电力是国家能源发展战略布局的重要组成部分,自改革开放以来,我国电力工业及电力电子技术得到了快速发展。在国家加大电力能源总体投资规模的背景下,电网投资建设规模的持续增长为输配电及控制设备相关装备制造业提供了广阔的市场空间。
直流特高压输电主要包括换流变压器、换流阀等设备,而换流阀都需配备冷却系统。直流输电换流阀纯水冷却设备市场需求与我国电网投资建设密切相关。
2018 年 9 月 7 日,国家能源局印发《关于加快推进一批输变电重点工程规划建设工作的通知》,计划核准开工 9 项输变电重点工程,涉及“五直七交”12 条特高压线路,新一轮特高压建设周期开启。直流特高压输电主要包括换流变压器、换流阀等设备,而换流阀都需配备冷却系统。
①我国电网投资建设及发展趋势情况
特高压指电压等级为 800 千伏及以上的直流电和 1,000 千伏及以上的交流电。据国家电网公司数据显示,一回路特高压直流电网可以送 600 万千瓦电量,相当于现有 500 千伏直流电网的 5 到 6 倍,而且送电距离也是后者的 2 到 3 倍效率显著提高。此外,据国家电网公司测算,输送同样功率的电量,采用特高压线路输电可以比采用 500 千伏高压线路节省 60%的土地资源。
特高压工程能够发挥资源优化配置作用,解决我国能源资源与负荷需求分布配置矛盾。我国能源中心和负荷中心呈现逆向分布的特点:大型能源基地主要集中在东北、华北、西北的“三北”地区和西南地区,负荷中心却集中在中东部地区,跨区送电成了客观需求。相较于传统输电方式,特高压具有传输量大、线损小、输送距离远的优势,可以有效解决我国能源大规模远距离输送和异地消纳问题。
国家持续推进特高压建设,相关工程稳步推进。受益于基建刺激叠加环保需求,特高压工程建设加速。特高压工程累计线路长度从 2017 年的 24,637 公里快速提升至 2022 年的 44,613 公里,年复合增长率达到 12.61%。
中商情报网预计 2023 年中国特高压工程累计线路长度将突破 4.5 万公里。特高压建设在经历 2019 年的投资节奏放缓之后将大规模全面重启,再次迎来新一轮建设高潮。截至 2021 年 6 月,国家电网已累计建成投运“14 交 16 直”特高压输电工程,在运在建特高压工程线路长度达到 4.8 万公里。
②我国高压直流输电工程及柔性直流输电工程建设及规划情况
特高压建设具备可持续性:特高压是“新基建”投资的重要组成部分,未来经济下行压力下,将充分发挥托底作用。我国清洁能源基地外送需求依旧强烈;“十四五”非化石能源占比将继续提升,预计新能源基地建设持续推进,带来新的外送与配套特高压工程需求。
国家电网“十四五”期间规划建设特高压工程“24 交 14直”,2022 年国家电网计划开工“10 交 3 直”共 13 条特高压线路,实际开工“4交 0 直”(福州-厦门、武汉-南昌、驻马店-武汉、川渝)。“4 交 4 直”规划:武汉-南昌、川渝交流已开工,张北-胜利已核准待开工,黄石交流预计 2023 年核准开工;金上-湖北、陇东-山东、宁夏-湖南、哈密-重庆 4 条直流线路已环评公示,预计 2023 年将核准开工。
“1 交 5 直”规划:大同—天津南交流以及陕西—安徽、陕西—河南、蒙西—京津冀、甘肃—浙江、藏电送粤直流,预计 2023 年起将陆续核准开工。
根据国家发改委、国家能源局、国家电网、南方电网等获取公开信息统计,截至 2022 年末,我国投运±800kV 及以上特高压直流线路共 20 条,在运 1,000kV 特高压交流线路共 16 条。2023 年特高压进入密集核准开工阶段,目前在建线路 4 条,核准中线路 12 条。
目前,国产化的直流输电换流阀纯水冷却设备已广泛应用于国内超高压及特高压直流输电工程领域。由于输电电压不同,导致对换流阀的散热要求也不尽相同,不同的输电电压配套纯水冷却设备的数量也呈现一定差异。“十四五”期间,国家电网规划建设的“24 交 14 直”共 38 条特高压线路将带来市场前景广阔的纯水冷却设备需求。