智能电表专题深度报告（一）：新标准塑造新格局，泛在时代为智能电表赋能.pdf

证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 2019 年 12 月 22 日 行业研究 评级 :推荐 （ 维持 ） 研究所 证券分析师： 谭倩 S0350512090002 0755-83473923 tanqghzq 证券分析师： 尹斌 S0350518110001 yinbghzq 联系人 ： 张涵 S0350118050002 0755-83026892 zhangh05ghzq 新标准塑造新格局， 泛在时代 为 智能电表 赋能 智能电表 专题深度报告（一） 最近一年 行业 走势 行业相对表现 表现 1M 3M 12M 电气设备 6.1 -0.4 19.6 沪深 300 3.3 2.1 32.6 相关报告 新能源汽车行业 2020 年度策略：全球共振迎拐点，龙头拾级而上 2019-12-18 电气设备行业事件点评报告：泛在重点建设任务大纲发布， 2020 是突破之年 2019-12-12 新能源汽车行业点评：动力电池环比改善，特斯拉及供应链迎利好 2019-12-08 新能源汽车行业点评：顶层设计护航产业发展，龙头投资价值凸显 2019-12-04 新能源汽车行业点评：全球电动化掀高潮，行业拐点已至 2019-11-20 投资要点： 泛在电力物联网建设如火如荼，数据采集终端长期需求提升。 目前国网上下对泛在建设空前重视 ， 每个月汇总建设进度向全社会公示 ，近期相继发布了白皮书以及 2020 年重点建设任务大纲， 2020 年将会是泛在突破之年。感知层是泛在电力物联网的基础层和数据源，三型两网时代将大大提供感知终端的覆盖面，对发电、输电、变电、配电、用电等多个能源体系环节实现全面感知，对其进行精细化管理，便于定点监控，以提高新能源消纳、发电效率，工商业用户用能效率， 因此 数据采集频率、精度、应用场景 均有 大幅提升，带动智能电表需求进入长期增长通道 。 新标准推广在即，契合泛在物联时代背景。 原有标准下，电表软件部分不能在线升级，一旦出现问题，只能整表更换。 新标准要求计量与管理部分分离，强调了 计量部分的独立性与其余功能部分的扩展性， 拥有 更强大功能且 可以支持在线软件升级。 当前阶段是推广新标准的智能电表最佳时机， 一方面大量旧标准智能电表迎来更换周期，另一方面，泛在电力物联时代电力采集终端软件功能需快速迭代升级，当前推广新标准智能电表契合 时代背景 。 新标准电表预计将采用双芯设计，价值量大幅提升 。 新标准下电表方案包括计量芯和管理芯两部分，计量芯负责计量，不允许其进行软件升级， 新增一个 管理芯负责计量以外的负荷控制、费控、通信、冻结、显示和事件记录等，允许升级。双芯的设计实现了电能计量与 电能管理从硬件上分离，为未来新需求下软件升级留足了操作空间。双芯 设计方案将带来电表价值量提升， 预计新标准下单相智能电表的价格相比于当前电表将会翻倍，单只价格达到 300 元以上，电表企业进入量价齐升的通道，长期投资价值凸显。 新标准电表在多维 提出了更高要求，有利于行业格局长期改善。 我们参考欧洲计量体系，分析了现有电表的局限，以及未来的潜在发展方向。新标准在通讯方式、加密措施、与物联网兼容性、高级费率系统、知情权与用户体验、升级换代、检测更换、谐波处理，过载保护、综合能效管理等多个维度，提出了更高的要求 。泛在时代，智能电表的战略地位明显提升，未来将 增加更多高级应用需求 。当前电表行业格局较为分散，但是已经形成了明显的梯队分化，新标-10.00%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%计量仪表 (申万 ) 沪深 300 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 2 准下 技术门槛将大幅提 高，有利于行业长期格局改善， 龙头企业将会持续受益。 行业评级及投资策略 ： 综上，我们全面看好智能电表企业投资价值，给予电气设备中的计量仪表行业（申万） “推荐”评级。我们重点推荐中标排名稳步上升的国内电表龙头 炬华科技 ，以及在海外布局领先，对国际标准充分适应的 海兴电力 ，建议关注 林洋能源 和 三星医疗 。 风险提示： 泛在电力物联网建设不及预期；电表招标量不及预期；新标准推广不及预期 ；相关推荐公司业绩不达预期；大盘系统性风险。 