电力设备系列(27):特高压建设可能进一步加快

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通过特高压进行大规模电力外送是解决我国能源与负荷逆分布的有效手段,在风光大基地快速发展的背景下,特高压建设需求更迫切,我们认为特高压建设有可能进一步加快。其中,特高压交流可能在区域网内加快形成环网,而高压直流可能仍然是跨区远距离电的主要选择,同时,柔性直流输电可能会更广泛商业应用。由于特高压产业链壁垒比较高,主流企业有望获得较好的业绩表现。

摘要

新能源大发展带来特高压刚性需求,特高压建设可能加速。三北等地区新能源的快速发展,带来了巨大的消纳压力,特别是近几年新增并网的新能源装机大幅增长,仅2023年的全国新增光伏、风电装机分别为217GW、76GW。而当地电力负荷相对稳定,因此送出的需求就更迫切。目前而言,采用特高压进行大规模能源外送是比较可行的选择。国家电网规划“十四五”期间共建设“24交14直”共计38条/段特高压输电工程,我们预计,未来特高压的建设力度可能还会有所加强。

特高压交流/直流各有需要,柔直发展将会加快。特高压交流和直流各有特点和其应用场景,未来特高压交流可能在主要区域网内加快形成环网(华东、华北、华中、川渝等),特高压直流可能仍会是跨区域远距离电的主要选择。另外,柔性直流经过过去十多年的探索和积累,开始逐步成熟,未来可能在海上风电送电背靠背联网等场景更广泛的应用。

特高压产业链壁垒高,主流企业有望好的业绩表现。特高压产业链的技术壁垒高,客户容错率低,特高压交流与直流主要环节的格局一直相对比较稳定。从过去来看,在特高压建设加速的时期,主流企业多数获得了较强劲的业绩表现。

风险提示:特高压项目建设不及预期、更多新公司参与竞争影响盈利水平。

具体推荐及投资建议,请参照正式报告

一、特高压建设可能会加速

1、新能源大发展带来特高压建设的刚性需求

我国能源与负荷分布在地域上呈现逆向分布特征。煤炭、水能等传统发电资源与风电、光伏等新能源电源分布均远离负荷中心。“西电东送”主要满足水电、煤电的远距离外送,部分风光项目曾由于输出通道配套滞后,就地消纳能力有限而造成弃电。针对负荷分布的空间错配,调峰、调频等手段可以保证电量上网,但无法解决应用问题,外送是根本出路。

特高压是解决大规模电力外送问题的有效手段。考虑到我国北部/西北部大规模风电、西部/北部超大规模光伏电站等在未来仍将保持快速的发展节奏,大容量远距离输电技术成为刚需。相比330kV~750kV的超高压输电技术,特高压(1000kV以上交流电或±800kV以上直流电)具有输送容量大、传输距离远、运行效率高、输电损耗低等技术优势,是火水风光打捆模式下“西电东送”的较可行选择。

风光大基地推动特高压需求进一步增长。2021年,国家发改委、国家能源局披露首批97.05GW风光大基地项目。2022年印发第二批大基地项目清单合计455GW,其中“十四五”并网200GW(外送150GW),“十五五”完成255GW(外送165GW)。由于基地区位差异,二批外送比例超过一批。2022年10月启动第三批风光大基地项目申报,目前已公布规模约190GW。随各批项目落地,预计我国未来对特高压输电走廊的需求将更加迫切。

2、特高压核准与建设可能有所加速

为应对大规模能源外送问题,国家电网规划“十四五”期间建设“24交14直”共计38条/段(单条交流项目可能包括多段)特高压输电工程,总投资3800亿元,变电换流容量3.4亿kW。截至2023年底,直流已投运4条并有4条在建,交流已投运5条并有3条在建。

2024年以来,新核准的阿坝-成都东1000kV交流与陕北-安徽±800kV直流分别已于1月11日、3月15日开工,核准后开工进度显著加速。据目前统计,至少还有4条直流和1条交流待开工。考虑“十四五”规划完成情况与特高压建设周期,预计2024-2025 年将在“4+4”(年均在建4个特高压项目、核准4个新项目)的基础上迎来密集建设期。

二、交直流各有需要,直流与柔直发展可能加快

1、区域电网正在完善特高压交流环网

特高压交流环网在区域内可能继续完善。自2009年我国第1项特高压交流输电工程(长南荆特高压)投运以来,我国已建成共约20项特高压交流输电工程,初步在华北/华东/华中“三华”地区形成了三张特高压交流环网。此外,西部将加快构建以川渝为中心的特高压交流主网架电网。2024年1月,隶属川渝特高压交流工程的阿坝—成都东1000千伏特高压交流输变电工程开工建设。

