中信建投:特高压柔直技术投资展望

中信建投:特高压柔直技术投资展望
2025年01月04日 17:42 中信建投证券研究

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柔性直流输电工程是解决新能源消纳问题的重要工具,是2024-2025年电网投资的重要发力点,柔性直流技术更适合新能源远距离传输(送端)、适合受端多端互联(受端)、适合远距离海上风电送出,已成为特高压直流的优选方案。换流阀是柔性直流线路价值量最高的设备,单个换流站的柔直阀价值量可达20-25亿元,远高于常规直流换流阀。因此,柔性技术渗透率的提升,对换流阀产业链(设备、核心器件)将带来弹性。

如何看待特高压板块远期空间?柔直阀/变压器/GIS助力头部公司收入大规模起量,节奏上交流项目设备起量略前置。基于对建设节奏以及市场份额的假设,我们对核心公司来自特高压的收入和利润情况进行了演绎。

订单&业绩将形成共振,特高压板块将迎景气向上。1)电力设备公司股价核心矛盾在订单,订单和业绩共振中股价最强。2025年特高压板块将进入订单与业绩共振的阶段,预计股价表现相对较强。

中信建投证券电力设备及新能源研究团队解读特高压柔直技术投资机遇,持续更新相关研究成果:

01价值量大幅度提升,柔直换流阀具备强投资弹性

柔性直流输电工程是解决新能源消纳问题的重要工具,是2024-2025年电网投资的重要发力点,柔性直流技术更适合新能源远距离传输(送端)、适合受端多端互联(受端)、适合远距离海上风电送出,已成为特高压直流的优选方案。换流阀是柔性直流线路价值量最高的设备,单个换流站的柔直阀价值量可达20-25亿元,远高于常规直流换流阀。因此,柔性技术渗透率的提升,对换流阀产业链(设备、核心器件)将带来弹性。

大基地并网压力大,远距离输电的需求确定性增强。

沙戈荒大基地消纳问题严峻,可实现长距离、大容量电能外送的特高压直流输电工程的需求刚性且持续。由于大基地外送需求规模较大,假设单条直流特高压输送能力达到12-15GW,现有特高压线路不足以满足外送需求。由此我们认为“十四五”末至“十五五”期间,将会持续有特高压项目进行动态增补。

柔性直流是新增输电线路的优先选择,已成为明确的技术趋势。

柔性直流技术不依赖交流系统电压支撑,没有换相失败、可为无源系统供电,更适合新能源远距离传输(送端)、适合受端多端互联(受端)、适合远距离海上风电送出。目前至少有4条特高压项目计划采用柔性直流方案。我们认为,新增线路有望优选柔性直流方案(至少受端使用),尤其是新能源大基地配套输电线路。柔直技术的渗透率将显著提升,成为明确的技术趋势,这是电网体系中技术的新变化。

柔直换流阀设备价值量最高,对产业链带来较高弹性。

柔直换流阀在单站设备端的价值量占比最高近50%。根据已有项目推算,全容量单站柔性直流换流阀的价值量预计在24亿元左右,远高于常规直流阀。IGBT为柔直换流阀中价值量最高的核心器件。柔性直流技术的持续推进将为产业链(换流阀厂、零部件供货商)各环节带来较大的收入弹性,预计2025年后出现收入确认高峰。

投资建议:建议关注弹性较大的换流阀制造商和核心零部件供应商

1)需求方面:国家基建政策变化导致电源投资规模不及预期;电网投资规模不及预期;新能源装机增速下降导致对电力设备需求下降;全社会用电量增速下降等;两网招标进度不及预期;特高压建设推进进度不及预期等。

2)供给方面:铜资源、钢铁等大宗商品价格上涨;电力电子器件供给紧张,国产化进度不及预期。

3)政策方面:新型电力市场相关支持力度不及预期;电价机制推进进度低于预期;电力现货市场推进进度不及预期;电力峰谷价差不及预期等。

4)国际形势方面:能源危机较快缓解、能源价格较快下跌;国际贸易壁垒加深等。

5)市场方面:竞争格局大幅变动;竞争加剧导致电力设备各环节盈利能力低于预期;运输等费用上涨;

