日前，国家电网宣布，下半年将开工建设新一批特高压工程。在我国，特高压是指±800千伏及以上的直流电和1000千伏及以上交流电的电压等级。特高压建设提速将为缓解电力紧张起到多大作用，产业链又将有何表现？

国网湖南送变电工程公司专家郭达明曾参与过全国大部分特高压项目的建设，眼前的南阳-荆门-长沙特高压工程，湖南境内长度约169.6千米，全线建成后，将提升湖南、湖北省间电力交换能力，预计将为湖南地区增加200万千瓦至300万千瓦供电能力。

河南、湖北、湖南、江西这四个省，任何一个省缺电，假如其它省有富余，都可以通过特高压交流电网，把电送到相应的缺电的位置。

截至2021年年底，全国在运在建共39个特高压工程，线路总长度超5万公里。日前，国家电网宣布下半年将陆续开工建设新一批特高压项目，总投资超1500亿元，业内人士称，我国特高压产业发展由此将进入快车道。

1、多能互补+跨区输电 特高压建设势在必行

特高压建设投资提速，与普通输电线路相比，特高压有何优势？又为何要在当前时点加快建设？

事实上，我国水能、风能、太阳能主要集中在西北、西南等地，而能源消耗则集中在中部地区和东部沿海，近两年，光伏、风电等装机量持续攀升，对电力远距离输送需求迫切，特高压具有输送距离更远、容量更大、损耗更少等特点，通过特高压直流可以远距离送电，避免弃风弃光等资源浪费，同时，特高压交流电网还有助于缓解部分地区供电紧张。

这里是湖南特高压韶山换流站，来自甘肃的电力，经过了祁韶特高压线路的传送，跨越了5个省市被送到这里之后，经过了换流，送到了湖南的千家万户。近日湖南用电负荷屡创新高，曾经单日的最高用电负荷超过了4千万千瓦，而其中1/6以上的电力都是通过这里进行输送的。

国网湖南超高压变电公司韶山换流站经理 李佐胜：它是湖南电网的一条生命线，在迎峰度夏期间，它的日输送电量超过1亿度，最大输送功率达到600万千瓦。而且我们这边来的50%是清洁电源，去年祁韶直流向湖南电网输送电量240亿度，节约煤炭运输达到900万吨。

国家能源局数据显示，截至7月底，全国风电装机容量约3.4亿千瓦，同比增长17.2%；太阳能发电装机容量约3.4亿千瓦，同比增长26.7%。国家电网预计，到2030年，国家电网跨区跨省输电能力将由目前的2.4亿千瓦提高到3.7亿千瓦以上。

2、设备是重中之重

特高压产业链可分为上游材料、中游设备与建设以及下游电网与配电设备。

上游环节主要涉及相关材料与元器件，包括钢材、有色金属、化工材料以及电子元器件等环节，原材料成本约占特高压电器的20％-30％。

中游特高压电器设备主要包括站内设备与电缆、铁塔。其中，站内设备是全产业链中的技术密集环节。下游市场较为集中，主要是国网、南网等电网公司，还有配网设备公司。

在特高压技术路径中，有两条分支，分别是直流和交流。可能部分投资者对于特高压交流和直流输电存在着争议。

中国科学院院士、中国电科院研究员周孝信指出，直流输电和交流输电只能互补，不能互相取代。

直流输电只具有输电功能、不能形成网络，类似于“直达航班”，中间不能落点，定位于超远距离、超大容量“点对点”输电。

直流输电可以减少或避免大量过网潮流，潮流方向和大小均能方便地进行控制。但高压直流输电必须依附于坚强的交流电网才能发挥作用。

交流输电则具有输电和构建网络双重功能，类似于“公路交通网”，可以根据电源分布、负荷布点、输送电力、电力交换等实际需要构成电网。

中间可以落点，电力的接入、传输和消纳十分灵活。定位于构建坚强的各级输电网络和经济距离下的大容量、远距离输电，广泛应用于电源的送出，为直流输电提供重要支撑。

尽管因输电形式不同，特高压直流与交流在基站数量与基站关键设备上存在差异，但设备投资均是特高压项目的重中之重。

就特高压直流项目而言，需建设换流站以实现交直流之间的转变，并达到电力系统对于安全稳定及电能质量的要求，投资重心是换流站。

站内主要包括换流变压器、换流器、平波电抗器、交流滤波器、直流滤波器以及无功补偿等。而换流站中最关键的设备就是实现换流功能的换流阀和换流变压器，二者分别占项目投资的15％与12％。