重点关注公司及盈利预测 重点公司 股票 2019-12-20 EPS PE 投资 代码 名称 股价 2018 2019E 2020E 2018 2019E 2020E 评级 300360.SZ 炬华科技 13.33 0.33 0.48 0.64 40.39 27.77 20.83 买入 601222.SH 林洋能源 4.66 0.43 0.51 0.59 11.24 9.12 7.84 未评级 603556.SH 海兴电力 15.95 0.67 1.05 1.30 19.51 15.12 10.04 未评级 资料来源： Wind 资讯 ，国海证券研究所 （注： 未评级公司 盈利预测取自万得一致预 期） 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 3 内容目录 1、 智能电表发展迎来泛在物联时代 . 5 2、 泛在物联与新标准带来电表龙头长期投资价值 . 7 2.1、 当下推广新标准智能电表具有时代意义 . 7 2.2、 未来智能电表将 采用双芯设计，价值量大幅提升 . 8 2.3、 海外计量体系对新标准电表的启示 . 10 3、 新标准将带来行业格局长期改善 . 13 4、 投资策略及重点推荐个股 . 15 5、 风险提示 . 15 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 4 图表目录 图 1：泛在电力物联网典型应用场景 . 5 图 2：历年国网智能电表招标数量（万只） . 6 图 3： 2018 与 2019 年智能电表招标数量对比 . 6 图 4：泛在电力物联网 时代智能电表接入数量预计大幅提升（单位：亿台） . 7 图 5： IR46 双芯智能电表设计结构 . 9 图 6：新标准下，双芯智能电表功能划分 . 9 图 7：法国 Linky 智能电表应用场景 . 11 图 8： 2015 年以来参与国网 电能表与用电信息采集设备投标企业逐步减少 . 13 图 9： 2019 年第一批电能表及用电信息采集招标行业集中度 . 14 图 10： 2019 年第一批招标单相表与三相表 CR10 对比 . 14 表 1：我国电能表产品发展历程 . 7 表 2： IR46 标准相比当前 IEC 标准在多个维度要求更加严格 . 8 表 3：单 相智能电表成本拆分 . 9 表 4：欧盟智能电表必备 10 项基本功能 . 10 表 5：当前智能电表的局限与新标准下智能电表改进方向 . 12 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 5 1、 智能电表发展迎来泛在物联时代 能源互联网 =坚强智能电网 +泛在电力物联网。 2019年国网两会做出全面推进“三型两网”建设，加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业的战略。 3月 8 日，国网泛在电力物联网建设工作部署会议在京召开，会议对建设泛在电力物联网作出 全面部署安排，加快推进“三型两网、世界一流”战略落地实施。其中三型是指枢纽型、平台型、共享型，“两网”指：坚强智能电网、泛在电力物联网。 从技术角度，泛在电力物联网架构包括感知层、网络层、平台层、应用层 4 个层次。感知层是物联网的最底层，其重要功能为负责 信息采集和信号处理。通过感知识别技术，让物与物通过网络连接，国网对于感知层的要求一方面是能够在统一终端标准， 推动跨专业数据同源采集 ，实现配电侧、用电侧采集监控的深度覆盖，相比目前阶段信息采集的质量都将有较大幅度提升，另一方面需要提升终端智能化和边缘处理能力，主要是感知层现场设备终端种类较多，终端提供的数据和信息在到达平台层之前需要通过网关来进行区域信息的整合和边缘计算处理，因此感知层需统一操作标准，同时需要一套操作系统对数据进行统一边缘智能处理，在源端实现数据融通和边缘智能。 图 1： 泛在电力物联网典型应用场景 资料来源： 国家电网， 国海证券研究所 感知层是泛在电力物联网的基础层和数据源。 感知终端包括传感器、电子标签、量测装置、监测装置、采集终端、定位终端、边缘网关等，可实现能源互联网中全面感知 ，以 数据驱动业务融合、服务提升、模式创新 。全面感知可以解决大电网稳定控制，预测发电源及用电负荷的波动趋势以及理解用户用电 意愿及行为 。