我國柔性直流輸電行業(yè)建設步入快車(chē)道 特高壓+大容量為必然趨勢

一、行業(yè)相關(guān)概述

柔性直流輸電（HVDC Flexible，又稱(chēng)電壓源變流器直流輸電VSCHVDC）是一種以電壓源換流器、自關(guān)斷器件和脈寬調制（PWM）等技術(shù)為基礎的新型輸電技術(shù)。柔性直流輸電系統核心設備包括柔直換流閥、直流控保、柔直換流變。其中，換流閥是直流電和交流電相互轉化的橋梁，其核心是將IGBT驅動(dòng)板卡、水熔板等壓接在一起組合成的一個(gè)完整柔直模塊。

根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國柔性直流輸電行業(yè)發(fā)展現狀分析與投資前景研究報告（2024-2031年）》顯示，與常規直流輸電相比，柔性直流輸電有一系列突出優(yōu)勢：1）無(wú)需無(wú)功補償，諧波水平低。柔性直流輸電采用IGBT，無(wú)需交流側提供換相電流和反向電壓，從而避免了大量的無(wú)功消耗，并節省用地；2）無(wú)需依賴(lài)有源電網(wǎng)。柔性直流輸電受端系統可以是無(wú)源網(wǎng)絡(luò )，因此可以向孤島供電，常規直流系統則需要依靠電網(wǎng)完成換相，需要較強的有源交流系統支撐；3）無(wú)換相失敗的風(fēng)險。開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間可控，與電流的方向無(wú)關(guān)；4）適合構成多端系統。柔性直流輸電系統可以通過(guò)改變單端電流方向來(lái)改變潮流的方向，便捷而又快速；5）傳輸功率可獨立控制。

常直輸電與柔直輸電比較

資料來(lái)源：觀(guān)研天下數據中心整理

海外柔直工程始于1997年，國內則始于2010年，但在電壓和容量上國內后來(lái)居上，已經(jīng)向±800kV/5GW級發(fā)展，海外工程也已向±600kV/2GW級邁進(jìn)，特高壓+大容量為國內外柔直發(fā)展的必然趨勢。自2011年我國首個(gè)自主設計研發(fā)建設的柔直工程-上海南匯風(fēng)電工程并網(wǎng)投運，代表著(zhù)柔直技術(shù)開(kāi)始向工程推廣邁進(jìn)。截至2023年10月，我國已累計投運11條柔直輸電工程，電壓等級最高達到了±800kV，在新能源外送、電網(wǎng)互聯(lián)互濟、孤島送電等場(chǎng)景實(shí)現應用。

我國已投運柔直工程

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二、行業(yè)發(fā)展現狀

1、市場(chǎng)規模

柔性直流輸電技術(shù)的可控性、靈活性更強，不需要交流系統支撐換相 ，甚至可不依賴(lài)交流電網(wǎng)，以孤島方式實(shí)現100%新能源匯集，并可為交流電網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)支撐，其規?；瘧脤㈦S著(zhù)經(jīng)濟性的進(jìn)一步改善大大加快，助力新能源接入電網(wǎng)比例大幅提升。截止2024年上半年中國柔性直流輸電行業(yè)市場(chǎng)規模約為151.38億元，具體如下：

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隨著(zhù)“雙碳”目標的提出，建設新型能源體系和構建新型電力系統已經(jīng)成為廣泛共識。我國能源資源與需求呈現逆向分布，高比例新能源和多饋入的特性使得柔性直流輸電技術(shù)變得尤為重要。柔性直流輸電技術(shù)具有可控性、靈活性強的特點(diǎn)，符合國家政策導向，適用于孤島供電、城市配電網(wǎng)的增容改造、交流系統互聯(lián)等多種場(chǎng)景。

“十四五”及“十五五”國內特高壓規劃主要圍繞著(zhù)清潔能源大基地的外送消納為主，新能源的波動(dòng)性+受端電網(wǎng)面臨“強直弱交”的問(wèn)題，柔性直流輸電開(kāi)始成為常規的特高壓輸電方式，預計2031年中國柔性直流輸電行業(yè)市場(chǎng)規模將達到877.95億元。

2、供應情況

2020年以來(lái)，中國電網(wǎng)側投資開(kāi)啟高增速，根據國家能源局數據，2024上半年我國電源工程投資完成額為3441億元，較去年同期增長(cháng)2.5%，電網(wǎng)工程投資完成額為2540億元，較去年同期增長(cháng)23.7%，國內電網(wǎng)側投資迅速上量。

