2025年电力AI行业专题报告:从功率预测市场需求入手看新能源入市的投资机遇

  • 来源:国海证券
  • 发布时间:2025/05/26
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电力AI行业专题报告:从功率预测市场需求入手看新能源入市的投资机遇。研究背景:新能源全面入市是2025年电力行业的重大变化,新能源新增装机降速已成趋势,意味着投资逻辑从关注新增装机投资转向存量装机运营,尤其是关注入市带来的增量需求变化。本报告以新能源功率预测作为切入口分析新能源全面入市的影响,并分析AI在垂类场景应用中的商业价值。新能源功率预测:核心是受益新能源全面入市,当前利基市场的功率预测需求空间有望大幅提升。1)需求端,全面入市将大幅扩充需求主体数量,从新能源电站扩充到需要做电价预测的市场主体,主要系功率预测是电价预测的重要基础输入。根据我们测算,功率预测需求乐观场景有望从2024年8....

一、需求:政策驱动小市场有望扩张为较大规模价值市场

功率预测:降低新能源发电不确定性,支撑电力系统安全经济运行

新能源功率预测作用:降低新能源发电的不确定性,提升电力系统运行的安全性和经济性,为电力交易和新能源消纳提供依据。新能源增多的影响:1)从经济性视角看,新能源发电增多会增大电网备用调节容量需求和运行成本;2)从安全性视角看,新能源发电的不确定性会导致电力实时供需难度增大,当电力系统调节能力不足时,可能触发非常规的应对措施,例如突发小范围停电,严重时会导致电力系统崩溃,出现大范围停电。 新能源功率预测:通过分析气象数据、历史发电数据、设备状态等信息,利用人工智能、数值天气预报等技术手段,对风电场或光伏电站未来一段时间内的发电功率进行预测。其主要目的是提高新能源发电的预测精度,降低新能源发电的不确定,从而为电力调度、电力交易和新能源消纳提供科学依据。

驱动力:新能源入市临近,功率预测有望从政策驱动走向价值驱动

需求驱动:强制政策从集中式新能源逐步向分布式延伸,新能源入市是价值驱动的核心催化。当前政策驱动:当前电网通过预测偏差考核相关政策,强制要求新能源运营商配置相关功能。1)目前政策主要覆盖集中式新能源,正逐步向分布式新能源延伸;2)政策性市场导致在满足考核基准要求下,用户容易存在价格敏感特征。入市价值驱动:我们认为,新能源入市有望推动需求走向价值驱动,可能将产生4方面影响,1)量增方面,客户群体进一步拓展到电力交易市场主体;2)价增方面,预测精度可能影响客户参与电力交易收益,供应商预测精度价值有望体现为更好产品价格;3)集中度方面,预测精度领先优势有望提升头部供应商份额,且预测精度受益于份额提升的数据优势,可能具有马太效应;4)业务增值方面,依托功率预测拓展电力交易产品服务,有望为相关供应商业务拓展创造机遇。

价值链:下游用户从新能源电站拓展到电力市场主体

电价预测需求主体:功率预测影响电价预测,相应关联直接参与电力交易的市场主体。1)发电企业、售电公司、直购电用户一般直接参与电力批发市场交易,因此需要进行电价预测;2)新型主体需要依赖电价差套利,同样需要电价预测。

电力市场主体:发电企业和售电公司占比分别为4.4%和0.5%,新型主体数量快速增长。

市场主体总量:据国家能源局数据,截至2025年3月,我国注册参与交易的经营主体数量达81.6万家,相较2023年底增加9.8%;截至2023年底,我国电力交易平台累计注册市场主体数量为74.3万家,同比+23.9%。

市场主体构成:1)据国家能源局数据,截至2023年底,全国电力市场累计注册经营主体74.3万家,其中,发电企业3.3万家,占比4.4%;电力用户70.6万家,占比95%;售电公司4074家,占比0.5%。2)根据中能传媒数据,截至2024年底,国网经营区市场用户超65万户,其中分布式电源、充电桩、新型储能、虚拟电厂等新型主体超4000家,占比0.6%。

