我國柔性直流輸電行業(yè)建設(shè)步入快車道 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(diào)制（PWM）等技術(shù)為基礎(chǔ)的新型輸電技術(shù)。柔性直流輸電系統(tǒng)核心設(shè)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(zhuǎn)化的橋梁，其核心是將IGBT驅(qū)動板卡、水熔板等壓接在一起組合成的一個完整柔直模塊。

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

常直輸電與柔直輸電比較

資料來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

海外柔直工程始于1997年，國內(nèi)則始于2010年，但在電壓和容量上國內(nèi)后來居上，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(nèi)外柔直發(fā)展的必然趨勢。自2011年我國首個自主設(shè)計研發(fā)建設(shè)的柔直工程-上海南匯風(fēng)電工程并網(wǎng)投運(yùn)，代表著柔直技術(shù)開始向工程推廣邁進(jìn)。截至2023年10月，我國已累計投運(yùn)11條柔直輸電工程，電壓等級最高達(dá)到了±800kV，在新能源外送、電網(wǎng)互聯(lián)互濟(jì)、孤島送電等場景實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

我國已投運(yùn)柔直工程

資料來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

二、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、市場規(guī)模

柔性直流輸電技術(shù)的可控性、靈活性更強(qiáng)，不需要交流系統(tǒng)支撐換相 ，甚至可不依賴交流電網(wǎng)，以孤島方式實(shí)現(xiàn)100%新能源匯集，并可為交流電網(wǎng)提供動態(tài)支撐，其規(guī)?；瘧?yīng)用將隨著經(jīng)濟(jì)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)市場規(guī)模約為151.38億元，具體如下：

資料來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，建設(shè)新型能源體系和構(gòu)建新型電力系統(tǒng)已經(jīng)成為廣泛共識。我國能源資源與需求呈現(xiàn)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(qiáng)的特點(diǎn)，符合國家政策導(dǎo)向，適用于孤島供電、城市配電網(wǎng)的增容改造、交流系統(tǒng)互聯(lián)等多種場景。

“十四五”及“十五五”國內(nèi)特高壓規(guī)劃主要圍繞著清潔能源大基地的外送消納為主，新能源的波動性+受端電網(wǎng)面臨“強(qiáng)直弱交”的問題，柔性直流輸電開始成為常規(guī)的特高壓輸電方式，預(yù)計2031年中國柔性直流輸電行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到877.95億元。

2、供應(yīng)情況

2020年以來，中國電網(wǎng)側(cè)投資開啟高增速，根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，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2.5%，電網(wǎng)工程投資完成額為2540億元，較去年同期增長23.7%，國內(nèi)電網(wǎng)側(cè)投資迅速上量。

資料來源：國家能源局，觀天下數(shù)據(jù)中心整理

特高壓工程的建設(shè)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(shè)以特高壓電網(wǎng)為核心的堅強(qiáng)國家電網(wǎng)的戰(zhàn)略構(gòu)想，2005 年開始正式啟動特高壓交流試驗(yàn)示范工程的初步設(shè)計，從此特高壓建設(shè)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(guī)模的快速發(fā)展第一階段是 2014-2017 年，投資額度達(dá)1966 億元，隨后發(fā)展較為平穩(wěn)，2018-2020 年共投入 2130 億元用來發(fā)展特高壓工程建設(shè)?！笆奈濉逼陂g，國網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)特高壓工程“24 交 14 直”，涉及線路 3 萬余公里，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(dá)峰”目標(biāo)下，電源發(fā)展動力由傳統(tǒng)煤電向清潔能源轉(zhuǎn)變。根據(jù)中電聯(lián)公布《電力行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃研究》顯示，預(yù)期 2025 年，全國非化石能源發(fā)電裝機(jī) 15.70 億千瓦，占比約 53.20%，較 2020 年提高 7.90 個百分點(diǎn)，非化石能源發(fā)電量占比將達(dá)到 39.50%，風(fēng)能作為清潔能源發(fā)電的關(guān)鍵，在此影響下，未來有望得到持續(xù)發(fā)展。風(fēng)電的高效穩(wěn)定輸送，以及遠(yuǎn)海風(fēng)電大規(guī)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(yuǎn)距離電力輸送的問題，也將擴(kuò)大國內(nèi)柔性直流輸電的需求規(guī)模。