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特高壓工程的建設是我國近 20 年的電網(wǎng)發(fā)展的主旋律之一。2004 年，國網(wǎng)公司提出了建設以特高壓電網(wǎng)為核心的堅強國家電網(wǎng)的戰略構想，2005 年開(kāi)始正式啟動(dòng)特高壓交流試驗示范工程的初步設計，從此特高壓建設成為了貫穿我國電網(wǎng)發(fā)展的主旋律。我國特高壓投資規模的快速發(fā)展第一階段是 2014-2017 年，投資額度達1966 億元，隨后發(fā)展較為平穩，2018-2020 年共投入 2130 億元用來(lái)發(fā)展特高壓工程建設?！笆奈濉逼陂g，國網(wǎng)規劃建設特高壓工程“24 交 14 直”，涉及線(xiàn)路 3 萬(wàn)余公里，變電換流容量 3.4 億千伏安，總投資 3800 億元 。

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3、需求情況

在“碳排放、碳達峰”目標下，電源發(fā)展動(dòng)力由傳統煤電向清潔能源轉變。根據中電聯(lián)公布《電力行業(yè)“十四五”發(fā)展規劃研究》顯示，預期 2025 年，全國非化石能源發(fā)電裝機 15.70 億千瓦，占比約 53.20%，較 2020 年提高 7.90 個(gè)百分點(diǎn)，非化石能源發(fā)電量占比將達到 39.50%，風(fēng)能作為清潔能源發(fā)電的關(guān)鍵，在此影響下，未來(lái)有望得到持續發(fā)展。風(fēng)電的高效穩定輸送，以及遠海風(fēng)電大規模送出，是提高風(fēng)電利用率的關(guān)鍵，新建柔性直流輸電工程能夠有效解決遠距離電力輸送的問(wèn)題，也將擴大國內柔性直流輸電的需求規模。

自2005年以來(lái)的近20年間，西北電網(wǎng)先后建成“西電東送”跨區直流電力通道11條，外送容量超過(guò)7000萬(wàn)千瓦，實(shí)現了多電壓等級跨區直流安全輸送、多個(gè)新能源基地的安全送出，成為國家“西電東送”電力大送端。

《“十四五”現代能源體系規劃》明確提出“建設以大型風(fēng)光基地為基礎、以其周邊清潔高效先進(jìn)節能的煤電為支撐、以穩定安全可靠的特高壓輸變電線(xiàn)路為載體的新能源供給消納體系”?！笆奈濉逼陂g規劃建成投產(chǎn)風(fēng)光大基地總裝機約 200GW，其中外送 150GW、本地自用 50GW，外送比例達到 75%。預計“十五五”期間規劃建設風(fēng)光基地總裝機約 255GW，其中外送約 165GW、本地自用約 90GW，外送比例約 65%。在我國新能源電力裝機容量不斷提升的背景下，特高壓輸電將為電力傳輸及供應提供重要支撐。

三、行業(yè)競爭格局

柔性直流輸電行業(yè)的市場(chǎng)競爭日趨激烈，參與者主要包括國際知名電力設備制造商、電力電子企業(yè)、新能源發(fā)電企業(yè)以及電力系統集成商等。這些企業(yè)憑借各自的技術(shù)優(yōu)勢、市場(chǎng)資源以及產(chǎn)業(yè)鏈整合能力，在市場(chǎng)中占據不同的地位。

國際市場(chǎng)上，ABB、西門(mén)子、通用電氣等跨國公司在柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域擁有深厚的積累和豐富的項目經(jīng)驗，占據了一定的市場(chǎng)份額。國內市場(chǎng)中，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等大型電力企業(yè)以及華為、陽(yáng)光電源、許繼電氣等電力電子企業(yè)也積極參與柔性直流輸電項目的建設，推動(dòng)了技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)的擴大。

柔性直流輸電技術(shù)的競爭主要體現在控制策略、電力電子器件、系統集成以及運行維護等方面。隨著(zhù)新材料、新工藝和新技術(shù)的不斷涌現，柔性直流輸電技術(shù)的性能不斷提升，成本逐漸降低，進(jìn)一步推動(dòng)了市場(chǎng)的競爭。

在控制策略方面，各企業(yè)紛紛投入研發(fā)力量，優(yōu)化控制算法，提高系統的響應速度和穩定性。在電力電子器件方面，新型寬禁帶半導體材料的應用使得電力電子器件的性能得到顯著(zhù)提升，進(jìn)一步推動(dòng)了柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展。在系統集成方面，各企業(yè)注重產(chǎn)業(yè)鏈的整合和協(xié)同，提高項目的整體效率和可靠性。在運行維護方面，各企業(yè)積極推廣智能化、數字化運維技術(shù)，提高系統的運行效率和安全性。

