动力结构转型下电力资源负荷对立杰出,特高压建造有望敞开新一轮高增加周期,柔性直流技能进一步助力特高压电完善,引荐成绩高弹性的中游中心设备环节。
1.1、2022年特高压建造加快,助力稳增加方针完成
特高压电将在“十四五”新建“24交14直”,出资规划高增亮点杰出。“双碳”方针下,新动力将逐渐替代传统电源成为装机主体,电建造转型晋级是我国成功构建新式电力体系的重要一环,而特高压建造更是优化新动力装备和消纳的要害。国家电在2021-2030年要点使命中提出要加快特高压电建造,到2025年完成华北、华东、华中和西南特高压架全面建成。详细规划层面,十四五期间将新建特高压工程“24交14直”,触及线路3万余公里,总出资3800亿元。相较“十三五”结束时国“14交12直”共3.59万公里的规划翻倍。从两出资看,“十四五”期间规划约2.9万亿元,比较“十三五”期间2.82万亿元水平增加不大,总量增加维稳布景下特高压结构性高增亮点杰出。
2022年特高压出资加快,有用助力稳增加方针完成。国发表2022年将方案开工“10交3直”共十三条特高压线路,创前史新高。依据咱们对过往特高压项目整理,沟通线路均匀出资规划为115亿元,直流线路为232亿元,因而2022年仅新开工触及的特高压项目规划将到达约1843亿元,叠加过往项目(4交2直)建造稳步推进,项目触及总出资规划将到达2781亿元。储藏规划项目方面现在已发表6交9直,未来建造潜力足够。作为新基建七大范畴之一,特高压建造具有工业链长、带动力强、经济社会效益显着等优势。据国发表,2020年特高压项目出资规划为1811亿元,有用带动社会出资3600亿元,拉动了近两倍社会出资。特高压建造加快将有用助力稳增加方针完成,安稳社会预期。
1.2、新动力转型下电力负荷对立杰出,特高压建造势在必行
我国电力资源与负荷中枢散布不均衡对立杰出,跨区域调度才能进步火烧眉毛。我国在发电和用电上呈现显着的地域不均衡现象,从各省发电量与用电量的差值看,西南、西北等省份在电力资源上存在显着充裕,而以广东、山东、江浙为代表的东南省市则严峻依仗外省电力运送。在向“双碳”方针跨进的过程中,经过在东部兴修传统动力发电厂并不实际,核电选址的稀缺性和安全危险也难短期大面积推行,未来我国电力供应向风能、太阳能歪斜的趋势非常明确,十四五期间非化石动力消费占比将到达20%(2020年国为10.2%),至2035年新动力将替代传统动力成供应主体。而从“十四五”规划看,风景大基地首要散布于西南、西北与华北等地,与东部相距较远。如此一来,我国电力资源与负荷散布不均的现象将进一步加重,跨区域电力调度才能进步火烧眉毛。
特高压建造是处理电力资源负荷对立的首要途径。比较传统输电方法,特高压具有运送间隔远、容量大、损耗低和功率高级优势,是跨区域运送电力首要手法。2015年后跟着特高压项目建造加快,我国跨区域运送电量进入新一轮高增加,十三五期间跨区域送电量占全社会用电量的比值从4.8%进步至7.0%。据国君微观组测算,特高压出资额累计同比增速根本抢先跨区域送电量同比2年左右,这与特高压1.5-2年的建造周期根本一同。而从结构上看,西北向华东、华北、华中、西南向华中、华北向华东等线路是当时我国首要跨区域电力运送线路,与彼时特高压建造项目始末点高度重合。依据国规划,十四五期间的跨省跨区输电才能将由2020年的2.3亿千瓦进步至3.0亿千瓦,特高压输电才能推进是完成方针的要害。
另一方面,特高压是进步新动力消纳才能的要害法门。特高压建造显着优化了新动力的消纳状况,使得西部清洁动力能得到充沛运用,减少了弃光弃风现象。据国发表数据,我国新动力装机一向呈现安稳高速增加态势,但动力运用率却在2014-2016年呈现显着下降,后跟着特高压会集开工建成,运用率有了显着的改进。不过重新动力装机量和发电量比值看,2020年新动力装机的有用运用程度再度下行,亟需新一轮特高压出资建造发力。
工业链视角看特高压出资:设备环节是中心2.1、交直流共建特高压架,重视中游换流阀、GIS、换流变与沟通变环节