换流阀，它由数量繁多的多种元器件组成，结构较复杂。换流阀的设计应用了电力电子技术、光控转换技术、高压技术、等多种技术融合以及高压用绝缘材料的最新技术和研究成果。

通过依次将三相交流电压连接到直流端得到期望的直流电压和实现对功率的控制。

从分类上看，除了常规的晶闸管阀、还有低频门极关断晶闸管阀（GTO阀）、高频绝缘栅双极晶闸管阀（IGBT阀）。

尤其是IGBT阀是实现柔性直流技术压舱石。柔性直流技术相比传统直流输电具备安全可控与灵活实用两大优势，是实现新能源大规模并网的必要前提。

柔性直流输电是构建智能电网的重要装备。与传统方式相比，柔性直流输电在孤岛供电、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，是海上风电的最佳选择。

柔性直流输电在实现区域联网提高供电可靠性、缓解负荷密集地区电网运行压力等更多领域得到应用，是改变大电网发展格局的战略选择。

相比传统特高压输电项目，IGBT换流阀和极线断路器投资占比更高，投资占比接近20％。

2007年以前，世界范围内实现柔性直流换流阀工程应用的只有ABB公司，且采用的是两电平/三电平技术路线，存在运行损耗高、容量扩展难等问题。

2007年年底，国家电网公司决定建设上海南汇风电场柔性直流输电工程。

2013～2021年，柔性直流换流阀参数不断提升，新技术不断涌现，工程应用形式从两端到多端再到组成直流电网，实现了从科技示范到大规模应用的飞跃。

由于柔性直流输电的低惯性特点，故障发展速度极快，所以需要断路器超高速的保护与之配合，作用十分关键。极线断路器成本占比也达10.9％，占比甚至高于换流变压器。

从2020年的换流阀市场竞争格局来看，国电南瑞占据半壁江山，其次是许继电气和中国西电。

从工程中标情况看，柔直换流阀环节仍以国电南瑞、许继集团、四方电工、特变电工、中国西电等主要电网设备公司参与为主。极线断路器方面，国电南瑞、思源电气、许继电气等保持领先。

特高压直流输电另外一个核心设备便是换流变压器，其主要用于长距离直流输电的电能转换等。

因为有交、直流电场、磁场的共同作用，所以换流变压器的结构特殊、复杂，关键技术高难，对制造环境和加工质量要求严格。

这一细分行业的竞争格局较为激烈，特变电工略微领先，中国西电、保变电气、山东电力设备相差不大。

在特高压交流项目中，投资重点是变电站。变电站内的电气设备分为一次设备和二次设备。

一次设备主要包括变压器、高压断路器、隔离开关、母线、电容器等。二次设备主要包括继电保护装置、自动装置、测控装置、计量装置、自动化系统以及为二次设备提供电源的直流设备。

简单来讲，完成发电-输电-配电功能的设备叫做一次设备，如发电机，断路器，电流电压互感器，变压器，避雷器等；对一次设备进行控制，保护作用的设备叫做二次设备，如继电器，控制开关，指示灯，测量仪表等。

二者之间最大的差别就在于所针对的电压等级不同。一次设备是根据高压侧来设计的，所带电压是强电，二次设备基本带的是弱电。

变电站中GIS（气体绝缘全封闭组合电器）与交流变压器是核心组件，据国泰君安统计，二者分别占项目成本的9％与7％。

从毛利率角度看，核心设备毛利率在30％左右，净利率在10％左右，相关环节公司业绩在特高压投资建设加速背景下弹性较大。

综合来看，特高压电器支出约占特高压项目成本的60％。

假如国家电网3500亿美元的电网转型升级投资中，有40％投入到特高压建设项目，则2021-2025年我国对特高压电器的年均需求为1092亿元，特高压电器行业的市场规模有望扩大。

国家电网在十四五规划中提出的新特高压规划是“三交九直”，而“九直”工程至今尚未得到批准。据此前媒体披露，国网在十四五期间规划了9个直流输电项目，其中有7个是与大基地配套的。其中，金上—湖北、陇东—山东已进入可行性研究阶段，哈密—重庆、宁夏—湖南已完成可行性研究招标，其余项目均未获批。

特高压直流工程从核准到投产24-30个月，未来6-12个月的审批速度将直接影响到风光大基地的投运进度。风光大基地的第二批要求，十四五期间，有150 GW外运规模投运。按照最保守的估计，特高压直流工程预计将于2024年底至2025年底投入使用，首批工程预计2023年初开工，预计下半年至明年上半年特高压直流工程将密集核准，核准强度将远超历史水平。

特高压将于2024年至2025年迎来投产高峰。按照目前的进度来看，2023年是不可能完成的。也就是说，九直将于2024年和2025年建成，以确保第二批风光基地的并网。申万宏源证券估计到2022年3月，有四个将在2024年如期交付，另外五个将于2025年交付。到2024年，这将是2017年以来最大的一次，而且比以往任何一年都要高。新一轮特高压投产高峰即将来临。特高压设备供应商的收入反映与投产年份基本一致，相关设备供应商2024-2025年有望迎来高增长。

文章来源： 证券之星，人工智能那点事，阿尔法工场研究院