在泛在电力物联网的建设中 ， 应用更先进的传感技术 ， 对终端 IP 化 实现全面感知。相比智能电网时代，三型两网时代将大大提供感知终端的覆盖面，对发电、输电、变电、配电、用电等多个能源体系环节实现全面感知，对其进行精细化管理，便于定点监控，以提 高新能源消纳、发电效率，工商业用户用能 效率 ， 加快实现电器和家电制造商节能降耗 。 智能电表短期看更换周期 ， 长期看泛在电力物联网赋能 。 智能电表是典型的感知层终端 ， 是故障抢修、电力交易、客户服务、配网运行、电能质量监测等各项证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 6 业务的基础数据来源 。 9 月 24 日，国网发布了 2019 年第二次电能表（含用电信息采集）招标采购公告，共计招标电能表（及采集设备） 3635 万只，同比增长 10%， 2019 年前两次招标 7652 万只，同比增长 35%。 2009 年以前电能表的采购由各省网公司独立进行，对于电能表的需求自成体系，区域性的公司在各自地区有优势。 国网从 2009 年 12 月国网开始 统一大规模 采购 智能电表 产品，对智能电表进行总部统一组织、网省公司具体实施的集中式采购， 2015 年达到招标量的高峰，随后招标量开始下降， 现有 智能电表的更换周期约为 8 年， 2018 年相比 2017 年招标量已经企稳回升， 2019 年两次电能表招标数量同比大幅增长 35%， 我们认为 目前 已经进入智能电表更换周期起点，预计未来 1-2 年智能电表招标量将持续提升，随着 IR46 新标准的推行，招标量有望超预期，从而带来主流电能表企业业绩提升。 图 2： 历年国网智能电表招标数量（万只） 图 3： 2018 与 2019 年智能电表招标数量对比 资料来源： 国网电子商务平台， 国海证券研究所 资料来源： 国网电子商务平台， 国海证券研究所 目前 国网 已经接入的智能电表约 4.8 亿只，采集终端约 4000 万个。 随着物联网数据采集需求的提升，预计到 2030 年接入设备将达到 20 亿只，市场空间打开。物联网应用层与平台层建设 加速推进，预计随着顶层设计的逐渐完善，感知层建设将紧随其后，新需求逐步明确， 新标准下 可能会出现增加通信、遥控等功能与要求，从而带来价值量的提升，智能电表龙头企业长期投资价值凸显。 我们认为，三型两网时代感知层将新增多个应用场景，对感知终端长寿命、高可靠、高精度、高安全、低功耗等特点提出了更高的技术要求，同时在感知的广度、深度、密度、频度、精度等方面提升，预计将带来感知层终端接入数量与单体价值量的 同步 提升。 4355 6766 7603 7637 10510 9916 7655 4559 5651 7652 0200040006000800010000120002010201120122013201420152016201720182019国家电网电表招标量（万只） 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 7 图 4： 泛在电力物联网时代智能电表接入数量预计大幅提升（单位：亿台） 资料来源： 国家电网， 国海证券研究所 2、 泛在物联与新标准带来电表 龙头 长期投资价值 2.1、 当下推广新标准智能电表具有时代意义 自从 1876 年，第一块电能表面世，电能表已经从机械式电表逐步发展成当前的智能电表，上世纪 60 年代以前电能表采用电气机械原理，其中应用最多的是感应式的电能表，上世纪 70 年代起，人们开始初步探讨模拟电子电路的方案。我国电子式电表发展分为三个阶段， 2009 年开始具有一体化信息采集功能、实时监测、信息交互的智能电表已经普及，目前基本已经实现了全覆盖。 表 1： 我国 电能表产品发展历程 项目 使用年代 产品特征 产品主要功能 第一代 1997 年以前 机电一体化 计数器显示，带简单数据接口，产品局限性较大，安装复杂。 第二代 1998-2009 年 电子式 电子式电能表分普通电子式电能表和多功能电能表，具有电能计量功能，多功能还具有通讯接口、多费率计量、事件记录等功能 。 第三代 2009 年至今 智能化 具有电能量计量、 数据处理、 实时监测、自动控制、信息交互、费控、防窃电等功能。 