6)技术方面:技术降本进度低于预期;技术可靠性难以进一步提升等。

报告来源

证券研究报告名称:《每周观察:价值量大幅度提升,柔直换流阀具备强投资弹性》

对外发布时间:2024年1月7日

报告发布机构:中信建投证券股份有限公司 

本报告分析师: 

朱玥 SAC 编号:S1440521100008SFC 编号:BTM546

02再谈特高压增长确定性,把握订单业绩双增机会

特高压建设确定性持续增强,行业供给潜在增量较小,纵观整个电新行业,这一良好的供需形势,在行业中都十分稀缺,预计产业链将进入较长景气周期。短期,板块当下处于预期定价与基本面定价的真空期,由于年初以来,板块已经出现明显涨幅,因此在缺乏业绩、订单等催化剂的当下,出现了一些波动。但是我们认为,进入2025年,主要标的业绩订单预计有望走出共振趋势,板块有望走出显著的超额收益。

本篇报告通过对未来的收入演绎,柔直阀/变压器/GIS助力头部公司收入大规模起量,节奏上交流项目设备稍前置。电力设备公司股价核心矛盾在订单,订单和业绩共振中股价最强。以国内电网为需求主要来源的方向持续性能见度日益提升,仍是2025年高确定性的方向。

特高压建设确定性持续增强。沙戈荒外送需求刚性+西南水电外送需求强,十五五规划数量可观。①多部委出台多项重要政策,持续强化输电通道建设的确定性,国网披露了十余条储备的特高压项目。预计特高压建设将进一步提速,能源局表示2025年将核准建设一批重点电力互济工程,积极推动4条输电通道核准开工。②新能源配套的网内项目数量众多,预计电网投资将在十四五至十五五期间保持较高水平。催化点:后续关注特高压项目推进节奏(建设/招标);特高压&柔直设备的招中标;核心公司兑现情况等。建设规模:我们预计2026-2030年建设20余条直流特高压项目,数十个交流特高压变电站。

行业供给潜在增量较小,预计产业链将进入较长景气周期。从在建工程/固定资产这一指标来看,特高压行业大约在15%,低于光伏、锂电、风电等其他电新行业。特高压板块固定资产未来一年几乎没有增量。因此在行业需求持续释放的情况下,我们预计行业景气度有望进入较长景气周期。

未来演绎:如何看待特高压板块远期空间?柔直阀/变压器/GIS助力头部公司收入大规模起量,节奏上交流项目设备起量略前置。基于对建设节奏以及市场份额的假设,我们对核心公司来自特高压的收入和利润情况进行了演绎。

订单&业绩将形成共振,特高压板块将迎景气向上。1)电力设备公司股价核心矛盾在订单,订单和业绩共振中股价最强。2025年特高压板块将进入订单与业绩共振的阶段,预计股价表现相对较强。

投资建议:1)特高压储备项目丰富、建设节奏或将超预期;2)特高压柔直趋势确定:关注①换流阀制造商;②核心零部件供应商。

风险提示:

1)需求方面:国家基建政策变化导致电源投资规模不及预期;电网投资规模不及预期;新能源装机增速下降导致对电力设备需求下降;全社会用电量增速下降等;两网招标进度不及预期;特高压建设推进进度不及预期。

2)供给方面:铜资源、钢铁等大宗商品价格上涨;电力电子器件供给紧张,国产化进度不及预期。

3)政策方面:新型电力市场相关支持力度不及预期;电价机制推进进度低于预期;电力现货市场推进进度不及预期;电力峰谷价差不及预期。

4)国际形势方面:能源危机较快缓解、能源价格较快下跌;国际贸易壁垒加深。

5)市场方面:竞争格局大幅变动;竞争加剧导致电力设备各环节盈利能力低于预期;运输等费用上涨。

6)技术方面:技术降本进度低于预期;技术可靠性难以进一步提升。

7)机制方面:电力市场机制推进不及预期;现货市场配套辅助服务、容量补偿、峰谷价差等不及预期;虚拟电厂、需求侧管理等新兴市场机制不及预期。

报告来源

证券研究报告名称:《再谈特高压增长确定性,把握订单业绩双增机会——论柔直特高压产业趋势及板块走势推演

对外发布时间:2024年12月22日

报告发布机构:中信建投证券股份有限公司

本报告分析师:

朱玥 SAC 编号:S1440521100008任佳玮 SAC编号:S1440520070012

郑博元 SAC编号:S1440524080004

03技术侧:特高压柔性直流成为产业趋势

2023年特高压建设显著提速

截至目前,已发布特高压第五次设备中标信息,涉及四条直流特高压项目,招标规模远高于去年。1)哈密-重庆直流项目设备共计采购80亿元左右。保变电气(11.9亿)、国电南瑞(9.4亿)、特变电工(8.0亿)中标金额超过8亿元。2)宁湘直流、金上-湖北直流项目设备共计采购150亿元左右,其中中国西电(47.4亿)、特变电工(23.0亿)、国电南瑞(16.7亿)中标金额超过10亿元。3)陇东-山东直流项目设备供给采购79亿元左右,保变电气(11.9亿)、山东电工(11.7亿)、中国西电(10.2亿)中标金额超过10亿元。

特高压核心设备(变压器、组合电器、电抗器等)中标情况,各个公司格局大体相对稳定。交流设备:GIS由平高电气、中国西电、山东电工等主导;变压器由特变电工、保变电气、山东电工、中国西电等主导。直流设备:换流变格局稳定;换流阀国电南瑞高占比格局不变,许继电气换流阀中标回暖;组合电器平高电气高占比格局不变;直流控保系统国电南瑞独揽;外资企业中标不俗。

柔性直流成为产业趋势,更适合新能源并网

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)无须提供无功功率,无换相失败问题。传统高压直流输电技术换流站需要吸收大量的无功功率,约占输送直流功率的40%-60%,需要大量的无功功率补偿装置以及滤波设备。柔性直流在原理上避免了换相失败问题,降低直流故障率。

(2)有功、无功可独立控制,可以向弱系统/无源网络供电,更适合新能源并网,无需火电等机组支撑。常规直流输送需要足够容量的交流电网以保证正常运行。而柔性直流可以独立调节有功、无功输出,因而不需要交流电网提供电压支撑,可以向无源系统供电。

(3)可实现多端直流电网。传统直流输电电流只能单向流动。柔性直流输电电流可以双向流动,可快速的实现潮流的反转,而不必改变电压的极性,更容易多换流站的连接,进而实现多端直流输电。

“十四五”后期特高压采用柔性直流技术渐成趋势

柔直技术已成趋势:“十四五”电网规划已进入后期执行阶段,根据目前披露的项目可研报告,至少有4条特高压远距离输电项目采用柔性直流方案。且与此前投运的昆柳龙、白鹤滩-江苏项目相比,显著的不同是均采用送受端同为柔直技术的方案。

全柔直方案发展迅速:与乌东德、白鹤滩等特高压项目相比,国网、南网的下一批柔直工程均选用全柔直方案。南网两条藏东南项目为送端一座站、受端两座站,共三座站,而国网的两条项目为送、受端各一座站,同样采用全柔直方案。

弹性测算:假设24/25每年建设2条特高压柔性直流项目,同时其他常规直流项目按计划正常进行。预计项目将在开工第二年、第三年逐步确认收入。根据历史市场份额,对国电南瑞、许继电气、中国西电、特变电工、时代电气(IGBT)、派瑞股份(IGBT保护用晶闸管)等公司的市占率进行合理假设。结论:1)换流阀:许继电气因为其不低的市占率和本身体量较小原因,弹性较大。2)IGBT、晶闸管等:零部件供应商中,派瑞股份供应IGBT保护用晶闸管,弹性较大。

五、投资建议

一次设备:1)需求呈现多元化趋势,需求整体上行,盈利能力向好,量利齐增开启本轮周期。未来需求保持高位,业绩逐步兑现。因此重点关注业绩超预期、海外/网内外需求弹性大的优质企业,可以适当给予较高估值。2)柔性直流技术已成为发展趋势,已有多条特高压线路计划采用柔直方案,未来柔直渗透率会持续提升,因此重点关注柔性直流技术带来较大弹性的环节,包括换流阀、IGBT、晶闸管等。