未來(lái)，柔性直流輸電行業(yè)的市場(chǎng)競爭將呈現以下趨勢：一是技術(shù)創(chuàng )新將持續引領(lǐng)市場(chǎng)競爭，新型控制策略、高性能電力電子器件以及智能化運維技術(shù)等將成為企業(yè)競爭的關(guān)鍵；二是產(chǎn)業(yè)鏈整合將成為企業(yè)競爭的重要手段，通過(guò)整合上下游資源，提高項目的整體效率和可靠性；三是國際合作將成為企業(yè)競爭的重要途徑，通過(guò)與國際知名企業(yè)合作，共同推動(dòng)柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展和應用。

中國柔性直流輸電行業(yè)主要品牌

企業(yè)名稱(chēng)	品牌	簡(jiǎn)介
國家電網(wǎng)		國家電網(wǎng)有限公司成立于2002年12月29日，2023年收入3.86萬(wàn)億元。 [124]是根據《公司法》規定設立的中央直接管理的國有獨資公司，是關(guān)系國民經(jīng)濟命脈和國家能源安全的特大型國有重點(diǎn)骨干企業(yè)。公司以投資、建設、運營(yíng)電網(wǎng)為核心業(yè)務(wù)，承擔著(zhù)保障安全、經(jīng)濟、清潔、可持續電力供應的基本使命。公司經(jīng)營(yíng)區域覆蓋26個(gè)?。ㄗ灾螀^、直轄市），供電范圍占國土面積的88%，供電服務(wù)人口超過(guò)11億人。公司注冊資本8295億元，資產(chǎn)總額38088.3億元，穩健運營(yíng)在菲律賓、巴西、葡萄牙、澳大利亞、意大利、希臘、中國（香港）等國家和地區。
南方電網(wǎng)		中國南方電網(wǎng)有限責任公司是中央管理的國有重要骨干企業(yè)，由國務(wù)院國資委履行出資人職責。公司負責投資、建設和經(jīng)營(yíng)管理南方區域電網(wǎng)，參與投資、建設和經(jīng)營(yíng)相關(guān)的跨區域輸變電和聯(lián)網(wǎng)工程，為廣東、廣西、云南、貴州、海南五省區和港澳地區提供電力供應服務(wù)保障；從事電力購銷(xiāo)業(yè)務(wù)，負責電力交易與調度；從事國內外投融資業(yè)務(wù)；自主開(kāi)展外貿流通經(jīng)營(yíng)、國際合作、對外工程承包和對外勞務(wù)合作等業(yè)務(wù)。
華為		華為創(chuàng )立于1987年，是全球領(lǐng)先的ICT（信息與通信）基礎設施和智能終端提供商。我們的20.7萬(wàn)員工遍及170多個(gè)國家和地區，為全球30多億人口提供服務(wù)。華為致力于把數字世界帶入每個(gè)人、每個(gè)家庭、每個(gè)組織，構建萬(wàn)物互聯(lián)的智能世界：讓無(wú)處不在的聯(lián)接，成為人人平等的權利，成為智能世界的前提和基礎；為世界提供多樣性算力，讓云無(wú)處不在，讓智能無(wú)所不及；所有的行業(yè)和組織，因強大的數字平臺而變得敏捷、高效、生機勃勃；通過(guò)AI重新定義體驗，讓消費者在家居、出行、辦公、影音娛樂(lè )、運動(dòng)健康等全場(chǎng)景獲得極致的個(gè)性化智慧體驗。
陽(yáng)光電源		陽(yáng)光電源股份有限公司（股票代碼：300274）是一家專(zhuān)注于太陽(yáng)能、風(fēng)能、儲能、氫能、電動(dòng)汽車(chē)等新能源電源設備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)的國家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。主要產(chǎn)品有光伏逆變器、風(fēng)電變流器、儲能系統、水面光伏系統、新能源汽車(chē)驅動(dòng)系統、充電設備、可再生能源制氫系統、智慧能源運維服務(wù)等，并致力于提供全球一流的清潔能源全生命周期解決方案。
許繼電氣		公司是中國電力裝備行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)，致力于為國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展提供能源電力高端技術(shù)裝備，為清潔能源生產(chǎn)、傳輸、配送以及高效使用提供全面的技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)支撐。公司聚焦特高壓、智能電網(wǎng)、新能源、電動(dòng)汽車(chē)充換電、軌道交通及工業(yè)智能化五大核心業(yè)務(wù)，先進(jìn)儲能、智能運維、電力物聯(lián)網(wǎng)、氫能產(chǎn)業(yè)等新興業(yè)務(wù)，產(chǎn)品廣泛應用于電力系統各環(huán)節。公司產(chǎn)品主要分為智能變配電系統、直流輸電系統、智能電表、智能中壓供用電設備、新能源及系統集成、充換電設備及其它制造服務(wù)六類(lèi)。

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