水电行业市场分析.docx

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1、水电行业市场分析一、来水：丰枯交替，改善可期来水遵循丰枯交替、均值回归趋势，过去的2122年均为枯水年，国家气候中心预计2023年即将迎来厄尔尼诺年，带来我国南方流域的降水增加；水电发电量测度可关注流量和水头两大来水指标，根据对水情的长期跟踪，观察到一季度雅碧江、金沙江等流域来水明显好转,汛期来水改善可期。重视调节性水电站价值，通过调节丰枯期来水、抬高汛期水头平滑来水波动、实现电量增发，长江电力六库联调、雅碧江三大调节水库、华能水电两大多年调节电站在出力保供、增发电量方面的效益均已彰显。（-）来水决定发电，关注流量和水位两大要素水头和流量是决定水电发电功率的两大要素。水力发电是利用大坝聚集水能

2、,经水轮机与发电机的联合运转,将集中的水能（动能和势能）转换为电能。根据水力发电原理，电能大小取决于初始聚集起的水的势能的大小，水的势能则是由来水量和水头决定的。因此，流经水轮机的流量越大、大坝上下游的水位差越大、发电时间越长，则发电量越多。在水电发电量的公式中可见，流量Q和水位差H（水头）决定水轮机的出力功率，从而决定水电的发电量。图2:水力发电运行示意图水率通过水头和流量可估算水电发电量，在水位相差不大的情况下，水电发电量与出库流量呈明显正相关。水利部定期披露主要水库的水情数据，包括水库的流量（入库、出库流量）和水位等。通过入库流量可以评判来水量大小，出库流量为发电用水，两者相对大小可以判

3、断水库当前的蓄水策略，体现为水位变化；上下游水位差即为水头。来水呈现季节性变化特征，一般丰水期是610月，枯水期是12月来年4月。水电的发电功率首先由流量决定，其次受水头影响。以三峡电站为例，水电在丰水期的特点是流量高、水头低，枯水期则大致相反，2023Q1在来水偏枯3.5%的情况下,三峡电站发电量同比降低19.9%,主要原因为低水头导致发电功率低于上年同期。以模型回测三峡电站历史发电量，与真实值误差大多低于5%。三峡水电站历史流量和水位数据较为详实完整，以上述公式计算其日度发电量并加总计算季度发电量后，与真实发电量的误差多数时间低于5%o假设三峡电站的发电效率为83.6%（历史数值拟合得出）

4、，测算其2023Q1的发电量为121.67亿千瓦时，实际发电量是121.04亿千瓦时，误差率为0.5%。以同样方法回测长江电力溪洛渡、向家坝、葛洲坝电站四年的历史数据，通过拟合发电效率，实现发电量误差率最小化，大部分时间分别在4%、3%、3%以内。部分时间因数据缺失、泄洪等因素影响误差较大。图8:三峡发电量测算的误差率在5%以内10%1三块误差率/%6%2%-e- 2%0.5%- 6%-ee- 10%wwwwwww2023Q1预测长江电力发电量与真实值误差率-0.4%。根据模型测算长江电力2023Q1的发电量为553.9亿千瓦时，与实际发电量556.0亿千瓦时之间的拟合误差为0.4%,实现在5

5、%以内的误差范围内测算长江电力的发电量。(-)三重拉尼娜周期已尽，来水有望好转水电受来水影响，来水呈现丰枯交替变化。从近十年以来数据来看,我国大陆地表水资源量与水电平均利用小时数变化呈现明显正相关趋势，同时流域内水资源量呈现丰枯交替的变化趋势，近年来通常以23年为周期丰枯交替。三重拉尼娜周期已尽，预计23年起逐步进入厄尔尼诺周期。拉尼娜和厄尔尼诺现象被认为导致全球气候变化的主要原因。对我国而言，拉尼娜现象将导致我国夏季降雨带北移，出现“冷冬热夏、南旱北涝”现象，厄尔尼诺现象则大致相反，两者通常交替出现。三重拉尼娜事件极少出现，自1950年以来，三重拉尼娜事件仅在上世纪70年代中期和90年代末期