二次设备:网内需求边际向好,网外业务增量明显,结合2024年新能源和储能装机节奏来看,网外业务规模仍较高,增速略有放缓。关注一次设备高增带动二次起量的行业机会,关注新型二次设备等新技术带来的增量机会。

智能电网:1)电能表:网内电表仍处于轮换上行周期,2023H2招标起量会对2024年业绩有正向贡献;海外市场空间广阔,国内电表企在全球范围也有较强的话语权,电表出海是核心关注点。2)电力信息化:包括源网荷储侧等各环节,随着新型电力系统建设提速、新能源并网带来电网冲击、需求侧相应诉求日益高涨、电力现货市场的加速推进,具有先发优势的公司将充分受益,建议长期关注。

风险提示:

风电:

1、海风规划政策推动不及预期;

2、海风项目推动不及预期:海风项目建设体量、建设进度不及预期将影响行业大规模发展;

3、行业竞争加剧导致环节盈利能力受损:风电行业整体竞争比较激烈,若行业竞争加剧,进一步激烈的价格战将导致行业内企业盈利受损;

4、行业降本不及预期:海风大规模发展还需要以来上游各零部件降本,如漂浮式浮体、整体、海缆等,上游降本不及预期将影响海风大规模推广发展;

5、原材料价格波动风险:风电上游原材料主要为钢材,钢材价格的大幅波动对应风险企业盈利稳定性将造成风险。

电力设备:

1、需求方面:国家基建政策变化导致电源投资规模不及预期;电网投资规模不及预期;新能源装机增速下降导致对电力设备需求下降;全社会用电量增速下降等;两网招标进度不及预期;特高压建设推进进度不及预期等。

2、供给方面:铜资源、钢铁等大宗商品价格上涨;电力电子器件供给紧张,国产化进度不及预期。

3、政策方面:新型电力市场相关支持力度不及预期;电价机制推进进度低于预期;电力现货市场推进进度不及预期;电力峰谷价差不及预期等。

4、国际形势方面:能源危机较快缓解、能源价格较快下跌;国际贸易壁垒加深等。

5、市场方面:竞争格局大幅变动;竞争加剧导致电力设备各环节盈利能力低于预期;运输等费用上涨;

6、技术方面:技术降本进度低于预期;技术可靠性难以进一步提升等。

报告来源

证券研究报告名称:《电力设备与海上风电行业2024年度策略:需求驱动,共赴上行周期》

对外发布时间:2023年12月2日

报告发布机构:中信建投证券股份有限公司 

本报告分析师:

朱玥 SAC 编号:S1440521100008

SFC 编号:BTM546

陈思同SAC 编号:S1440522080006

04关注海风、柔性直流等方向投资机会

柔性直流技术已成为产业趋势。柔性直流采用全控型IGBT器件组成VSC。相比于常规直流技术,柔性直流特别适合风光大基地、海上风电送出等弱电网场景。昆柳龙工程之后,目前先后已有四条特高压直流项目披露将采用柔性直流技术,至少受端采用柔直方案。柔直设备壁垒高,较常规直流价格更贵,预计将给换流阀生产厂家、核心零部件供应厂家带来较高的营收弹性。

特高压招标规则略有改变,单站同类产品设一个包。部分公司受到招标规则影响中标包数,市场份额有所涨落。第五批特高压设备采招已开标,包含哈密-重庆线路,以及天津扩、雄安扩、石家庄扩等扩建项目,设备类型包括换流变70台;换流阀8套;组合电器64间隔;交流变45台;直流控保2套。单线产品结构与宁湘直流类似。分公司来看,1)保变电气(11.9亿)、国电南瑞(9.4亿)、特变电工(8.0亿)、许继电气(6.2亿)、平高电气(6.0亿)上市公司中分列前五,均超过5亿元规模。2)①许继电气换流阀中标回暖,中标6.1亿元,占比50%;②平高电气组合电器中标高占比,独揽750kV产品,总金额4.8亿元,高占71%;③国电南瑞独揽直流控保系统,中标1.8亿元。④中国西电共中标2.8亿元,相比于第三批47亿元的强势中标,本次采招有所降温。3)外资企业中标不俗:①换流变中,日立能源、西门子分别中标11亿、6.8亿元,分别占比26%、16%,位居前列;②交流变中,常州东芝中标0.7亿元,占比37%,占比不俗;③直流穿墙套管中,日立能源中标0.5亿元,占比51%。

