特高压直流输电“剑指”全球（中国特高压交直流输电技术）

　　12月6日，国家发展改革委发布关于核定雁淮、扎青特高压直流工程输电价格的通知：雁淮特高压直流工程输电价格为每千瓦时3.59分（含税，含输电环节线损，线损率2.77%）。扎青特高压直流工程输电价格为每千瓦时4.12分（含税，含输电环节线损，线损率2.69%）。

　　而就在今年四月，发改委还下调了宁绍特高压直流和酒湖特高压两条之前已并网的直流特高压输电价格，最高降幅超过30%。

　　值得注意的是，相较于宁绍和酒湖特高压每千瓦时4.88分、6.37分的价格，最新核定雁淮、扎青特高压输电价格继续呈下降趋势，尽管不同电网因输电成本不同，价格也不一致，但是特高压直流输电的成本与价格整体在逐渐下降，已成为事实。

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　　为什么是特高压

　　在特高压还未大规模铺开建设之前，我国长距离输电以高压和超高压为主。高压指的是电压等级在10Kv-220Kv，城市高压电缆一般是地下传输，野外一般是铁塔传输。超高压范围在330Kv-750Kv之间，通常是水力火力发电等输送的电压。而特高压指的是±1000Kv及以上交流和±800Kv及以上的直流输电。

　　事实上，特高压并不是一个新鲜的技术了，此前国外已掌握了行业内很多关键技术，然而特高压在国外并未得到大规模实施，并且过高的成本，曾经让特高压在我国的建设也充满了争议。

　　特高压领域投资成本巨大，这也就意味着相较于普通电网，特高压电网必须要提供更好的效益，才具备建设的意义。

　　然而，有两点决定了特高压在我国的发展，将会成为必然。

　　第一点，是我国的能源结构，我国是一个发电地区和用电地区不匹配的国家，煤炭、天然气资源丰富的西北地区，水电资源丰富的西南地区都不是我国主要的用电地区，而东部地区的用电量又十分巨大。因此我国的电网承载着大量的长距离调配任务。

　　承担这样艰巨的输电任务如果想要减少损耗，要么就是增大电压，要么就是增加导线横截面积，而超长距离运输，增加电缆横截面积的成本非常大，相比较而言，特高压在我国的输电工程中优势就体现了出来。

　　第二点，特高压的建设和新能源行业高度相关，特高压可以解决光伏、风电等新能源的周期性和间歇性问题，从而解决新能源发电大量并网下，电网运行的核心痛点——稳定性问题。可以说，特高压建设与新能源行业的发展，是相辅相成的。随着新能源行业的大规模、确定性地发展，特高压作为新能源并网输电的关键一环，加速建设也变得迫在眉睫。

　　今年1月份，中共中央政治局就努力实现碳达峰碳中和目标进行第三十六次集体学习，提出要以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。这对我国能源体系做了一个全新定义，而特高压也第一次在最高层会议上，得到了认可。

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　　为什么是特高压直流

　　特高压的建设获得了认可，然而在特高压当中，还有两种截然不同的输电方式——交流输电和直流输电。这两种输电方式究竟谁占主导，也存在着争议。

　　直流输电的特点是点对点输送，优点是输送距离远，功率大，但由于交流变为直流需要进行变电换流，额外多出了换流站的成本。因此直流输电的工程造价要更高。交流输电指中间可落点构成电网，输电容量大、覆盖范围广，可以兼具输电和组网功能，适用近距离输电。在特高压中大概800公里以内都是交流电更划算的，超过的800公里直流电更便宜，所以距离近时候都是用交流去传输，一旦横跨省等超远距离，直流传输更经济划算和安全。

　　

　　究竟哪一种特高压作为主导？讨论这个问题，又要回到我国的能源结构上，下图反映了我国2021年各省的用电量和发电量情况。

　　

　　从表中可以看到，用电量大于发电量的广东、山东、浙江、江苏等省，与发电量大于用电量较多的内蒙古、云南、陕西、四川等省，普遍距离较远（大于800公里），而且用电大省用电缺口都是千亿千瓦时的超级量级，特高压直流发电在跨省输电上的优势，在我国可以更好地发挥出来。

