无功补偿装置行业分析报告.docx

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无功补偿装置行业分析报告

2014年无功补偿装置行业分析报告

2014年11月

一、行业管理体制

1、行业主管部门

本行业已形成市场化的竞争格局，实行行业自律管理，各企业面向市场自主经营。

中国电机工程学会、中国电器工业协会电容器分会等行业协会为行业自律组织，主要负责行业引导和服务、贯彻落实政府有关的政策法规、向政府主管部门提出本行业发展的政策咨询意见和建议、及时向会员单位和政府主管部门提供行业调查数据、市场趋势和经济运行预测信息等情况。

国家发展和改革委员会及国家工业和信息化部是本行业宏观规划管理部门，负责制定行业产业政策和产业规划。

本行业受电力工业发展的影响较大，电力工业的政府主管部门是国家能源局，国家能源局负责制定电力产业政策及相关标准，监管电力市场运行，负责电力安全生产监督管理等。

2、行业主要法规和政策

本行业是国家支持和鼓励发展的产业，与本行业及本行业下游行业相关的政策性文件、法律法规及国家电网制订的条例、规定及规划等主要包括：

（1）《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》

2011年3月16日，国务院颁布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，明确提出：

“适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求，加快现代电网体系建设，进一步扩大西电东送规模，完善区域主干电网，发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术，依托信息、控制和储能等先进技术，推进智能电网建设，切实加强城乡电网建设与改造，增强电网优化配置电力能力和供电可靠性。

”

（2）《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020）》

2006年2月9日，国务院颁布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020）》（国发〔2005〕第044号），明确提出：

“重点研究开发大容量远距离直流输电技术和特高压交流输电技术与装备，间歇式电源并网及输配技术，电能质量监测与控制技术，大规模互联电网的安全保障技术，西电东输工程中的重大关键技术，电网调度自动化技术，高效配电和供电管理信息技术和系统。

”

（3）《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013年修订）

2011年3月27日，国家发展和改革委员会发布第9号中华人民共和国国家发展和改革委员会令，颁布《产业结构调整指导目录（2011年本）》。

2013年2月16日，国家发展和改革委员会会同国务院有关部门对《产业结构调整指导目录（2011年本）》有关条目进行了调整。

该目录中，“输变电节能、环保技术推广应用；降低输、变、配电损耗技术开发与应用；电气化铁路牵引供电功率因数补偿技术应用”被列为鼓励类项目。

（4）《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》

2006年2月13日发布的《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》明确提出：

“开展1,000千伏特高压交流和±800千伏直流输变电成套设备的研制，全面掌握500千伏交直流和750千伏交流输变电关键设备制造技术”。

上述意见还鼓励企业积极发展高效、节能、低（零）污染的优势产品，并提出加大对重大技术装备企业的资金支持力度：

“国家在年度投资安排中设立专项资金，对国家重点建设工程所需以及对结构调整和产业升级有重大影响的重大技术装备的技术进步项目，给予重点支持。

鼓励符合条件的装备制造企业通过上市融资、发行企业债券等方式筹集资金。

”

（5）《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）》

2011年6月23日，国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部、商务部、国家知识产权局联合发布《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）》，该指南将涵盖本行业的第75项“电网输送及安全保障技术”、第104项“电力电子器件及变流装置”列入我国当前优先发展的高技术产业化重点领域，并将优先发展电抗器、无功补偿设备、柔性输电系统及设备、变电站及电气设备的智能化、500千伏以上直流输电技术及设备、1,000千伏交流长距离输电技术及设备、超大规模电网安全保障和防御体系及智能调度技术、电网环保与节能技术及设备、新型动态无功补偿及谐波治理装置等领域。

（6）《高新技术企业认定管理办法》

2008年4月14日，科技部、财政部和国家税务总局联合下发《高新技术企业认定管理办法》（国科发火〔2008〕172号），其中将“输配电系统优化技术”列为国家重点支持的高新技术领域之一，其中包括了电能质量优化技术，电网优化运行分析、设计、管理软件及硬件新技术。

