特高压设备行业投资策略报告.docx

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特高压设备行业投资策略报告

特高压设备行业投资策略报告

一、特高压的发展前景：

我国能源安全的主动脉

1.1、我国特高压工程发展历史

能源资源分布不均衡，以及能源供给与需求在地理上的错配全球共同面临的用能挑战。

与此同时，环保压力和人类社会活动对用能质量要求的提高，也推动电气化和电网互联与规模化发展。

大电网互联互通能够有效解决上述能源需求与环境压力的挑战，因此成为各国电网发展的必经之路。

我国幅员辽阔，自然资源丰富，但也同样面临能源禀赋与经济发展分布不平衡的难题。

我国三分之二的煤炭资源集中在陕西、山西和内蒙三省区，80%的水电资源集中在西南地区，绝大多数可集中开发的风电和太阳能则分布在西北和东北地区，而与此同时我国七成用电需求却落在了东部和中部的16个省内。

面对上述挑战，我国首先采取的解决途径是在负荷区域建设燃煤电站，通过远距离运输煤炭，就地发电来增加负荷区域的电力供给。

但随着东部地区经济的快速发展，电力需求日益增加，东部各省持续增加本地区燃煤电厂的数量，为当地排放带来巨大压力——华东地区二氧化硫的排放量一度是全国平均排放量的20倍。

因此疏解东部供电压力的第二选择，即在西南水电基地、北方可再生能源基地和煤电基地，通过远距离特高压输电通道供应中东部地区的方案。

但随着我国能源基地与负荷地区的距离不断增加，以及电力需求的快速提高，已经突破原有电压等级的电网传输能力，建设大规模特高压同步电网是保障我国电力需求、能源安全、能源独立以及环境友好的最优方案。

2005年前后特高压输电工程正式被提上日程。

输电电压一般分高压、超高压和特高压。

国际上，高压通常指35~220kV的电压；超高压通常指330kV及以上、1000kV以下的电压；特高压（UHV）指1000kV及以上的电压。

高压直流通常指的是±600kV及以下的直流输电电压，±800kV及以上的电压称为特高压直流输电。

我国特高压电网是指1000kV及以上交流电网或者±800kV及以上直流电网。

特高压电网具有远距离、大容量、低损耗、占用土地少，输电能力可达到500kV超高压输电的2.4倍—5倍，也被称为“电力高速公路”。

我国特高压线路从技术论证工作的启动开始计算，至今已有超过15年的历史。

2005年，为解决中东部地区的电力缺口和环境污染压力的矛盾，国家电网正式启动特高压工程的立项工作。

1.2、近几年我国特高压会建在哪里？

西电东送输电通道金沙江是我国最大的水电基地是“西电东送”主力，天然落差达5100米，占长江干流总落差的95%，技术可开发水能资源达88.9GW，年发电量5041亿千瓦时，居世界之最。

金沙江下游水电规划四级开发，从上至下分别为乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4个梯级，总装机容量为38.2GW，相当于两个三峡水电站的装机容量，年发电量约1700亿千瓦时。

这四个梯级水电站分两期开发，一期工程溪洛渡和向家坝水电站已经投运，二期工程乌东德和白鹤滩水电站还在建设当中。

乌东德水电站装机总容量10.2GW，年发电量389.1亿千瓦时。

电站计划于2020年7月下闸蓄水、8月首台机组发电，2021年12月全部机组投产发电。

2018年6月，南方电网公司全面启动了乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程（简称“昆柳龙直流工程”）建设，昆柳龙直流工程西起云南昆北换流站，东至广西柳北换流站、广东龙门换流站，采用±800千伏三端混合直流技术，线路全长1489千米，输送容量800万千瓦，是国家《能源发展“十三五”规划》及《电力发展“十三五”规划》明确的跨省区输电重点工程，是国家特高压多端直流的示范工程。

乌东德水电站所配套的昆柳龙直流工程将云南水电分送广东、广西，送端的云南昆北换流站采用特高压常规直流，受端的广西柳北换流站、广东龙门换流站采用特高压柔性直流（世界首个特高压柔性直流工程），从而提升远距离、大容量、大电源状况下电网运行的安全稳定和经济性。