自2005年以來的近20年間，西北電網(wǎng)先后建成“西電東送”跨區(qū)直流電力通道11條，外送容量超過7000萬千瓦，實(shí)現(xiàn)了多電壓等級跨區(qū)直流安全輸送、多個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(xiàn)代能源體系規(guī)劃》明確提出“建設(shè)以大型風(fēng)光基地為基礎(chǔ)、以其周邊清潔高效先進(jìn)節(jié)能的煤電為支撐、以穩(wěn)定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系”。“十四五”期間規(guī)劃建成投產(chǎn)風(fēng)光大基地總裝機(jī)約 200GW，其中外送 150GW、本地自用 50GW，外送比例達(dá)到 75%。預(yù)計“十五五”期間規(guī)劃建設(shè)風(fēng)光基地總裝機(jī)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(jī)容量不斷提升的背景下，特高壓輸電將為電力傳輸及供應(yīng)提供重要支撐。

三、行業(yè)競爭格局

柔性直流輸電行業(yè)的市場競爭日趨激烈，參與者主要包括國際知名電力設(shè)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(tǒng)集成商等。這些企業(yè)憑借各自的技術(shù)優(yōu)勢、市場資源以及產(chǎn)業(yè)鏈整合能力，在市場中占據(jù)不同的地位。

國際市場上，ABB、西門子、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(yàn)，占據(jù)了一定的市場份額。國內(nèi)市場中，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等大型電力企業(yè)以及華為、陽光電源、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(shè)，推動了技術(shù)的進(jìn)步和市場的擴(kuò)大。

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

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(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。在電力電子器件方面，新型寬禁帶半導(dǎo)體材料的應(yīng)用使得電力電子器件的性能得到顯著提升，進(jìn)一步推動了柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展。在系統(tǒng)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(yùn)行維護(hù)方面，各企業(yè)積極推廣智能化、數(shù)字化運(yùn)維技術(shù)，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性。

未來，柔性直流輸電行業(yè)的市場競爭將呈現(xiàn)以下趨勢：一是技術(shù)創(chuàng)新將持續(xù)引領(lǐng)市場競爭，新型控制策略、高性能電力電子器件以及智能化運(yùn)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，通過與國際知名企業(yè)合作，共同推動柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

中國柔性直流輸電行業(yè)主要品牌

企業(yè)名稱	品牌	簡介
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3.86萬億元。 [124]是根據(jù)《公司法》規(guī)定設(shè)立的中央直接管理的國有獨(dú)資公司，是關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)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(shè)、運(yùn)營電網(wǎng)為核心業(yè)務(wù)，承擔(dān)著保障安全、經(jīng)濟(jì)、清潔、可持續(xù)電力供應(yīng)的基本使命。公司經(jīng)營區(qū)域覆蓋26個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），供電范圍占國土面積的88%，供電服務(wù)人口超過11億人。公司注冊資本8295億元，資產(chǎn)總額38088.3億元，穩(wěn)健運(yùn)營在菲律賓、巴西、葡萄牙、澳大利亞、意大利、希臘、中國（香港）等國家和地區(qū)。
南方電網(wǎng)		中國南方電網(wǎng)有限責(zé)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(zé)。公司負(fù)責(zé)投資、建設(shè)和經(jīng)營管理南方區(qū)域電網(wǎng)，參與投資、建設(shè)和經(jīng)營相關(guān)的跨區(qū)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(qū)和港澳地區(qū)提供電力供應(yīng)服務(wù)保障；從事電力購銷業(yè)務(wù)，負(fù)責(zé)電力交易與調(diào)度；從事國內(nèi)外投融資業(yè)務(wù)；自主開展外貿(mào)流通經(jīng)營、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(chǔ)設(shè)施和智能終端提供商。我們的20.7萬員工遍及170多個國家和地區(qū)，為全球30多億人口提供服務(wù)。華為致力于把數(shù)字世界帶入每個人、每個家庭、每個組織，構(gòu)建萬物互聯(lián)的智能世界：讓無處不在的聯(lián)接，成為人人平等的權(quán)利，成為智能世界的前提和基礎(chǔ)；為世界提供多樣性算力，讓云無處不在，讓智能無所不及；所有的行業(yè)和組織，因強(qiáng)大的數(shù)字平臺而變得敏捷、高效、生機(jī)勃勃；通過AI重新定義體驗(yàn)，讓消費(fèi)者在家居、出行、辦公、影音娛樂、運(yùn)動健康等全場景獲得極致的個性化智慧體驗(yàn)。
陽光電源		陽光電源股份有限公司（股票代碼：300274）是一家專注于太陽能、風(fēng)能、儲能、氫能、電動汽車等新能源電源設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(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(tǒng)、水面光伏系統(tǒng)、新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)、充電設(shè)備、可再生能源制氫系統(tǒng)、智慧能源運(yùn)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(jì)和社會發(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、電動汽車充換電、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(yùn)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(yīng)用于電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)。公司產(chǎn)品主要分為智能變配電系統(tǒng)、直流輸電系統(tǒng)、智能電表、智能中壓供用電設(shè)備、新能源及系統(tǒng)集成、充換電設(shè)備及其它制造服務(wù)六類。

資料來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理（WWTQ）