6、出现，2023-2023年是本世纪首次出现三重拉尼娜事件。通常用Nino3.4区的海温指数反映拉尼娜和厄尔尼诺的出现及强度，根据国家气候中心数据显示,拉尼娜现象已于今年2月结束,预计从5月开始出现厄尔尼诺现象，我国黄河以南、长江中下游等主要流域降雨增加，来水有望好转。水位：雅碧江、金沙江主要水库水位已恢复正常正常蓄水位和死水位是两个重要的运行水位，两者之间的调节库容是衡量水库调节能力的主要依据。正常蓄水位是指水库在正常运行情况下，为充分发挥防洪、发电、航运、生态补水等综合功能而蓄到的最高水位；死水位是指水库允许消落到的最低水位。死水位以下的库容称为死库容，除遇到特殊的情况外（如特大干旱年），它

7、不直接用于调节径流；兴利库容是正常蓄水位至死水位之间的水库库容，又称调节库容，用来衡量水库的调节能力。S13:水库忖征水位与忖征库容示意图2023年四季度来水好转，主要水库水位恢复。每年的丰水期（7-9月）后各水库开始蓄水，在平、枯水期保持高水头发电，在枯水期后半段陆续降低水位迎接汛期。2023年三季度来水偏枯但四季度有所好转，金沙江下游的白鹤滩、向家坝以及雅碧江的锦屏一级、二滩等主要水库水位恢复至8-9成。而长江上游三峡电站、红水河的龙滩电站、清江的水布城电站在去年四季度的水位恢复不足，影响延续至今年一季度。但三峡电站历年6月份将水位降至死水位，低水位导致出力降低的影响仅延续到今年5月份下旬

8、，当前水位同比差距持续缩小,三峡电站蓄水不足影响即将消除。流量：雅碧江、金沙江、长江一季度来水率先恢复金沙江下游：长江电力位于金沙江下游的四座电站一季度来水恢复较好,乌东德电站作为最上游的电站,2023年一季度来水总量约160.88亿立方米（同比+7.1%）,受益于白鹤滩、溪洛渡库容消落，白鹤滩、溪洛渡、向家坝平均出库流量同比去年均大幅提升，溪洛渡一季度平均入库流量、出库流量分别同比+63.6%、50.8%o长江上游：长江流域来水已恢复正常，三峡一季度来水总量约519.18亿立方米（同比352%）,平均入库流量、出库流量分别同比-2.8%、-9.7%,Q1三峡发电量121.04亿千瓦时（同比1

9、9.9%）,主要受低水头影响。而其下游葛洲坝电站由于受到三峡电站蓄水不足影响，一季度平均出库流量同比7.6%,发电量为31.49亿千瓦时（同比-6.9%）。图17:2023Q1三峡平均出库流量同比97%雅碧江：根据四川省水文资源勘测中心的监测，2023年一季度雅碧江流域来水同比+6.4%,雅碧江水电发电量同比+33.0%。由于来水好转及两河口库容消落，锦屏一级一季度平均入库流量、出库流量分别同比+49.7%、+28.8%o由于新增两河口水库，雅碧江流域主要水库14月蓄水量同比增长23成。红水河&清江：红水河和清江流域2023年一季度来水偏枯，龙滩水库在2023年来水偏丰的情况下，全年平均出库流

10、量高于2023年三成左右,而2023年一季度来水转枯,平均出库流量同比下降23.4%o水布城水库自2023年三季度以来来水大幅偏枯，此后平均出库流量始终维持较低水平，5月起水布城平均出库流量略有回升。（三）重视调节性水电站价值，平滑来水波动增发电量水电站按照调节能力可分为无调节水电站（径流式水电站）和有调节水电站，根据水库库容大小和多年平均径流量的关系（库容系数B=水库兴利库容/多年平均来水量），有调节水电站可分为日调节、月调节、季调节、年调节和多年调节水电站等。例如三峡、向家坝电站为季调节，溪洛渡、锦屏一级电站为年调节，两河口、小湾、糯扎渡电站为多年调节。重视调节性水电站价值，可有效平滑来水

11、波动，保障发电量。分公司来看，乌白电站投产后，长江电力可实施六库联调，总调节库容430亿立方米；雅碧江水电拥有两河口、二滩、锦屏一级三大调节水库，总调节库容148.4亿立方米；华能水电拥有小湾、糯扎渡两大多年调节电站为首的两库八级电站，多库联合调度有助于形成水库群梯级效应，通过梯级调度熨平来水波动。从流域尺度来看，金沙江上游拥有岗托年调节电站（调节库容32亿m3）,金沙江中游拥有龙盘多年调节电站（调节库容284亿m3）,金沙江下游四座电站均有调节能力，长江上游三峡电站为季调节电站（调节库容221.5亿m3）,雅碧江两河口为多年调节电站（调节库容65.6亿m3）,上游调节电站均可对下游电站形成增