展望未来,深改委通过《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》,新能源大规模外送消纳需求持续且刚性,预计输电网络建设后仍有大量新增项目落地,保障“十五五”、“十六五”的可持续性;且以直流为主,柔直占比有望提升。据此我们认为换流阀、IGBT、晶闸管器件等生产商具备较大弹性。

风险提示:

1)下游新能源汽车产销不及预期:销量端可能受到俄乌战争、欧洲经济衰退等影响而导致需求疲软、不及预期;产量端可能受到上游原材料价格大幅波动、电价高企等影响不及预期,进而影响产业链盈利能力和估值。

2)原材料价格上涨超预期:2021年以来原材料价格持续上涨,同时原材料价格阶段性出现大幅波动性,价格高位及不稳定性对于终端需求有一定影响,对产业链相关公司盈利能力影响较大。

3)锂电产业链重点项目推进不及预期:重点项目的推进是相关公司支撑营收和利润的关键,也是成长性的反映,重点项目推进不及预期将影响当期和远期业绩,同时影响产业链稳定性。

报告来源

证券研究报告名称:《关注海风、柔性直流等方向投资机会——新能源行业每周市场跟踪及我们的观点》

对外发布时间:2023年12月17日

报告发布机构:中信建投证券股份有限公司 

本报告分析师: 

朱玥 SAC 编号:S1440521100008

SFC 编号:BTM546

05柔性直流是电网投资领域较确定的产业趋势

柔性直流技术不依赖交流系统电压支撑,没有换相失败、可为无源系统供电,更适合风光接入远距离传输,适合受端电网落地,适合远距离海上风电送出。因此,柔性直流技术有望成为我国新建特高压直流工程的优选方案,是未来五年电网领域最大的变化所在。目前已有四条直流项目披露将使用或可能使用柔直方案,十四五规划可能新增 3-5 条直流线路,均有望采用柔直方案(至少是受端柔直)。对比常直设备,柔直换流阀的价值量远高于常规直流,柔直技术的推进将为产业链(设备、核心器件)各环节带来较大的收入弹性。

柔性直流是新能源远距离外送/海上风电的最优选。

新能源大基地外送消纳压力下,特高压直流技术是必然选择。然而大量常规直流送入电网,会对电网造成较大冲击,特别是交流电网出现故障时,会引发多条直流换相失败且互相影响。柔性直流技术不依赖交流系统电压支撑,没有换相失败、可为无源系统提供交流电源等特点,更适合风光接入远距离传输,适合受端电网落地,适合远距离海上风电送出。因此,柔性直流技术有望成为我国新建特高压直流工程的优选方案。

多个项目将采用柔直方案,柔直技术渗透率将持续提升。

根据已披露的可研报告,目前至少有4条特高压远距离输电项目计划采用柔性直流方案。受端采用柔直技术、送端使用常规直流的“常规/柔直混合”方案可行性更强,技术储备相对充足,可缓解柔直造价较高的问题。据悉,蒙西-京津冀项目有望采用该混合方案。甘肃-浙江特高压直流工程(陇电入浙)甚至有望采用送受端全柔性直流输电技术。

柔直换流阀价值量最高,有望给产业链带来较大的收入弹性。

柔直换流阀在单站设备端的价值量占比近50%,是同规格常直阀价格的3-4倍。IGBT是换流阀最核心的器件,价值量占比近40%-50%。柔直技术的推进将为产业链(设备、核心器件)各环节带来较大的收入弹性,预计2025年起出现收入确认高峰。

风险提示:1)下游需求不及预期:销量端可能受到疫情反复、需求疲软影响而不及预期;产量端可能受到上游原材料价格大幅波动、限电、疫情反复等影响不及预期,进而影响公司相关业务出货量及盈利能力。2)行业竞争加剧导致产业链盈利能力下降:目前产业链规划产能规模较大,在行业需求增速降档的背景下,供给放量后产业链盈利中枢可能会面临下降的风险。3)推荐公司的重点项目推进不及预期:重点项目的推进是支撑营收和利润的关键,也是公司成长性的反映,重点项目推进不及预期将影响当期和远期业绩。