（7）《中国节能技术政策大纲》（2006）

2007年1月25日，国家发展和改革委员会和科技部共同发布《中国节能技术政策大纲》（2006），明确提出“发展、推广电网经济运行技术。

优化电网运行方式，优化变压器分接头配置，加强无功补偿及其调节能力，提高用电功率因数。

建立、完善电网运行信息系统，推广电网线损诊断与管理技术。

加强对电网线损率的分级管理和分区分压分线（台站）的统计分析、理论计算和小指标考核等线损管理制度。

发展推行电网用电侧监测管理技术。

”

（8）《能源发展“十二五”规划》

2013年1月1日，国务院发布的《能源发展“十二五”规划》提出要推进“智能电网建设”，明确要求“加强智能电网规划，通过关键技术研发、设备研制和示范项目建设，确定技术路线和发展模式，制定智能电网技术标准。

建立有利于智能电网技术推广应用的体制机制，推行与智能电网发展相适应的电价政策。

加快推广应用智能电网技术和设备，提升电网信息化、自动化、互动化水平，提高可再生能源、分布式能源并网输送能力。

”

（9）《电力系统电压和无功电力管理条例》

2005年1月，国家电网发布《电力系统电压和无功电力管理条例》，对无功补偿设备的运用以及功率因数作出了明确要求：

“第二条为使各级电压质量符合国家标准，各级电力部门要做好电网的规划、建设和管理，使电网结构、布局、供电半径、潮流分布经济合理。

各级电压的电力网和电力用户都要提高自然功率因数，并按无功分层分区和就地平衡以及便于调整电压的原则，安装无功补偿设备和必要的调压装置。

”

“第三条电压和无功电力实行分级管理。

各网、省局、地（市）县供电（电业）局都要切实做好所属供电区的无功电力和电压质量管理工作。

制订职责范围和协作制度，并指定一个职能部门设专（兼）职负责归口管理。

各级电力部门要对所管辖电网（包括输配电线路、变电站和用户）的电压质量和无功电力、功率因数和补偿设备的运行进行监察、考核。

各电力用户都要向当地供电部门按期报送电压质量和无功补偿设备的安装容量和投入情况，以及无功电力和功率因数等有关资料。

电网和用户都要提高调压装置和无功补偿设备的运行水平。

”

“第十二条用户在当地供电局规定的电网高峰负荷时的功率因数，应达到下列规定：

高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数为0.90及以上，其他100kVA（kW）及以上电力用户和大、中型电力排灌站功率因数为0.85及以上，趸售和农业用电功率因数为0.80及以上。

凡功率因数未达到上述规定的新用户，供电局可拒绝接电。

”

“第十五条各级电力部门和电力用户都要按无功电力分层分区和就地平衡的原则，做好无功补偿设备的规划、设计、建设，合理安排无功电源。

电力部门在建设有功电源同时，应根据电网结构、潮流分布等情况建设相应的无功补偿设备，不留缺口。

并应纳入建设计划与有功配套建设，同时投产。

”

（10）《电力系统电压质量和无功电力管理规定》

2009年2月，国家电网发布《电力系统电压质量和无功电力管理规定》，其中，第二十条规定：

“各级电网企业均应根据电网结构、负荷特性编制本地区无功电源和无功补偿的规划，无功电源的规划应纳入电网建设的统一规划中，并应根据电网发展定期编制、修订。

”第二十一条规定：

“新建变电站和主变压器增容改造时，应合理确定无功补偿装置容量，以保证35-220千伏变电站在主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95；在低谷负荷时功率因数不应高于0.95，且不应低于0.92。

”

（11）《关于加快推进坚强智能电网建设的意见》

2010年1月，国家电网发布《关于加快推进坚强智能电网建设的意见》,明确：

“建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强国家电网，全面提高电网的安全性、经济性、适应性和互动性。

”