特高压直流与沟通输电一同组成电。特高压输电线路建造分直流与沟通两类,二者各具优势,一同组成起完好的特高压架,完成功效最大化。从适用场景看,特高压直流输电首要完成“点对点”式的大容量远间隔输电,中心不能接入串联,可以视为电力传输的“高速公路”。特高压直流还可以衔接两个不同频率的体系、进行交直流并联输电或异步联,然后完成非同步的跨区域沟通电互联。
特高压沟通输电中心可以有落点,能依据电源散布、负荷布点等实际需求灵敏串联构成电,构成主架,可被看作电力传输的“国道省道”,是接收巨大直流输电落地分配的要害支撑。从本钱视点来看,二者的建造费用随输电间隔呈现出各自的比较优势:低于等价间隔(一般坐落600-900km之间)的短间隔输电,特高压沟通输电费用相对更低,高于等价间隔的远间隔输电,特高压直流输电费用相对更低。从已建成特高压线路散布也可看出,直流线路一般用于跨大区的超远间隔输电,而沟通线路则首要用于建造省份或省内之间的特高压区域架。
特高压工业链可分为上游资料、中游设备与建造以及下流电与配电设备。工业链视角看,特高压建造工业链可分为上中下流。上游环节首要触及相关资料与元器材,包含钢材、有色金属、化工资料以及电子元器材等环节,原资料本钱约占特高压电器的20%-30%。中游特高压电器设备首要包含站内设备与电缆、铁塔,其间站内设备是全工业链中的技能密集环节。此外,中游环节还触及相关勘测规划、建造承揽等企业。下流商场较为会集,首要是国、南等电公司,此外还有在特高压电构建中起通断、操控或维护功用的配设备公司。
站内设备是特高压建造的中心。虽然因输电方法不同,特高压直流与沟通在基站数量与基站要害设备上存在差异,但设备出资均是特高压项目的重中之重。就特高压直流项目而言,需建造换流站以完成交直流之间的改动,并到达电力体系关于安全安稳及电能质量的要求,而换流站中最要害的设备便是完成换流功用的换流阀和换流变压器,二者别离占项目出资的15%与12%;在特高压沟通项目中,变电站中GIS(气体绝缘全封闭组合电器)与沟通变压器是中心组件,二者别离占项目本钱的9%与7%。从毛利率视点看,中心设备毛利率在30%左右,净利率在10%左右,相关环节公司成绩在特高压出资建造加快布景下弹性较大。
2.2、柔直助力特高压电完善,重视IGBT换流阀与断路器
柔性直流技能助力新式电力体系完成安全可控与新动力大规划并的方针。柔性直流技能是依据全控型IGBT器材的新式输电方法,比较传统直流输电具有安全可控与灵敏有用两大优势。从安全性上讲,新式电力体系在电源结构上由可控接连出力向强不确认性、弱可控出力的清洁动力发电改动,体系调理资源需求大,主谐波谐振危险凸显。
而柔性直流因为具有监测交直流电改动并快速调整的才能,其不只不需额定无功补偿,还能反向动态补偿体系无功功率以安稳母线电压,并还可作为电间的隔离层避免冲击和毛病延伸。而在新动力大规划并问题上,因为柔性直流可以不需外部有源络供给无功补偿与辅佐换相,且具有经过改动单端电流方向快速完成潮流回转以达到直流多端组的特性,因而合适距惯例电较远的风景大基地以及散布式清洁动力组并。
从运用场景看,未来柔性直流有望在三大类项目中发挥重要效果:
海优势电:柔性直流未来最大运用场景,建造需求高增确认。因为沟通输电会在与海洋构成等效电容构成损耗,因而远海风电输回有必要采纳直流输电。而作为典型的无源孤岛电,远海风电将是柔性直流最为可观的运用场景。此外柔性直流也能有用阻隔远海风电与大陆电,使毛病不影响对方。截止2021年9月,海优势电装机规划为1318万千瓦,依据各省规划看,十四五期间仅五大海优势电基地对应省份就有望新增3.5GW,期间深远海优势电建造将估计达2GW,投产规划1GW。未来高速增加的海优势电建造规划无疑将极大程度拉动对柔性直流的需求。