报告来源

证券研究报告名称:《每周观察:柔性直流是电网投资领域较确定的产业趋势》

对外发布时间:2023年12月3日

报告发布机构:中信建投证券股份有限公司 

本报告分析师: 

朱玥 SAC 编号:S1440521100008

SFC 编号:BTM546

06一次设备需求旺盛,柔性直流有望打动新的产业趋势

输变电端,柔性直流成为技术趋势;核心一次设备需求保持高位,海外占比提升起量增利。需求侧:1)①特高压:已有4条直流线路完成设备招标,远超同期。柔性直流技术更适合新能源并网,已成为技术趋势。在新能源大规模外送消纳需求下,预计后续新增项目将持续落地。②常规输变电:网内输变电集采总额高增,前四批次同比+47%。2)网外市场由风电、光伏等新能源装机高增带动变压器等需求旺盛。3)海外需求保持高位,9月变压器、高压开关等出口额累计增速超23%。供给侧:1)核心原材料(硅钢等)价格下行,疫情影响消除,海外高毛利产品占比增加,毛利明显修复。2)产量增速不及需求增速,供需偏紧。整体来看,输变电一次设备呈现量利齐增趋势;格局稳定头部集中。

用电端,关注海外增量市场:1)电表:2023年国网第二批次采招起量(同比增速超60%),预计全年采购量同比基本持平。海外智能电表渗透率处于低位,出口额稳定增长,海外计量产品市场空间宽阔。2)电网信息化:新型电力系统对电网信息化提出了更高要求。

风险分析:需求方面风险;供给方面风险;政策方面风险;国际形势方面风险;市场方面风险;技术方面风险;机制方面风险。

报告来源

证券研究报告名称:《电力设备11月月报:一次设备需求旺盛,柔性直流有望打动新的产业趋势》

对外发布时间:2023年11月13日

报告发布机构:中信建投证券股份有限公司 

本报告分析师:

朱玥 SAC 编号:S1440521100008

07每周观察:柔性直流会成为产业趋势吗?

柔性直流技术采用全控型IGBT器件组成VSC(电压源型换流器)。相比于常规直流技术,柔性直流特别适合风光大基地、海上风电送出等弱电网场景。昆柳龙工程之后,目前先后已有四条特高压直流项目披露将采用柔性直流技术,且均采用送受端全柔直方案。柔直设备壁垒高,较常规直流价格更贵,预计将给换流阀生产厂家、核心零部件供应厂家带来较高的营收弹性。

原理:采用全控型IGBT器件实现电流、电压独立控制

特高压柔性直流技术是一种将电力从发电厂输送到远距离的高压输电技术,是一种以电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)为核心的新一代直流输电技术,将直流电源通过换流器将交流电转换为直流电,再通过特高压输电线路将电力输送到目标地点。

基于电压源型换流器的高压直流输电概念,最早是1990年由加拿大McGill大学Boon-Teck等学者提出。通过控制电压源换流器中全控型电力电子器件的开通和关断,改变输出电压的相角和幅值,可实现对交流侧有功功率和无功功率的控制,达到功率输送和稳定电网等目的。 

特高压柔直的关键设备包括:①换流器:柔性直流输电中的换流器为电压源换流器(VSC),其最大的特点在于采用了全控型电力电子器件(通常为IGBT、GTO)。②直流侧电容:提供电压支撑、缓冲桥臂关断时的冲击电流、减小直流侧谐波;③换流电抗器:柔性直流输电系统与交流系统能量交换的纽带,同时也起到了滤波功能;④交流滤波器:采用高通滤波器结构,用于减少交流电压谐波。

必要性:尤其适合风光大基地、海上风电等弱电网环境

常规直流采用线性整流型换流器(LCC),换流过程通过控制导通角实现,需要消耗大量无功。带来三个问题:(1)受端电网动态无功支撑不足:直流大量替代本地电源开机,面对电压扰动,直流系统暂态响应与常规机组相反,恶化电压稳定性。(2)送端短路容量不足:未来多能互补基地以风、光电力电子装置并网为主,无法提供短路容量支撑,在无功扰动下电压波动巨大。(3)高比例受电地区电压支撑不足:随着大城市等负荷中心火电逐步关停,对外来电依赖加大,负荷高峰期电压稳定问题突出。以上可通过配置调相机、SVG等动态无功补偿设备予以部分解决,但成本高、运维难度大。