（12）《智能电网技术标准体系规划》和《智能电网关键设备（系统）研制规划》

2010年6月29日，国家电网发布了《智能电网技术标准体系规划》和《智能电网关键设备（系统）研制规划》，上述两部规划在国内首次系统地提出了包含8个分支、26个领域和92个标准系列的智能电网标准体系，并确定了包括7个技术领域、28个技术专题和137项关键设备的智能电网关键设备研制规划体系。

二、无功补偿概述

现代社会离不开电力系统的稳定运转。

电能在发电厂端经升压变电站将电压升高、通过输电线路进行远距离传输、在用电端经逐级降压再分送到各类用户，这种由发电厂、升压、输送电、降压、配电、用电以及相应的保护、测量、控制等有机构成的整体称之为电力系统，它是一个完成电能发生、传输、配送、使用的统一整体。

无功补偿装置便起到在电力系统中改善电压质量、提高功率因数、降低损耗的作用。

1、无功补偿基本原理

电力系统输出的功率包括有功功率和无功功率。

有功功率直接消耗电能，电能转变为机械能、热能、化学能或声能；无功功率则把电能转换为另一种形式的能，如电动机建立和维持旋转磁场使转子转动从而带动机械运动需要无功功率，变压器也同样需要无功功率使变压器的一次线圈产生磁场从而在二次线圈感应出电压。

无功功率是电气设备能够作功的必备条件，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合，以上这些负荷运行时需要电网向其输送相应的无功功率。

在电网中安装无功补偿设备，所需要的无功功率可以从无功补偿装置等设备输出的无功功率得到补偿，降低了对电力系统输送无功的要求，这就是无功补偿的基本原理。

2、无功补偿装置在电力系统中的作用

功率因数是有功功率与视在功率（有功功率和无功功率的矢量和）的比率，功率因数越高，电力系统运行越有效率，安装无功补偿设备因减少了电力系统中对输送无功的要求，提高了功率因数。

无功补偿装置在电力系统输配电环节提高了功率因数并有助于改善电压质量、降低损耗、线路和变压器增容等提高输配电系统的稳定性。

输电线路电压损耗由两部分组成，有功功率在电阻上的压降和无功功率在电抗上的压降，输配电系统通过安装无功补偿装置减少了供电系统传送无功造成的电压损失，可以使负载电压更稳定，电能质量得到改善。

电力系统输配电环节中，电网的无功电流会使线路的总电流增大，增加输配电线路的损耗，在电网中安装无功补偿装置后，减少了电网系统中输送的无功功率，降低了线路因输送无功功率造成的电能损耗。

输配电系统在安装无功补偿装置后，在需要的有功功率不变的前提下，由于系统运行所需要传输的无功功率减少，因此所需要的配变容量相应减少，挖掘出了发供电设备的潜力。

无功补偿装置除用于以上输配电环节外，还用于电力系统发电环节和工业领域等用电环节。

发电环节主要用于光伏太阳能发电、风能发电，以稳定电压从而有效解决并网技术问题。

用电环节主要是满足工业感性负载对无功功率的需求，降低企业用电成本，以起到节约能源的作用。

3、行业主要产品形态

使用场合、补偿环境不同，无功补偿需求亦不同。

目前，无功补偿装置制造领域呈现多种无功补偿方式共同发展的局面，主要包括三种无功补偿装置：

电容器无功补偿装置、静止式动态无功补偿装置（SVC）、静止无功发生器（SVG）。

以上三种无功补偿方式中，电容器无功补偿装置属于技术最为成熟、运行最为稳定并可以提供大容量补偿的补偿方式，SVC和SVG则属于新近发展起来的动态无功补偿方式。

（1）电容器无功补偿方式特点及主要应用领域

电容器无功补偿装置主要由电容器、电抗器和开关等构成，可分级、分组投切，是目前技术最为成熟、运行最为稳定、能够提供最大补偿容量且在电力系统输配电环节应用最为广泛的无功补偿设备。

相较于SVC、SVG等产品，单位容量的电容器无功补偿装置产品造价较低，且安装运行维护方便，性能稳定性和运行可靠性优于SVC、SVG，但其不能连续调节，无法实现无级补偿，只能通过改变投切组数来改变无功补偿量，适用于负荷波动不频繁和电压等级较高的补偿环境。

