供电架构能够供电结构柔性化「柔性直流电网原理」

今天带来供电架构能够供电结构柔性化「柔性直流电网原理」，关于供电架构能够供电结构柔性化「柔性直流电网原理」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

柔性直流：新型电力系统建设中的结构性机会，适合风光大基地电能送出

关注原因：中线，中央经济会议提出适当进行超前建设，电网投资或加速

1、事件刺激：

日前，国家能源局下发文件启动第二批风光大基地申报。文件明确：依托外送通道消纳的项目应基于在运、在建或已核准输电通道，配套风电光伏装机规模与通道输电能力相匹配。券商认为特高压直流项目核准进度或将加快。

南方电网日前发布“十四五”电网规划，总投资额约6700亿元，较“十三五”总投资增长约22%。

目前国家电网“十四五”规划尚未公布，预计总投资较“十三五”增长约10%，两网合计增长约15%左右。

由于我国电网网架日趋完善，供电可靠性普遍较高，电力供应呈现整体宽松态势，从投资额总量看，重现两位数的年化增长率已无可能。

在此前提下，应放弃总量仍将大幅度增长的幻想，重视新型电力系统背景下的结构性机会。

2、柔性直流输电，是继常规直流输电后的新一代输电技术，柔直输电实现了电能传输的灵活可靠控制，在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势，柔性直流可以形象地比喻为电网中的可控“拦水坝”，兼容并蓄地精准控制电能潮流的方向、大小，还可提供无功支持，成为目前新能源并网、电网平衡的法宝。

柔性直流输电从性能特性上逼近火电同步发电机组或者任意特性（一定范围内）的负荷，也就是说，柔性直流技术在承担电能输送的任务同时，不但不会给交流电网产生冲击，还可以参与电网平衡控制，接受调度指令参与调节。

直流输电技术以其输送容量大、线路造价低，且不存在电容效应导致的过电压问题，尤其适合远距离大容量输电。截至2020年年底，我国已建成22条特高压线路，其中交流6条、直流16条。直流特高压不但在数量上占据大部分，也是输送可再生能源的主力军，尤其是大型水电基地几乎全部通过直流外送，形成对交流输电的明显优势。

3、柔性直流的技术特点，通过采用基于全控型电力电子器件（如IGBT、GTO）的电压源型换流器（VSC），柔性直流输电克服了常规直流技术的缺陷：

（1）可向孤岛供电（2）无换相失败问题（3）不需要无功支撑（4）有功、无功可独立控制（5）可实现多端直流电网。

4、柔性直流可以应用在特高压/超高压直流远距离送电；电网柔性互联；深远海上风电送出。值得注意的是，海上风电由于其必须用海缆送出的特点，给接入系统设计带来很大困难。若采用交流送出，由于电缆电容效应明显，末端电压显著抬升，超过设备安全极限，且装机容量越大、电压等级越高、海缆长度越长，电压超标问题越严重；若采用直流送出，则由于海上风电无附属交流电源，属于典型的孤岛电网，常规直流无法正常运行。因此，柔性直流几乎是深远海上风电的唯一选择。

在三大应用场景共同驱动下，预计“十四五”期间直流输电工程总投资规模接近4000亿元（部分由发电企业建设）。

5、从直流工程投资额构成来看，换流站价值量占比较高。直流工程投资中换流站成本约占50-60%，其中换流阀、换流变、GIS、控制保护系统等构成了设备采购的主要部分。其余包括直流场设备如平波电抗器、直流断路器、直流滤波器等；交流场设备如交流电抗器、滤波器、电容器等，起到无功补偿作用。

直流输电核心投资方向：换流阀、功率半导体（晶闸管/IGBT）。换流阀是直流输电的核心，价值量集中（柔性换流阀在总工程成本中的占比在25~30%左右）、技术壁垒高。换流阀中功率半导体组件是换流阀中价值量占比最高的部分，由大量晶闸管、IGBT组成。

6、但柔性直流并非新技术早在2017年，“张家口-北京柔性直流电网示范项目”通过国家核准，并于2020年6月顺利通过验收使用，目前市场重提，一方面是新能源风光大基地的建设对输电要求更高，相较交流输电，（特高压）直流输电具备经济、技术优势（无电容升压效应），尤其适合风光大基地电能送出，另一方面也是近年来国内相关技术不断完善，IGBT等产品国产化进度不断加快，带来相应投资机会，相关公司如下表所示：

（相关资料来自中信建投研报、公司公告等相关资料）