电力用户构成:直接参与批发交易的电力用户需要电价预测,但这类用户的数量很少。

参与市场方式:1)直接参与批发市场交易,2)通过售电公司代理参与零售市场交易,3)电网企业代理购电。其中,仅直接参与批发交易的电力用户需要自身做电价预测。

各类用户数量占比:根据落基山研究所报告,以广东省为例,2023、2024年广东直接参与批发市场交易的电力用户仅为个位数;大部分用户选择通过售电公司或者电网企业代理购电,主要系用户单独参与批发市场的交易成本较高。其中,电网代购电在市场交易电量中占比3成(2023年全国数据),中小微企业几乎都采用电网代购电,从趋势上该比例将持续下降。

入市影响-新能源企业:电力市场激励提升新能源功率预测精度

新能源发电企业视角:并网考核没有为提升更高功率预测精度提供激励;但参与电力市场(现货+中长期)时,新能源发电企业受益于功率预测精度提升,既提升了对新能源单站预测精度要求,还新增了区域新能源功率预测需求。

并网考核:无论新能源是否入市,新能源功率预测偏差都受到各地“双细则”考核(指并网运行和辅助服务管理细则),超出要求部分面临考核罚款。该规定主要强制要求预测精度的下限,很少为更高功率预测精度提供激励。

现货市场:1)新能源电站提升单站预测精度不一定能受益,但若电力市场规则鼓励提升预测精度,则新能源电站双向损益可能不对称,提升单站预测精度更受益。2)新能源电站若想优化交易策略,需要增加区域新能源功率预测数据。

单站预测价值:在并网考核偏差以内,新能源预测精度损益更主要取决于单站预测偏差和整个电价区新能源整体偏差之间相对方向。1)若两者同向,则新能源电站更可能在实时市场进行超发电量低价结算、少发电量高价购买;2)若两者反向,则新能源单站可能受益,但这部分收益可能面临电力市场规则附加考核限制,例如扣除部分收益用于支付系统备用成本。

区域预测价值:区域新能源功率预测影响该地区电力供需平衡预测,从而影响电价预测结果。电价预测是电力现货交易的核心,新能源发电商可通过电价预测提升现货市场交易能力。

二、供给:功率预测格局较为集中,有望拓展电力交易辅助决策

格局现状:当前为高专业度细分市场,份额向专业厂商集中

格局现状:当前新能源功率预测需求主要来自单站功率预测产品,因此仅有单站功率预测产品格局数据。

市场特点:由于新能源发电功率预测市场属于专业化程度较高的细分市场,具有明显的专业知识壁垒、客户资源壁垒和规模经济壁垒,因此市场较少有新进入者,竞争格局较为稳定。

竞争要素:在功率预测领域,企业的核心竞争力在于功率预测的精度、对产品问题的快速反馈,以及对客户需求的及时响应等优质的后续服务。

历史市占率:根据沙利文《中国新能源软件及数据服务行业研究报告》,2019年,光伏发电功率预测市场的主要企业分别是国能日新、南瑞继保、东润环能、中科伏瑞,其市场占有率分别为22.1%、17.7%、16.2%和6.9%;风能发电功率预测市场的主要企业分别是国能日新、金风慧能、远景能源、东润环能和南瑞继保,其市场占有率分别为18.8%、14.9%、13.3%、11.7%和6.3%。

参与者比较:分为两类,1)一类为南瑞继保、金风慧能、远景能源等电力设备供应商,主营继保设备、风机等业务,功率预测系统仅作为主营产品的一部分打包出售,在系统售出后对于后续的功率预测服务也比较忽视。2)另一类为国能日新、东润环能和中科伏瑞等专业厂商,以为客户提供更优质、精度更高的功率预测服务为主,以功率预测系统等产品的销售作为服务提供的基础和手段。

格局趋势:由于专业化厂商往往在产品和服务品质等方面能形成较强的竞争优势,随着客户规模的逐渐积累,规模经济效应也将逐渐凸显,行业竞争格局呈现出国能日新等专业化厂商逐渐处于优势地位的局面。以国能日新取得的替换电站数量和被替换电站数量为例,2018-2021H1期间公司被替换电站数量共239个,而取得的替换电站数量则为691个,远超被替换电站。