陆地大规划可再生动力组并,有用处理无功耗费问题。除掉经过多能互补滑润新动力输出曲线外,在送端运用柔性直流组传输新动力电力也将是重要运用场景。传统直流在进行大比例的新动力送出时往往需求耗费很多无功以确保电的安稳运转,因而需设立传统动力配套项目供给安稳无功,与全体降碳方针抵触。此外,远离乡镇的风景基地又是典型的“孤岛”电,柔性直流恰是这类场景中有用聚集可再生动力的方法。
电异步联(背靠背工程),电杂乱化布景下的危险“隔离墙”。电异步互联能使两边区域电在不同步的条件下完成互联。在当时送电间隔越来越远、交直流混合运转、电结构日趋杂乱的布景下,电产生危险的可能与构成的毛病影响规模越来越大。经过在同一地址建筑换流站完成柔性直流互通,可以充任电之间的“隔离墙”,进步架的全体安全安稳水平。
柔性直流对特高压构成有力互补,一同助力新式电力体系完善。从柔性直流的特性与运用场景看,其首要适用于新式电构建中的各类特别场景,是构建区域微电与区域直流电的重要处理方案,与特高压架一同为进步电可再生动力接入才能供给重要保障。依据南“十四五”规划,推进柔性互联主架技能道路,新建直流受端以柔性直流为主,存量直流逐渐施行柔性直流改造将是新式电建造的重要使命之一。
比较传统特高压输电项目,IGBT换流阀和极线断路器出资占比更高。以张北柔性直流演示工程为例,柔性直流设备出资占比更高,仅其首要设备占比就已达47.2%。与传统特高压直流项目一同的是,换流阀仍是项目中心设备,其间IGBT换流阀的出资占比挨近20%。这一范畴以往被海外巨子独占,但2021年国电南瑞已完成IGBT自主出产并于厦门柔直工程挂运转。另一较为要害的设备是高压极线断路器,作为堵截直流的设备,能完成直流输电体系的运转方法切换和线路毛病铲除。因为柔性直流输电的低惯性特色,毛病发展速度极快,所以需求断路器超高速的维护与之合作,效果非常要害。极线断路器本钱占比也达10.9%,占比乃至高于换流变压器。
特高压新基建引荐细分职业特高压建造加快,中游要害设备细分环节龙头弹性最大。特高压输电的中心设备环节竞赛格式会集,龙头公司竞赛优势凸显。各环节市占率居前的公司包含:1)换流阀:国电南瑞、许继电气、我国西电;2)换流变压器:特变电工、我国西电、保变电气;3)GIS:平高电气、我国西电;4)沟通变压器:特变电工、我国西电。比较线缆、铁塔、绝缘子等环节,中心设备具有技能壁垒高,竞赛格式更优,毛利率高的特色,相关龙头企业具有更大的成绩弹性。从投标次序看,中心设备一般作为工程第一批投标项目。在2022年特高压项目很多开工的预期下,一季度或将迎中心设备投标潮。
柔直要害设备环节仍以特高压电设备龙头为主。柔性直流当时建成项目较少,现在较大的演示工程包含张北柔性直流演示工程与昆柳龙多端柔性直流工程。从两大工程中标状况看,柔直换流阀环节仍以国电南瑞、许继集团、四方电工、特变电工、我国西电等首要电设备公司参加为主。极线断路器方面,国电南瑞、思源电气、许继电气等坚持抢先。
上游资料重视技能壁垒较高的取向硅钢。特高压上游金属资料作为大宗品存在显着周期性,元器材范畴则竞赛较为充沛。而其间技能壁垒较高、竞赛格式优异的取向硅钢职业值得重视。取向硅钢因为优异的导磁才能首要用于变压器制作,其制作技能难度较高,国内首要产能会集于宝钢、首钢等头部钢铁企业。特高压项目推进下大容量变压器需求上升,叠加国家《变压器能效进步方案(2021-2023年)》对变压器节能提效的推进,高磁感取向硅钢的需求将大幅进步。宝钢股份2020年在取向硅钢上市占率达58.5%,将充沛获益特高压建造加快。
特高压建造对专业技能与公司资质要求较高,仅有我国能建、我国电建、等少数公司具有承当才能。我国能建旗下15家子公司具有国家电力工程规划甲级资质,参加了我国简直一切特高压输变电通道的勘测规划作业。而我国电建具有丰厚的特高压规划建造运营,其近五年来中标特高压项目约37个,触及共22条线路,首要触及勘测规划、工程承揽等相关事务。旗下子公司上海电建创建于1953年,是从事大型电站工程和输配电工程建造的大型电力工程企业,具有国家电力工程施工总承揽壹级资质。另一子公司上海电力规划院具有国家电力工程规划甲级、咨询甲级等资质,是国内电力规划职业知名企业。