相比于常规直流技术,柔性直流的优势主要体现在孤岛供电、多端互联、无功功率控制等方面,适合长距离输电、可再生能源消纳、异步联网等应用领域。

(1)无须提供无功功率,无换相失败问题。传统高压直流输电技术换流站需要吸收大量的无功功率,约占输送直流功率的40%-60%,需要大量的无功功率补偿装置以及滤波设备。

(2)无换相失败问题。传统直流需要接入系统具备较强的电压支撑能力,否则容易出现换相失败。柔性直流技术采用可关断器件,开通和关断时间可控,与电流的方向无关,从原理上避免了换相失败问题,降低直流故障率。

(3)可以向弱系统/无源网络供电,更适合新能源并网,无需火电等机组支撑。常规直流输送需要足够容量的交流电网提供换相电流以保证正常运行,因此需要火电、水电等传统能源的支撑。而柔性直流可以独立调节有功、无功输出,因而不需要交流电网提供电压支撑,可以向无源系统供电。

(4)有功、无功可独立控制。柔性直流输电技术可以在四象限运行,同时且独立控制有功功率,不需要交流侧提供无功功率。

(5)可实现多端直流电网。传统直流输电电流只能单向流动,潮流反转时,电压极性反转而电流方向不变。柔性直流输电电流可以双向流动,可快速的实现潮流的反转,而不必改变电压的极性,更容易多换流站的连接,进而实现多端直流输电。

项目展望及弹性测试:越来越多项目开始采用柔性直流技术,设备价值量明显提升

“十四五”后期特高压采用柔性直流技术渐成趋势

目前,国内已投运的柔性直流项目中,多为高压、超高压工程,更早的则为一些离岸海岛供电等示范性工程,达到特高压等级的仅昆柳龙工程(乌东德送广东广西特高压混合多端直流输电工程)一项。

其他柔直项目中,鲁西、渝鄂、广东背靠背等均为电网背靠背互联项目,并不以远距离输电为主要目的。张北、如东等项目以输送新能源为主要任务,但电压等级分别为±500kV、±400kV,均未达到特高压级别。

2020年完工投运的昆柳龙工程(乌东德送广东广西特高压工程)是首个达到±800kV特高压电压等级的直流输电工程,该工程采用送端常规直流、受端两个落点均采用柔性直流的方案。

“十四五”电网规划已进入后期执行阶段,根据目前披露的项目可研报告,至少有4条特高压远距离输电项目采用柔性直流方案。且与此前投运的昆柳龙、白鹤滩~江苏项目相比,显著的不同是均采用送受端同为柔直技术的方案。

可见,与乌东德、白鹤滩等特高压项目相比,国网、南网的下一批柔直工程均选用全柔直方案。南网两条藏东南项目为送端一座站、受端两座站,共三座站,而国网的两条项目为送、受端各一座站,同样采用全柔直方案。

柔直换流阀价值量较高,有望给产业链带来较大的收入弹性

换流站主设备中以换流阀制造难度最大、壁垒最深、毛利最丰厚。换流阀是换流站内的核心装备之一,起到交流/直流转换的作用。通常一座换流站中出线为正/负两个极。对于常规直流换流站每极需用2套双12脉动换流阀,每套换流阀价值量在1.8亿~2亿元之间,即一座换流站换流阀价值量在7.2亿~8亿之间,一条直流线路按2座换流站考虑,换流阀价值量约14.4亿~16亿,毛利率通常在35%以上。

相比于常规直流,同容量柔直阀造价是常规阀的3-4倍。以昆柳龙项目举例,送端昆北站为常规直流换流站,容量为8000MW的常规换流阀阀招标总价约8亿。而受端柳北站容量3000MW的柔直换流阀总价约14亿、龙门站容量5000MW的柔直阀总价约17亿。柔直换流站中柔直阀价占比最高达59.2%,其单位价值量可高达4.73亿元/GW以上,远高于常规阀。IGBT为换流阀最核心的零部件,换流阀总价值量占比40%-50%,其次为电容器(25%-30%),其他为旁路开关、阀控系统、阀冷却系统、结构件、绝缘件等。