柔性直流相比于常规直流，其技术优点在于突破了常规直流对受端电网系统影响较大的瓶颈，代表着直流输电技术未来的发展方向。

昆柳龙直流工程采用更经济、运行更为灵活的多端直流系统，不仅将进一步促进云南水电消纳，而且将对风、光等新能源的大规模开发利用起到示范作用。

白鹤滩水电站总装机16GW，多年平均发电量602.4亿千瓦时，电站建成后将成为仅次于三峡水电站的中国第二大水电站。

2017年8月主体工程进入全面建设，计划2021年7月首台机组发电，2022年12月完工。

白鹤滩水电站是我国“西电东送”的骨干电源点之一，建成后将主要供电华东电网、华中电网和南方电网，并兼顾当地电网的用电需要。

同时可增加下游溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝等梯级水电站的年发电量24.3亿千瓦时，增加下游各梯级枯水期（12～5月）发电量92.1亿千瓦时，明显改善下游各梯级的电能质量。

白鹤滩-江苏800千伏直流工程和白鹤滩-浙江800千伏直流工程是由国家电网公司规划的配套白鹤滩水电站的远距离输电工程。

白鹤滩至江苏、白鹤滩至浙江特高压直流工程起点梁山州宁南县，落点分别为江苏无锡和浙江地区，建设800千伏直流工程各一条，该项目预计2020年6月和12月核准。

华中环网特高压交流工程2019年，国家发改委接连核准批复了继陕北-湖北特高压直流工程、雅中-江西±800千伏特高压直流输电工程，加上2018年底开工目前在建的青海-河南特高压直流、已经投运的哈密南-郑州、酒泉-湖南特高压，未来两年内华中电网共有5条±800千伏、8000兆瓦的特高压直流馈入。

因此增强华中电网的省间联络能力，建设华中特高压“日”字型交流环网工程非常必要。

湖南电网仅通过3回500千伏交流及1回祁韶直流与省外联络，其中500千伏交流联络线路最大送电能力270万千瓦。

受此影响，祁韶直流最大允许送电能力仅能达到400万千瓦，为设计输送能力800万千瓦的50％。

如果省间交流联络送电能力不足，一旦直流线路发生双极闭锁等故障，将紧急切除电网内上百万千瓦的用电负荷，引发大面积停电。

因此加快建设湖北、江西、湖南等省际间的特高压“华中环网”，大幅加强湖南省与外省的交流输电通道联络，才能满足故障情况下的电力转移需求，优化华中区域的电力资源优化配置能力。

2020年国网工作规划主要围绕西电东送和区域环网展开我国电网建设具有较强的逆周期性，对经济增长和就业带动贡献显著。

因此，电网投资也成为我国调节经济增长的重要手段。

面对当前疫情对宏观经济的冲击，除已经公布的2020年近千亿重点工程以外，国家电网3月又表示为加大基础设施领域补短板力度，充分发挥重点电网工程在电网高质量发展、清洁能源消纳、电力精准扶贫等方面的重要作用，研究编制2020年特高压和跨省500千伏及以上交直流项目前期工作计划，新增拟推进输电工程的合计投资规模达到1073亿元。

上述项目主要围绕华中环网特高压交流同步电网和我国金沙江水电基地在建的两大水电站配套的外送特高压通道为主，合计投资超过900亿元。

根据计划的核准时间进程，预计主设备招标将在2020年下半年启动，叠加2020年积极建设的近千亿输电工程的建设需求，继续为2021年的输配电设备市场蓄力，带动新一轮基础设施建设需求。