电力系统输配电环节绝大多数无功补偿设备为电容器无功补偿装置，电容器无功补偿装置在工业领域也有较多的应用，是目前应用最为广泛的无功补偿方式。

（2）动态无功补偿方式特点及应用领域

电力电子技术的发展，推动了SVC及SVG等动态无功补偿设备的发展，前者以半控器件如晶闸管为开关控制元件，后者以全控器件如IGBT为开关控制元件。

相较于电容器无功补偿装置，动态无功补偿设备最大特点是能够通过电力电子开关频率的控制达到平滑、连续调节输出功率的目的，从而实现无功补偿。

从容量上看，SVG适用于较小容量的无功补偿，SVC适用于较大容量的无功补偿，SVG可以直接接入10kV及35kV系统，适用于工矿企业及新能源并网等需要快速补偿且对占地有严格要求的场合。

与SVC相比，SVG的响应速度更快，运行范围更宽，谐波电流含量更小，且电压较低时SVG仍可向系统注入较大的无功电流，它的储能元件（如电容器）的容量远比它所提供的无功容量要小。

早期影响SVG应用的主要因素是其造价成本较高，近几年通过技术改进和规模量产，在小容量产品和风电等特殊领域，SVG的价格已接近SVC，具有一定的性价比优势，其发展值得期待，未来SVG的研发方向是开发高电压等级、更大容量的SVG产品。

动态无功补偿设备目前主要应用于太阳能、风能等新能源发电领域，以及冲击性负荷较大、变化频率较大的工业领域，如电气化铁路和冶金行业，在输配电线路的电压等级较低及容量相对较低的配电网中也有少量工程应用。

太阳能、风能发电领域由于其发电的间歇性和不稳定性，电网接入成为首要问题，SVC、SVG能够有效平抑太阳能与风能的不稳定性造成的电网电压的波动，并为新能源接入电网环节提供了发电端的无功功率。

对于钢铁、煤矿等耗电量较大的企业，大型冲击负荷较为频繁，负荷重、功率因数低、谐波含量大，如果不加装无功补偿装置，功率因数远远低于供电要求，通过加装SVC、SVG等无功补偿装置则较好的满足了要求，有效稳定了电压的波动，提高了电能质量并减小了损耗。

三、行业需求情况

1、无功补偿装置市场需求持续向好

（1）电力系统投资需求持续增长

①电网建设投资为本行业稳定发展奠定了坚实基础

无功补偿装置在输变电领域的的需求直接取决于电网建设投资，国家主干电网建设与改造的巨额投资为本行业发展奠定了坚实基础。

中电联于2012年3月发布的电力工业“十二五”规划滚动研究报告指出：

“十二五”期间，全国电力工业投资达到6.1万亿元，比“十一五”增长88.3%，其中电网投资2.9万亿元、占48%。

“十三五”期间，全国电力工业投资达到7.1万亿元，比“十二五”增长16.4%，其中电网投资3.5万亿元，占49%。

随着我国经济的发展，电力需求日趋增加，根据中电联发布的电力工业“十二五”规划滚动研究报告，预计2015年全社会用电量将达到6.02～6.61万亿千瓦时，“十二五”期间年均增长7.5%～9.5%；预计2020年全社会用电量将达到8～8.81万亿千瓦时，“十三五”期间年均增长4.6%～6.6%；预计2030年全社会用电量将达到11.3～12.67万亿千瓦时。

因此，从长期来看，电网投资仍将保持较高水平。

②国家将加大智能电网和特高压输配电工程的建设，为无功补偿装置提供了广阔的市场空间

2008年1月14日，国家电网下发《国家电网公司关于转变电网发展方式、加快电网建设的意见》（国家电网办〔2008〕1号文），明确提出：

“在“十二五”、“十三五”期间，特高压电网全面发展，形成以华北、华中、华东为核心，联结各大区电网、大煤电基地、大水电基地和主要负荷中心的坚强网架。

到2020年，建成特高压交流变电站53座，变电容量3.36亿千伏安，线路长度4.45万公里；建成直流输电工程38项，输电容量1.91亿千瓦，线路长度5.23万公里，特高压及跨区、跨国电网输送容量达到3.73亿千瓦，电网技术装备和运行指标达到国际先进水平。

