我國柔性直流輸電行業(yè)建設步入快車道 特高壓+大容量為必然趨勢

一、行業(yè)相關概述

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、自關斷器件和脈寬調制（PWM）等技術為基礎的新型輸電技術。柔性直流輸電系統(tǒng)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。

根據觀研報告網發(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(guī)直流輸電相比，柔性直流輸電有一系列突出優(yōu)勢：1）無需無功補償，諧波水平低。柔性直流輸電采用IGBT，無需交流側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。柔性直流輸電受端系統(tǒng)可以是無源網絡，因此可以向孤島供電，常規(guī)直流系統(tǒng)則需要依靠電網完成換相，需要較強的有源交流系統(tǒng)支撐；3）無換相失敗的風險。開通和關斷時間可控，與電流的方向無關；4）適合構成多端系統(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）傳輸功率可獨立控制。

常直輸電與柔直輸電比較

資料來源：觀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居上，已經向±800kV/5GW級發(fā)展，海外工程也已向±600kV/2GW級邁進，特高壓+大容量為國內外柔直發(fā)展的必然趨勢。自2011年我國首個自主設計研發(fā)建設的柔直工程-上海南匯風電工程并網投運，代表著柔直技術開始向工程推廣邁進。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、電網互聯(lián)互濟、孤島送電等場景實現應用。

我國已投運柔直工程

資料來源：觀研天下數據中心整理

二、行業(yè)發(fā)展現狀

1、市場規(guī)模

柔性直流輸電技術的可控性、靈活性更強，不需要交流系統(tǒng)支撐換相 ，甚至可不依賴交流電網，以孤島方式實現100%新能源匯集，并可為交流電網提供動態(tài)支撐，其規(guī)?；瘧脤㈦S著經濟性的進一步改善大大加快，助力新能源接入電網比例大幅提升。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：觀研天下數據中心整理

隨著“雙碳”目標的提出，建設新型能源體系和構建新型電力系統(tǒng)已經成為廣泛共識。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變得尤為重要。柔性直流輸電技術具有可控性、靈活性強的特點，符合國家政策導向，適用于孤島供電、城市配電網的增容改造、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+受端電網面臨“強直弱交”的問題，柔性直流輸電開始成為常規(guī)的特高壓輸電方式，預計2031年中國柔性直流輸電行業(yè)市場規(guī)模將達到877.95億元。

2、供應情況

2020年以來，中國電網側投資開啟高增速，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2.5%，電網工程投資完成額為2540億元，較去年同期增長23.7%，國內電網側投資迅速上量。

資料來源：國家能源局，觀天下數據中心整理

特高壓工程的建設是我國近 20 年的電網發(fā)展的主旋律之一。2004 年，國網公司提出了建設以特高壓電網為核心的堅強國家電網的戰(zhàn)略構想，2005 年開始正式啟動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?！笆奈濉逼陂g，國網規(guī)劃建設特高壓工程“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 。

資料來源：公開資料整理

3、需求情況

在“碳排放、碳達峰”目標下，電源發(fā)展動力由傳統(tǒng)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(guī)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 個百分點，非化石能源發(fā)電量占比將達到 39.50%，風能作為清潔能源發(fā)電的關鍵，在此影響下，未來有望得到持續(xù)發(fā)展。風電的高效穩(wěn)定輸送，以及遠海風電大規(guī)模送出，是提高風電利用率的關鍵，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題，也將擴大國內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，實現了多電壓等級跨區(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”現代能源體系規(guī)劃》明確提出“建設以大型風光基地為基礎、以其周邊清潔高效先進節(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”?！笆奈濉逼陂g規(guī)劃建成投產風光大基地總裝機約 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(guī)劃建設風光基地總裝機約 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(tǒng)集成商等。這些企業(yè)憑借各自的技術優(yōu)勢、市場資源以及產業(yè)鏈整合能力，在市場中占據不同的地位。

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領域擁有深厚的積累和豐富的項目經驗，占據了一定的市場份額。國內市場中，國家電網、南方電網等大型電力企業(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，推動了技術的進步和市場的擴大。

柔性直流輸電技術的競爭主要體現在控制策略、電力電子器件、系統(tǒng)集成以及運行維護等方面。隨著新材料、新工藝和新技術的不斷涌現，柔性直流輸電技術的性能不斷提升，成本逐漸降低，進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)的響應速度和穩(wěn)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提升，進一步推動了柔性直流輸電技術的發(fā)展。在系統(tǒng)集成方面，各企業(yè)注重產業(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，提高系統(tǒng)的運行效率和安全性。

未來，柔性直流輸電行業(yè)的市場競爭將呈現以下趨勢：一是技術創(chuàng)新將持續(xù)引領市場競爭，新型控制策略、高性能電力電子器件以及智能化運維技術等將成為企業(yè)競爭的關鍵；二是產業(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	品牌	簡介
國家電網		國家電網有限公司成立于2002年12月29日，2023年收入3.86萬億元。 [124]是根據《公司法》規(guī)定設立的中央直接管理的國有獨資公司，是關系國民經濟命脈和國家能源安全的特大型國有重點骨干企業(yè)。公司以投資、建設、運營電網為核心業(yè)務，承擔著保障安全、經濟、清潔、可持續(xù)電力供應的基本使命。公司經營區(qū)域覆蓋26個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），供電范圍占國土面積的88%，供電服務人口超過11億人。公司注冊資本8295億元，資產總額38088.3億元，穩(wěn)健運營在菲律賓、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		中國南方電網有限責任公司是中央管理的國有重要骨干企業(yè)，由國務院國資委履行出資人職責。公司負責投資、建設和經營管理南方區(qū)域電網，參與投資、建設和經營相關的跨區(qū)域輸變電和聯(lián)網工程，為廣東、廣西、云南、貴州、海南五省區(qū)和港澳地區(qū)提供電力供應服務保障；從事電力購銷業(yè)務，負責電力交易與調度；從事國內外投融資業(yè)務；自主開展外貿流通經營、國際合作、對外工程承包和對外勞務合作等業(yè)務。
華為		華為創(chuàng)立于1987年，是全球領先的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。華為致力于把數字世界帶入每個人、每個家庭、每個組織，構建萬物互聯(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，讓云無處不在，讓智能無所不及；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AI重新定義體驗，讓消費者在家居、出行、辦公、影音娛樂、運動健康等全場景獲得極致的個性化智慧體驗。
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、風能、儲能、氫能、電動汽車等新能源電源設備的研發(fā)、生產、銷售和服務的國家重點高新技術企業(yè)。主要產品有光伏逆變器、風電變流器、儲能系統(tǒng)、水面光伏系統(tǒng)、新能源汽車驅動系統(tǒng)、充電設備、可再生能源制氫系統(tǒng)、智慧能源運維服務等，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)的領先企業(yè)，致力于為國民經濟和社會發(fā)展提供能源電力高端技術裝備，為清潔能源生產、傳輸、配送以及高效使用提供全面的技術、產品和服務支撐。公司聚焦特高壓、智能電網、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，先進儲能、智能運維、電力物聯(lián)網、氫能產業(yè)等新興業(yè)務，產品廣泛應用于電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)。公司產品主要分為智能變配電系統(tǒng)、直流輸電系統(tǒng)、智能電表、智能中壓供用電設備、新能源及系統(tǒng)集成、充換電設備及其它制造服務六類。

資料來源：觀研天下數據中心整理（WWTQ）