12、益，例如根据中国水力发电工程协会的估算，龙盘电站可通过联合调度为下游梯级电站增加约200亿千瓦时的发电量，调节性电站的价值可期。图24:2023Q3华能水电发电量同比持平40032024016080华能水电单季度发电量水电发电量（亿千瓦时，左轴）346增速（,右轴）281295320295r50%Iniii1ini1ik30%-50%1CMCO寸1CMeO寸1ZCObOOOO1T-T-T-ZZCMeNCX1eNeeCx1ZzZcmCx1cXJe梯级电站群联合调度可减少弃水、提高运行水头、增发电量。当流域内存在一群相互间具有联系的水电站以及相关工程设施时，即可开展梯级水电站联合调度，使流域内水电

13、站效益最大化。联合调度的优势主要体现在以下两个方面：（1）减少弃水，当预报电站来水量将超过所有机组过流能力时，上游水库可提前拦蓄部分水量，待来水减少后，再逐步释放拦蓄水量，尽量让来水都通过机组过流，从而提高梯级电站发电效益；（2）抬高水头，在满足防洪要求的前提下，通过“早蓄水、晚消落、动汛限”，可以提高水库平均运行水头，从而提高机组发电功率。目前三峡电站的汛限水位为145米，2023年长江委通过对旱情的预估，将其抬高5米，后续若继续实施抬高汛限水位的方案，将有望提升汛期水头增加发电效率。以长江电力为例，三峡电站投产后，因三峡电站所有机组过流能力大于葛洲坝电站，当预报三峡来水大于葛洲坝所有机组过

14、流能力时，可以通过降低三峡电站的出库流量，来匹配葛洲坝电站机组，尽量让来水依次通过三峡、葛洲坝电站机组过流，从而增加葛洲坝电站发电量。2015年以来，葛洲坝电站利用小时数超7000小时，远超行业平均水平。通过四库联调,长江电力2014年以来每年可增发电量接近100亿千瓦时，而在乌白电站投产后实现六库联调可以再额外增发电量60-70亿千瓦时。两河口电站建成后可增加雅碧江下游梯级电站年发电量102亿千瓦时。根据雅碧江水电债券募集说明书数据，孟底沟、杨房沟、卡拉、锦屏一级、锦屏二级、官地电站联合运行时可分别增发电量9.73、8.93、5.27、17.80、4.70、7.40亿千瓦时，对其余电站按剩余

15、增发电量和设计发电量比例进行估算，则牙根一级、牙根二级、楞古、二滩水电站可分别增发电量1.60、6.31、16.48、23.78亿千瓦时，对已投产电站可增发电量62.61亿千瓦时。二、成长：量价齐升，成本下行(-)优质大水电稀缺性凸显，水电龙头仍具成长空间水电行业区域特征明显，流域位置和资源禀赋决定水电质量。水电站的建设依托于流域水能资源，我国的水能资源主要分布在西南地区，四川和云南是两个水电大省，并在九大流域片区划分出十三大水电基地。目前水电基地的流域开发归属权已完成分配，主要分配给了五大发电集团以及三峡集团等，不同流域的水资源禀赋存在差异，开发难度存在差异，因此各个电站和上市公司的水电运营能力有所区别。流域位置和资源禀赋影响水电利用小时数高低与波动性。就我国目前各水电企业旗下水电站所在流域来看，桂冠电力(红河水流域)来水以降雨为主，受东南亚季风影响波动较为明显，波动性较大。而长江电力（长江流域），国投电力（雅碧江流域）及华能水电（澜沧江流域）来水由降雨、冰川融化等组成，全流域落差大，水量充沛，水电利用小时数较高且波动性更小。图34:水电公司利用小时数增速对比水电利用小时数增速/%Ti-长江电力华能水电f国投电力国电电力桂冠电力30%18%一-18%-30%201720182019202320232023水电开发步入成熟期，优质大水电稀缺性凸显。我国水能蕴藏量丰富