在当前基本已形成的特高压交流电网结构基础上,未来可能进一步加强区域内的互联与延伸。

2、直流输电仍然长距离跨区域输电主力

直流输电在跨区送电时,可能有效。我国风光大基地主要分布在甘肃、宁夏、新疆、内蒙古等西北地区,与东南沿海负荷中心距离较远。考虑到直流特高压在跨区跨省长距离输电上的优势,风光大基地一般选择特高压直流输电工程作为外送通道,将显著拉动直流需求。以单条特高压直流外送能力10GW估算,“十四五”末并网第二批200GW风光大基地还需配套建设8条特高压直流外送通道。目前,风光大基地二期规划、吉林/甘肃等地方规划中共提及9条可能作为风光大基地外送通道的特高压直流工程。2024年5月,国网披露7条长距离外送特高压直流线路开启可研招标,保障了“十五五”阶段特高压直流线路建设强度。

3、柔性直流发展将加速

与常规特高压直流相比,柔性直流器件有过0关断等能力,可控性更好。在海上风电、孤岛供电、背靠背联网,以及多端直流系统方面,都有突出的优势。过去受限于造价高、输送容量有限等,柔直技术商业化应用仍不广泛。随着可关断器件、直流电缆制造水平的不断提高,经过十多年的发展,主要技术与工程、供应链问题得以解决,目前已经开始商业化规模应用。当前待核准项目中,甘肃-浙江±800千伏特高压直流输电工程已于2024年1月开展可研评审,其送端是柔直方案。蒙西-京津冀、藏东南-粤港澳大湾区±800千伏特高压直流输电工程也将全线柔直方式。

基于柔直特性,远洋风场、电网互联有望成为柔直的主要应用空间。

1)柔直是更具技术优势的风电接入方式:远距离海上风电场,交流侧偏弱,采用柔性直流输电方式进行风电并网更加灵活有效。

2)未来电网中,柔性直流技术应用于远距离输电或电网背靠背联网,对于交流故障时低电压过渡能力大大增强,可以给近区电网提供动态无功支持,可降低未来复杂大电网的运行风险。

三、特高压产业链主流企业可能获得较好经营表现

特高压各环节格局相对稳固

2022年受到疫情影响,国网招标的数量相对较少,2023年国网特高压中标金额达408.3亿元,大幅增长。

特高压交流变电站主要由变压器、GIS组合电器、电抗器等设备,价值量最高的设备为1000kV GIS组合电器,占比较高,我国1000kV GIS装备企业主要有平高电气中国西电、新东北电气

直流换流变/换流阀招投标分析:特高压直流换流站主要有换流变压器、换流阀、直流控制保护系统等设备,以及GIS组合电器、开关等开关场设备。其中价值量最高的设备为换流变压器与换流阀。

据2023年项目统计,我国换流变装备企业主要有中国西电特变电工保变电气。换流阀2023年中标情况,国电南瑞市占率接近50%,中国西电、许继电气市占率都在接近20%的水平。

柔性直流换流阀分析:柔性直流的开关器件成本、系统造价相较常规高压直流更贵,我国经过十多年的投入与培育,目前柔性直流产业的国产化能力已经比较高,系统造价也得到显著的控制,随着未来商业化推广进一步放量,成本可能还有有所优化。目前,我国柔直换流阀市占率第一也是国电南瑞,其子公司南瑞继保、中电普瑞均是核心供应商,特高压柔直市占率超过3成,其他主要供应商还包括许继电气、荣信汇科等。

风险提示

特高压项目建设不及预期:特高压建设跨度较长,途中自然条件复杂多变,进度受影响因素较多,可能会拉长建设周期。

更多新公司参与竞争影响盈利水平:特高压行业利润率较高,新进入者可能采用低价策略,影响行业盈利水平。

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增持:预期公司股价涨幅超基准指数5-20%之间

中性:预期公司股价变动幅度相对基准指数介于±5%之间

减持:预期公司股价表现弱于基准指数5%以上

◾行业评级

推荐:行业基本面向好,预期行业指数将跑赢基准指数

中性:行业基本面稳定,预期行业指数跟随基准指数

回避:行业基本面向淡,预期行业指数将跑输基准指数

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