二、特高压变电设备市场规模和竞争格局

2.1、特高压的资本开支通常怎么花？

特高压线路的工程概算方案与常规的电力工程类似，主要分送电工程、光纤通信工程和变电工程。

本文集中讨论变动工程中主要设备的市场规模和竞争格局。

送电工程概算总额主要由技术方案（塔基选型、导线选型、地线选型、回路数）、材料价格、线路长度、途经地区经济水平、地形条件、气象条件决定，以几个典型案例为参考：

光纤通讯工程概算总额与光纤选型、地形和中继站的设计方案有关。

光纤缆路工程主要分OPGW和ADSS两种。

变电工程概算主要由线路参数、本体工程设计方案、设备技术组合方案决定。

主要分建筑工程、设备购置、安装工程和其他四大类费用。

交流特高压相对规划的变电站数量更多，但单体变电站投资金额小于直流特高压工程。

我国已经建成的直流特高压工程除南方电网的乌东德多段直流以外，均为送端和受端两个换流站的设计方案，换流站单位造价较高，尤其是主设备换流阀和换流变压力成本较高，根据2018年的各项建设材料和设备报价来看，按单位变电容量计算新建直流特高压变电工程的造价接近交流工程的180-190%左右。

由上表可见，典型新建±800kV直流工程（换流站）工程概算在43亿元/座左右，1000kV交流特高压变电站工程概算在17亿元/座左右。

无论直流还是交流工程，设备购置费通常占特高压变电工程概算的70-80%，是最主要的资本开支方向。

国家电网公司在《国网战略纲要2017》中提到，在全面建成国家规划“十三五”投产特高压项目的基础上，研究推进特高压“西纵”“中纵”“华中环网”等重点项目，加快建成华北、华东特高压交流主网架，推进华北－华中加强联网、华中省间加强联网、东北特高压电网建设，推动交直流协调发展，构建“强交强直”主网架。

国网计划2030年110千伏及以上输电线路长度计划达到169万千米，110千伏及以上变电容量达到82亿千伏安，2020-3030年的年均增速分别为2.7%和3%。

2.2、特高压变电工程主要设备构成

输配电设备包括一次设备和二次设备。

一次设备是供电系统的主体，是用电负荷的载体，高电压或大电流是一次设备的主要特点，包括开关、变压器、电抗器、电容器、互感器、绝缘子、避雷器、直流输电换流阀及电线电缆等，是电力输送的硬件设备；二次设备承担电力设备控制及电网自动控制、保护和调度功能，通过自动化技术实现人与一次系统的联系监视、控制，使一次系统能安全经济地运行，是电力控制设备、电力输送的软件设备，分为继电保护、安全自动控制、系统通讯、调度自动化、DCS自动控制系统等。

输配电设备制造的发展已经历上百年历史，在二十世纪70年代，，随着电力需求不断增长，电力运输要求进行大容量长距离输电，输配电设备电压等级迅速向超高压330以上发展，进入本世纪主要的输配电设备制造国家相继开展了特高压交流1000kV、直流±800kV电压等级输电技术的研究与产品生产。

2005年以来，我国国内企业依托三峡工程、晋东南-荆门、向家坝-上海特高压等重大或者国家级试验示范工程，积极开展特高压交直流成套设备自主研发工作，目前我国1000kV交流和±800kV直流特高压设备已实现自主研发和成套设备国产化，技术水平和能力在部分领域达到国际领先水平。

特高压关键设备介绍关键一次设备1、电力变压器：

变压器是电力系统中重要的输配电设备，可以将一种电压的电能转换为另一种电压的电能。

变压器一般分成电力变压器、电抗器、换流变压器、平波电抗器和工业变压器。

电力变压器主要是用于输电及配电使用的变压器。

2、穿墙套管是变压器的重要组件之一，其作用是把变压器的高低压绕组的引线引到油箱外部，不仅起着引线对地的绝缘作用，而且还起着固定引线的作用。

运行中的变压器要长期承受工作电压、符合电流以及在故障中出现的短时过电压、大电流的作用，特高压套管结构复杂，必须具有良好的热稳定性、能承受短路时的瞬间过热、具有极高的电气绝缘可靠性、高机械性能和可靠的密封性。

3、电抗器用于线路里的限流或限压，补偿高压输电线的容性电流或电压，从而起到稳定电网的作用。

4、换流变压器和平波电抗器用于远距离直流输电线路两端的换流站，与换流器连接将交流电能和直流电能互相转换。

5、换流阀：

直流输电工程的换流站实现了直流输电工程中直流和交流能量的相互转换；换流阀是换流站中的核心设备，其主要功能是进行交直流转换。

目前绝大多数直流输电工程采用晶闸