技术趋势:气象大模型有望助力提升中长期功率预测精度

技术需求:按产品类别划分,功率预测分为单站和区域两类,按时间尺度分为超短期、短期和更长周期。

单站预测:新能源全面入市后,新能源电站需进一步提升超短期和短期单站预测精度,此外也会新增对更长周期预测的需求,以适应新能源发电商优化竞争策略需要。

区域预测:在新能源全面入市前,区域预测需求主要来自电网公司,但之后各直接参与市场的主体若需要根据电价预测优化交易策略,则需要新能源功率预测作为重要输入,包括超短期、短期和中长期等时间尺度。

预测技术:新能源功率预测精度主要受以下方面因素影响,包括气象与环境因素、数据质量与采集系统、模型与方法局限性等;且时间尺度越长,一般功率预测精度越低,中长期功率预测面临更大挑战。对于中长期功率预测精度,气象维度影响最大,其次是就地采集数据的校正。

气象大模型:中长期预测依赖气候模式的准确性,而原先物理模型对极端天气事件的捕捉能力不足。当前气象大模型开始逐步应用在功率预测场景,AI技术运用有望进一步突破精度极限。

三、公司:上游比拼数据和技术,下游比拼渠道效率

国能日新:功率预测龙头,新能源全面入市稀缺核心受益标的

业务:新能源功率预测服务为公司业绩快速增长直接来源,并有望结合电力交易等创新产品拓展第二增长曲线。

构成:公司业务构成如下表,其中,1)新能源发电功率预测产品和并网智能控制系统为基本盘业务,是公司营收和利润的主要来源;2)创新产品有望为公司贡献第二增长曲线。

模式:新能源功率预测产品分为预测设备和预测服务,两者业务模式不同,预测设备和并网系统业务模式更相似,1)预测服务为持续付费服务,增长取决于累计服务电站数量,驱动力包括新增装机电站、净替换电站、分布式政策要求;2)预测设备和并网设备为一次性销售收入,驱动力主要取决于新增电站需求,包括新增装机电站和分布式政策要求。

展望:1)短期增长驱动来自于分布式光伏强制进行功率预测的政策要求;2)中长期看,功率预测产品有望成为电力市场基础设施,且公司有望成为分布式光伏相关运营渠道的龙头企业,以此构建电力交易市场的竞争壁垒。

朗新集团:AI技术赋能提升聚合效率,股东蚂蚁助力构建渠道壁垒

业务:主要包括能源数智化、能源互联网两部分业务,其中能源互联网业务是公司实现业绩快速增长的关键。

能源互联网业务:构建聚合服务和资源交易双飞轮,1)聚合服务平台依托场景连接用户,搭建并运营生活缴费、聚合充电、虚拟电厂等多种电力服务场景平台,广泛连接各类用户负荷和分布式能源;2)资源交易平台通过参与市场交易实现聚合能源资源的价值最大化,业务发展主要受益于电力市场化持续推进和AI技术赋能。

竞争优势:公司优势在于高度分散的能源电力长尾市场,基于生态合作构建渠道和场景运营壁垒,通过技术赋能提升效率。

渠道优势:电力行业存在大量中小工商业用户、充电场站、产业园区等负荷资源和分布式能源,聚合分散资源参与电力市场交易是行业趋势,降低高度分散长尾市场的成本是商业成功关键,借助和蚂蚁集团等合作,公司依托生活缴费、充电、分布式光伏云等场景积累了丰富的客户,具有高获客效率和低获客成本,有望形成具备强壁垒的渠道优势。

技术赋能:渠道优势为公司形成规模优势奠定了基础,但同时高度分散长尾市场需要更多依托互联网平台和AI技术来提升服务效率和降低服务成本。公司基于多年在不同场景的持续运营,所属能源互联网平台沉淀了海量的用户用电服务数据、链接了丰富的能源资产,为公司发展以 AI技术驱动的平台化电力交易业务打下了坚实的平台和场景基础。

生态体系:公司自2013年起与蚂蚁集团合作构建生活缴费服务场景,蚂蚁自2014年成为公司战略投资者,两者围绕数字支付、数字科技、全球化等方向展开全方位合作。两家公司具有高度的战略协同价值,蚂蚁集团需要更多垂类领域合作提升平台的客户流量,朗新集团采用B2B2C模式为蚂蚁集团打通B端入口,例如公用事业缴费。两者合作为朗新集团客户开拓提供极大便利,也为朗新进一步发展增值业务打开成长空间,例如充电险等。

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编辑:火腿肠
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