”

根据国家电网2010年6月29日发布的《智能电网关键设备（系统）研制规划》，国家电网对智能电网关键设备的研制规划划分为了三个阶段：

第一阶段为2009年至2010年的“保障试点工程”，这个阶段完成试点工程所需关键设备的研制，保障试点工程建设如期完成，智能电网关键设备研制全面展开；第二阶段为2011年至2015年的“支撑全面建设”，达成已有关键设备进一步完善和提升，全面完成规划中关键设备的研制，支撑智能电网全面建设；第三阶段为2016年至2020年的“力争国际领先”阶段，这个阶段全面提升设备性能指标，主要领域装备位居世界前列水平，保障坚强智能电网国际领先。

根据国家电网对各阶段的定位，第二阶段、第三阶段为智能电网大规模实施阶段，大规模的智能电网建设实施为无功补偿装置生产企业提供了广阔的市场空间。

电容器无功补偿装置在电网建设中具有不可替代性，随着电网建设的不断发展，无功补偿装置的需求也会不断增长，同时特高压电网建设及坚强智能电网规划也将对电力相关行业提出更高的要求，行业里技术水平较高的生产企业将获得更大的市场份额。

③新能源加快发展进一步拓宽了无功补偿装置需求空间

国务院2013年1月印发的《能源发展“十二五”规划》提出：

“坚持集中与分散开发利用并举，以风能、太阳能、生物质能利用为重点，大力发展可再生能源。

”根据该规划，风能发电装机规模由2010年的3,100万千瓦增加到2015年的10,000万千瓦，年均增长26.4%；太阳能发电装机规模由2010年的86万千瓦增加到2015年的2,100万千瓦，年均增长89.5%。

风能、太阳能等新能源发电的间歇性和不稳定性，使得新能源接入电网需要安装无功补偿设备。

由国家标准化管理委员会批准并已于2012年6月1日开始实施的《风电场接入电力系统技术规定》规定：

“无功电源应符合下列要求：

a.风电场的无功电源包括风电机组及风电场无功补偿装置。

b.风电场要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力；当风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要时，应在风电场集中加装适当容量的无功补偿装置，必要时加装动态无功补偿装置。

”加快可再生能源的发展进一步拓宽了无功补偿装置，尤其是动态无功补偿装置的市场空间。

（2）工业领域对无功补偿装置的需求持续增长

无功补偿装置除应用于电力系统外，也广泛应用于电气化铁路、冶金、煤炭以及其他工业用电领域。

2008年10月31日，国家正式颁布实施《中长期铁路网规划（2008年调整）》，明确将2020年全国铁路营业里程规划目标由10万公里调整为12万公里，电气化率由50%调整为60%，而电气化铁路建设需要安装无功补偿设备以满足电气化铁路对高可靠性电力供应的要求。

冶金企业的用电设备具有容量大、负荷冲击大、起制动频繁、快速性、自动化程度高、工作连续性等特点，是工业领域中用电的大户，且冶金行业用电设备大量使用直流电动机和交流电机变频器、电抗器、变压器、电力电子装置等非线性负载，使电网电压发生波动和闪变、三相不平衡、电网功率因数低、线路损耗增加、谐波含量超标，因此，加装无功补偿装置已经成为行业通用要求。

煤矿采掘机械化的发展促进了煤矿原煤产量的大幅度提高，煤矿电气设备总容量、单机功率明显提升。

通过安装无功补偿装置，煤矿减少了井下供配电系统的线路损耗和变压器的有功损耗，提高了煤矿供配电系统的功率因数，降低了采煤的电力成本和提高了生产的安全性。

在我国GDP持续增长及国家对节能减排政策的强力推动下，工业领域对无功补偿设备的需求将呈现持续增长的态势。

综上所述，随着我国电网投资的持续增长，新能源的加快发展，以及铁路电气化、冶金、煤炭等各种大型用电企业的发展对于无功补偿装置需求的不断增长，本行业的发展面临较好的市场机遇。

