和惯量的不足，各国对系统惯量的管理与保障日益重视，安装调相机成为普遍认可的解决方案。从发展过程来看，无功补偿装置经历了同步调相机、开关投切电容器、静止无功补偿器（SVC）、动态无功补偿装置（SVG）这几个阶段。虽然具有响应快、精度高、效率高的优点，但在电网系统故障时，SVG、SVC动态支撑不足，反应速度不够。而调相机恰好不受电网系统影响，具备强大的瞬时无功支撑和短时的过载能力，在动态无功补偿方面具备独特的优势。2017年开始，国家电网公司在多个已投运/在建的直流工程送受端换流站或近区电网，以及北京、西藏地区电网加装多台调相机，以满足系统动态无功需求。上海电气、东方电气、哈尔滨电气三大电气供应商占据大多数市场份额。产品容量都是300Mvar，也是世界上容量最大的同步调相机。2021年11月8日，在青海海南州千万千瓦级新能源基地，首批11台新能源分布式调相机投入使用，世界最大规模新能源分布式调相机群正式形成，验证了分布式调相机在新能源发电领域的广阔前景。2022年，公司中标华源电力承德围场智途、德润风电场4*10MVar调相机项目，提供基于自有DCS、SFC、励磁、保护等产品的分布式调相机整体解决方案，实现公司战略新产品调相机SFC的首台套突破。5、盈利预测输变电保护和自动化系统：以继电保护和变电站自动化为核心，为客户提供输电侧二次设备系统解决方案。公司在该领域深耕多年，市场地位稳固。新型电力系统建设背景下，该部业务面临技术迭代。2022年上半年，该部营收增速15.1%，毛利率47.5%，考虑到2021H2基数原因，预测22-24年该部营收增速分别为8.0%/7.0%/6.0%，由于上游大宗商品降价，假设毛利率较21年略提升，22-24年分别为48.0%/48.0%/47.0%。发电与企业电力系统：为公司未来增速较快的板块，公司面向火电、水电、新能源发电均有目标产品，需求受到多方拉动。2022年上半