特高压项目建设有一定节奏,假设明年、后年每年建设2条特高压柔性直流项目,同时其他的常规直流项目按计划正常进行。则预计项目将在开工第二年、第三年逐步确认收入。

风险提示:1)下游需求不及预期:销量端可能受到疫情反复、需求疲软影响而不及预期;产量端可能受到上游原材料价格大幅波动、限电、疫情反复等影响不及预期,进而影响公司相关业务出货量及盈利能力。

2)行业竞争加剧导致产业链盈利能力下降:目前产业链规划产能规模较大,在行业需求增速降档的背景下,供给放量后产业链盈利中枢可能会面临下降的风险。

3)推荐公司的重点项目推进不及预期:重点项目的推进是支撑营收和利润的关键,也是公司成长性的反映,重点项目推进不及预期将影响当期和远期业绩。

报告来源

证券研究报告名称:《每周观察:柔性直流会成为产业趋势吗?》

对外发布时间:2023年11月5日

报告发布机构:中信建投证券股份有限公司 

本报告分析师:

朱玥 SAC 编号:S1440521100008

SFC 编号:BTM546

08四问特高压,前景几何

历史上特高压存在四轮周期,每轮周期均伴随着大量项目的核准、招标和开工。本轮周期为第四轮,主要包括“三交九直”十二条跨省跨区特高压输电线路。节奏上,因疫情2022年进度有所延宕,在2023年开工将更为集中。本轮周期由新能源外送需求所推进,因此绝大部分将是直流工程,且柔性直流有望继续得以开创性采用。我们认为换流阀、晶闸管器件、避雷器等生产商具备较大弹性。

问题一:特高压究竟是周期还是成长?复盘历史,周期属性占先。我国特高压发展史可分为一个试验阶段和四轮周期,每轮周期均伴随着大量项目的核准、招标和开工,订单落地并转化为公司营收与业绩。不过特高压的发展具备非常明显的周期属性,往往和逆周期调节经济高度相关。

问题二:本轮特高压总量如何?本轮特高压包括“九直三交”以及一些改造项目。本轮特高压新一轮特高压周期的特点有节奏紧、新能源驱动以及柔直继续应用的特点。节奏上,因疫情等因素,2022年项目进度出现延宕,随着金上~湖北项目开工、陇东~山东项目核准,预计今年特高压项目将密集开工,进入本轮周期高峰。

问题三:本轮特高压周期后续如何看待?本轮周期由新能源大基地送出需求所驱动,但本质上也是逆周期调节经济的重要手段。技术上柔性直流等技术有望得到更多应用,项目造价也有所提高。2023年会出现核准、招标、开工高峰,我们初步判断由于新能源送出需求较强,后续可能仍然有新的项目进入规划(以直流为主)。但本质上本轮周期主要是调节经济+新能源外送共同驱动,我们认为2023年出现开工招标高峰,2024-2025年出现业绩高峰。

问题四:如何把握本轮特高压周期机会?特高压交、直流各自主设备格局较为稳定,特高压直流弹性主要看换流阀、电力晶闸管生产商等;特高压交流弹性主要看GIS、变压器生产商,以及有一定技术壁垒的设备如避雷器等。

风险提示:

需求方面:国家基建政策变化导致电网投资不及预期;经济增长趋缓,用电量增长降速;新能源投资不及预期,送出工程需求不及预期。

审批方面:特高压项目核准进度不及预期,土地、环评等审批流程进度不及预期等。

政策方面:输配电价核定不及预期导致跨省跨区输电线路成本疏导不顺。

技术方面:柔性直流技术尚不成熟导致成本过高,电网公司采用意愿有限。

市场方面:竞争加剧导致相关设备市场空间下降,相关公司市占率不达预期、毛利不达预期等。

报告来源

证券研究报告名称:《四问特高压,前景几何》

对外发布时间:2023年3月9日

报告发布机构:中信建投证券股份有限公司 

本报告分析师: 

朱玥 SAC执证编号:S1440521100008

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