资料来源： 炬华科技公告， 国海证券研究所 国际法制计量组织在 2012 年发布了的电能表国际建议有功电能表，简称 IR46，我们国家作为成员国应该遵守 IR46 标准 。 IR46 对电能表的计量性能 及功能均有明确要求：电能表的电能计量功能与非计量功能应该在逻辑上独立，非计量功能软件的升级，不能影响计量部分的准确性与稳定性，目前阶段我国智能电表的国家标准并未区分计量与非计量部分，因此不允许软件升级。一旦智能电表出现问题，只能整表更换，因此降低了电能表的使用寿命。当电能表提出新功能需求时，大规模更换电表造成资源浪费 。 IR 46 标准下明确强调了计量部分的独立性与其5.2 20 0.05.010.015.020.025.02019 2030E接入国网智能电表数量（包括采集终端） 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 8 余功能部分的扩展性，电能表程序升级不得影响计量部分的正常使用，简单来说，IR46 标准智能电表具有更强大的功能同时可以支持在线软件升级。 当前阶段 是 推广 新标准 的智能电表 最佳时机 。 我们认为， 一方面 大量旧标准 智能电 表迎来更换周期，另一方面，电力 采集 终端 软件功能需快速迭代升级 ， 当前推广新标准智能电表 契合泛在电力物联 时代 的 背景 。 2.2、 未来 智能电表 将 采用双芯设计 ， 价值量 大幅 提升 目前，国内电力公司已经开始借鉴 IR46 标准设计理念，研究下一代智能电表技术，未来将会采用双芯模组设计方案，该方案包括计量芯和管理芯两部分，计量芯负责计量，不允许其进行软件升级，管理芯负责计量以外的负荷控制、费控、通信、冻结、显示和事件记录等，允许升级。 新国 标 发布在即 ，对智能电表在多方面提出了更高的要求 。基于 IR46的 JJF1245系列型安装式交流电能表型式评价大纲已经通过国家专业技术委员会审定，将报行政审批后发布实施。 现有的国家标准体系是依据 IEC 标准而制定的， 总体而言， 新的 IR46 标准更加严格。 根据 IR46 标准下智能电能表研究初探分析， 在环境适应性方面， IR46 标准对温度的低温极限都有所增加，提高了智能电表对于温度的要求程度。在湿度和防水方面，原有的 IEC 标准 将仪表分为户外用和户内用仪表，规定了环境湿度极限与温度的关系，而 IR46 标准依据环境的开放或者封闭位 置，以及是否受到 环境中水的影响，将仪表环境分为三个等级，且有防水试验要求。 新标准对于谐波影响的规定更加详细，同时加入了强制性试验点，在计量防护方面明确要求，无论是硬件和软件，计量部分与非计量部分有清楚隔离，计量部分不能涉及更新，而非计量部分软件能够升级更新。 表 2： IR46 标准相比当前 IEC 标准在多个维度要求更加 严格 类别 IR46 标准 IEC 标准 温度 1、 温度极限值选择与场所的 无关 2、 分五档 ，低温 下限值分别为 -55 、 -40 、 -25 、-10 、 -5 ， 高温 上限值分别为 30 、 40 、 55 、70 、 85 。 1、温度极限值的选择与场所有关 2、 分三档，低温 下限 -40 、 -25 、 -10， 高温 上限 45 、 55 、 70 。 湿度和防水 依据开放或者封闭位置，以及是否受到环境中水的影响，分为 3 个等级，且有防水实验要求 分为户外用与户内用仪表，并规定了相对湿度极限与温度关系，在防水实验要求上要通过绝缘强度试验 谐波影响 对谐波试验的基波与 3、 5、 7、 11、 13 次谐波、电流幅度、电流相位角、电压幅度和电压相位角均做出了定量要求 ，并且加入了强制性试验点。 仅要求对 5 次谐波进行影响量试验 。 计量防护要求 对电能表的计量防护有明确要求，硬件层面，计量部分与分计量部分进行电气隔离；软件层面，计量部分与非计量部分的软件之间有清楚的隔离。 / 资料来源： IR46 标准下智能电能表研究初探 ， 国海证券研究所 我们认为，泛在电力物联网的顶层设计下，智能电表的新功能将会通过软件部分逐渐实现，功能与需求的迭代升级会加速，因此 将软件部分与计量部分分离 ， 在证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 9 保护计量部分准确性与稳定性的前提下，顺应了泛在电力物联网的大趋势。 新标准下 智能电表将采用 双芯设计 ，与现有 体系 有较大差异 。 