　　关于特高压直流输电，变压器的成本由于技术成熟，造价已比较低，而整流器技术起步较晚，目前造价仍然较高，对应到换流站成本居高不下。不过，随着科技的发展与技术的进步，高功率换流站的成本正在持续下降，对应到国网特高压输电的报价也在逐渐降低，而随着换流站成本的逐渐降低，直流输电相较于交流输电的适用范围也将逐渐扩大。

　　此外，直流输电还有一个交流输电无法比拟的优势——可跨网、跨用电频率输电。

　　国家电网多年前曾提出过一个世界能源互联网的构想，如果要实现这个构想，就必须要各国使用直流输电从而形成“世界电网”。

　　与国网的构想不谋而合，去年11月2日的联合国气候变化大会上（COP26），英国和印度就推出了世界各国电网连接计划，以加速推进全球向绿色能源过渡。该计划名为绿色电网倡议，目的是鼓励可再生能源过剩的国家或地区将、许继电气合计占据了换流阀80%的市场份额，随着特高压直流输电的铺开建设，两家公司有望享受更多行业发展的红利。

　　下面介绍一下两家公司在特高压行业的布局，可供投资者进行对比参考。

　　国电南瑞是国家电网控股子公司。是一家能源电力智能化为核心的能源互联网整体解决方案提供商，在直流特高压领域，国电南瑞主要产品包括电力控制保护、换流阀、直流断路器、固定和可控串联补偿器、可控高压并联电抗器、无功补偿装置（SVC）及静止同步补偿器（STATCOM）、集中式和分布式统一潮流控制器、故障电流限制器等。

　　整体来看，国电南瑞是直流特高压行业覆盖产品最全面、国内市场份额最大的公司。由于深耕特高压领域多年，“国电南瑞”品牌在行业内树立了很高的知名度，得到了主管部门和行业客户的广泛认可。在柔性输电领域，公司的高压大容量换流阀、直流断路器、控制保护系统和电流电压高速测量装置等关键设备整体达到国际领先水平。

　　除了在特高压领域已大量投产的项目，国电南瑞尚未投产的IGBT项目同样值得关注。

　　IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）是特高压直流柔性输电中需要大量使用的功率器件。在特高压用IGBT领域，国电南瑞已走在了其他特高压直流相关企业前列。

　　其中，国电南瑞1200V、1700V及3300V IGBT产品目前已成功示范应用，首条全自动IGBT封装测试生产线，目前正在开展产品工艺流程优化相关工作。公司已完成3300V、1700V及1200V系列自主IGBT产品研发，并实现市场化销售，今年公司自主研发4500V IGBT已通过全套型式试验与极限测试认证、阀厂工程对拖考核，已具备工程应用条件等。

　　尽管现阶段产值规模较小。但未来随着高技术附加值的IGBT产品逐渐放量，国电南瑞有望进一步受益。

　　许继电气大股东许继集团有限公司隶属于中国电气装备集团有限公司（国务院国资委监管的国有重要骨干企业），公司聚焦特高压输电、智能电网、新能源发电等领域多年，在特高压直流输电领域，公司在换流阀、互感器与控制保护等细分行业处于领先地位。

　　许继电气在国家级大型电力工程中，有着丰富的实际参与案例，许继电气先后为特高压智能电网建设、长江三峡工程及核电建设、高速铁路建设等大型工程项目提供了重要的技术支撑和装备支撑，作为民族工业走在了世界前列。

　　近期，许继电气自研的新一代直流输电控制保护产品HCM5000在闽粤联网直流输电工程中实现首次应用；DPS-5000G特高压直流输电控制保护系统顺利通过中国电机工程学会产品技术鉴定；CSP-851电力监控系统便携式运维网关成功获得国家电网的入网供货资质。

　　由于电路保护产品在电网建设后仍能够持续创造效益，因此许继电气自主开发的高附加值产品，有助于公司更多地发挥其在输电保护产品上的；换流变压器、高压组合器生产商平高电气；高压电抗器、换流变压器生产商特变电工；换流阀、直流断路器生产商四方股份等。