2、行业市场空间

因无功补偿装置被广泛应用于电力系统输配电领域、新能源发电以及工业企业用电等环节，因此其市场需求取决于以上这几个领域对无功补偿装置的需求。

（1）电力系统输配电环节对无功补偿装置的需求

电力系统输配电环节对无功补偿装置的需求主要体现在新增发电装机容量所导致的对安装无功补偿装置的需求、存量装机容量改造所衍生出来的无功补偿装置需求以及国家近年来开始集中建设的特高压直流输电工程建设对无功补偿装置的需求。

①新增装机容量对无功补偿装置的需求量

无功补偿装置的市场需求与新增发电装机容量关系密切，根据行业特点及中国电器工业协会电容器分会专家意见，新增发电装机容量与需要安装的电容器无功补偿装置容量之间的比例在0.8～1之间，意味着每增加1千瓦装机容量，需要安装0.8千乏～1千乏电容器无功补偿装置。

考虑到国家对电网质量的日益重视和管理的不断加强，新增发电装机容量与无功补偿装置的需求比例会愈接近比例的上限到1：

1的水平。

根据2012年6月国家电力监管委员会发布的《电力监管年度报告（2011）》，截至2011年末，全国发电装机总容量达10.6亿千瓦，同比增长9.3%；2010年度、2011年度全国电力行业新增发电装机规模分别为9,124万千瓦、9,041万千瓦。

根据国务院《能源发展“十二五”规划》确定的发展目标，电力装机容量将由2010年的9.7亿千瓦增加到2015年的14.9亿千瓦，年均增长9.0%，按此测算，未来几年全国新增发电装机容量将维持在每年10,000万千瓦左右的水平。

按照新增装机容量与所需无功补偿装置1:

1的配套比例，则每年新增装机容量对无功补偿装置的需求量大约为10,000万千乏。

②电网改造衍生出来的电容器无功补偿装置需求

除新增装机容量对无功补偿装置的需求之外，电力系统每年需要对原有电网系统进行改造，对无功补偿装置的需求也必不可少。

根据国务院《能源发展“十二五”规划》确定的发展目标，电力装机容量将由2010年的9.7亿千瓦增加到2015年的14.9亿千瓦，年均增长9.0%；此外，根据中电联发布的电力工业“十二五”规划滚动研究报告，2020年全国发电装机容量规划目标将达到19.35亿千瓦左右。

若按照原有存量装机容量改造对无功补偿装置需求量约占存量总装机容量的5%的比例保守测算，则2015年～2020年每年对已有电网进行改造衍生出来的无功补偿装置的需求量约为7,450万千乏～9,675千乏。

（2）工业领域无功补偿装置的市场需求

电力系统及供电部门对工业企业用户有严格的功率因数要求，由于工业用户复杂的生产环境，以及工业企业电力电子装置使用的不断增多，加大了工业企业用户对无功补偿装置的需求。

根据国家能源局发布的2012年全社会用电量数据，我国2012年全社会用电量为49,591亿千瓦时，其中工业用电量36,061亿千瓦时，占比72.72%。

假设工业企业全年平均工作时间为4,500小时，则工业领域负载功率约为8.01亿千瓦。

国家电网公司2006年12月发布的《城市电力网规划设计导则》（国家电网公司企业标准Q/GDW156-2006）规定，各电压等级城网的容载比（变电容量与最高负荷之比）在1.5-2.2范围之间，由于工业领域电压等级较低且电压等级越高则容载比趋低原则，选取容载比2.0为基准，则2012年工业领域的变电容量为16亿千伏安。

以每年工业领域变电容量为16亿千伏安为基准，根据行业惯例及中国电器工业协会电容器分