IR46 标准下智能电能表研究初探 中提到， 当前智能电表主要采用“单个 MCU+专用电能计量芯” ，新体系下将采用两个 MCU 的设计方案，一个 MCU 符合智能电表的计量、脉冲和时钟，称为计量芯，另一个称为 管理 芯， 专门负责显示、 对外 通信、事件管理 、数据冻结、负荷控制 等功能，双芯设计的电表便于升级，且避免了对计量部分影响。计量芯包括计量芯片、计量 MCU、存储器、 RTC、时钟电池、超级电容等，第二部分为管理芯，包括管理 MCU、停抄电池、卡、 ESAM、显示、存储器、 浮空、通信等。 双芯的设计实 现了电能计量与电能管理从硬件上分离，为未来新需求下软件升级 留足了操作空间。 图 5： IR46 双芯智能电表设计结构 图 6： 新标准下，双芯智能电表功能划分 资料来源： IR46 标准下智能电能表研究初探， 国海证券研究所 资料来源： IR46 标准下智能电能表研究初探， 国海证券研究所 双芯设计下 ，预计 智能电表价值将大幅提升 。 目前新的 国家 标准尚未正式发布，我们通过对智能电表成本进行拆分，预计新标准下 单相 智能电表的 价格相比于当前电表将会翻倍，单只价格会达到 300 元以上，电表企业进入量价齐升的通道，长期投资价值凸显。 表 3： 单相 智能电表成本拆分 类别 （单位 :元 /个） 旧标准单芯设计 新标准双芯设计 集成电路 40 80 结构件 20 40 印制板 5 10 阻容 5 10 电池 3 6 变压器 5 10 继电器 5 10 互感器 5 10 液晶 3 6 二 、 三极管 3 6 其他 3 6 材料小计 95 190 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 10 人工成本 +制造费用 10 15 成本合计 105 205 毛利率 32% 32% 电表单价 154 301 资料来源： 炬华科技招股说明书 ， 国海证券研究所 整理 2.3、 海外计量体系 对 新标准电表的 启示 电力市场化交易 推广需要电表应用更加高级费率系统。 世界各国在智能电网实施的过程中都建立了符合自身国情的高级量测体系。各国的 AMI 体系都采用了当时比较成熟技术方案，技术方案上差异主要体现在抄表系统最后一公里的通讯上，主要取决于彼时各国电力市场的开放程度。欧洲的智能电表体系对于我国有重要参考意义。欧洲人口稠密，配网系统与中国的类似，欧洲主要国家电力市场化交易开展较早，因此欧洲的智能电表要求具备“高级费率系统”，以适应电力市场化交易需求。目前我国安装的智能电表基本上都是预付费电表，并不支持与用户的互动，预付费功能只是“高级费率系统” 的一个功能选项 。随着电动车、分布式光伏快速发展 ， 传统电表已经无法适应电力市场化交易、欠费回收、分布式能源接 入，信息安全和优质服务等方面的需求，新型 智能电表将逐步应用 高级费率系统 。 欧盟委员会设立了智能电网专家执行委员会， 制定发布了多项计量相关的技术标准，欧盟国家在基本架构和功能方面形成了共识的欧盟量测体系， 其中有 10 项基本功能已经列入强制性标准， 能够满足消费方、运营方、 供电主体、安全防护、分布能源发电方等多方面的 需求。 表 4： 欧盟智能电表必备 10 项基本功能 消费方 1、 用户和任意第三方可直接抄读 2、 根据各种节能方案频繁地刷新抄读 运营方 3、 允许运营商远程抄读 4、 提供运维和控制需要的双向通讯 5、 允许频繁抄读， 方便网络规划 供电主体 6、 支持高级费率系统（合同电价） 7、 远程开关控制、潮流或负荷限制 安 全 - 数据保护 8、 支持通讯数据加密 9、 防止和发现欺诈 分布能源发电方 10、 提供正、反有功及无功计量 资料来源： 欧盟 AMI 经验对下一代 IR46 智能电表规划的启示 ， 国海证券研究所 欧洲计量体 系中最有借鉴意义的是法国 2015 年启动的 Linky 项目。由于法国的能源结构多样化且清洁能源占比较高，核电占比 70%以上，水电占比 10%，电力市场化起步较早， 因此电表需要更加复杂的费率系统。法国计量体系要求远程数据抄读功能，数据包括每日发电和用电负荷记录以及 电能质量数据 ， 以 10min为间隔提供电表计量值 。通讯功能上具有本地无线通讯接口，可用于接入其他智能能源计量设备（水表、燃气表等）， 同时 采用支持 IPv6 的第三代电力载波通信技术 （ G3 -PLC） 为核心的通讯技术 ，促成数目众多的电表、智能传感器和终