3、設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈剖析:交直流產(chǎn)業(yè)鏈及設(shè)備競爭格局
3.1特高壓直流產(chǎn)業(yè)鏈
直流特高壓主要設(shè)備:包括換流變壓器、換流閥及其控制保護(hù)系統(tǒng),以及直流濾波器、直流開關(guān)設(shè)備、直流測量設(shè)備和直流避雷器等直流場設(shè)備,并且在換流閥和換流變壓器上,中國的制造技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位。
1)換流閥
換流閥是整個直流輸電系統(tǒng)的核心部件,換流閥是由單個或多個換流橋組成,功能為進(jìn)行交、直流轉(zhuǎn)換的設(shè)備,換流閥可以分為兩類:整流器和逆變器,整流器是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,而逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。目前,我國多數(shù)高壓直流輸電系統(tǒng)采用小閥,其主要作用是將交流電力變換成直流電力(整流器),將直流電力變換成交流電力(逆變器)。
技術(shù)領(lǐng)先:我國已經(jīng)攻克了換流閥多物理場協(xié)調(diào)控制難題,研制出±800kV/5000A雙列對稱閥塔換流閥,并在今年成功研制出世界首個特高壓柔性直流換流閥,實現(xiàn)了開關(guān)器件、電容部件集成的功率模塊單元,并以“搭積木”的方式構(gòu)建成800千伏大型閥塔,這一特高壓柔性直流換流閥的成功研制,打破了ABB和西門子對這一技術(shù)的壟斷。
市場份額:在換流閥設(shè)備競爭廠商中,我們統(tǒng)計了歷年各線路中標(biāo)情況,國電南瑞市場份額為第一,約為40%,許繼電氣市場份額約為35%,中國西電和四方分別約為20%和5%。
2)換流變壓器
換流變壓器是也直流輸電系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一,與換流閥一起實現(xiàn)交流電與直流電之間的相互轉(zhuǎn)換,換流變的主要作用為改變電壓、提供30度的換相角、實現(xiàn)交直流電氣隔離以及提高換相阻抗等。
技術(shù)領(lǐng)先:目前我國已經(jīng)能夠自主研發(fā)±800kV特高壓直流換流變壓器,創(chuàng)造了世界單體容量最大(493.1MVA)、技術(shù)難度最高、產(chǎn)出時間最短的世界紀(jì)錄,突破了變壓器的絕緣、散熱、噪音等技術(shù)難題。
市場份額:從歷年各線路中標(biāo)情況來看,特變電工(6.930, 0.01, 0.14%)占主要份額,約為40%,中國西電和保變電氣(3.860, 0.00, 0.00%)市場份額均為25%左右。
3) 直流控制保護(hù)
技術(shù)領(lǐng)先:我國攻克了直流輸電控制保護(hù)的閥組獨(dú)立觸發(fā)、電壓平衡、閥組投退、故障處理等關(guān)鍵技術(shù),成功研制了用于±800kV 特高壓直流輸電的控制保護(hù)系統(tǒng),解決了雙十二脈動閥組串聯(lián)結(jié)構(gòu)直流系統(tǒng)快速協(xié)調(diào)控制難題,實現(xiàn)了雙極多閥組靈活組態(tài)運(yùn)行,還建成了換流閥控制與直流控制保護(hù)一體化測試平臺,實現(xiàn)了不同技術(shù)路線換流閥控制模塊與直流控制保護(hù)系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試。
市場份額:從歷年各線路中標(biāo)情況來看,直流控制保護(hù)設(shè)備國電南瑞占據(jù)半壁江山,市場份額高達(dá)50%,其次許繼電氣市場份額占據(jù)40%,四方股份市場份額為8%左右。
4) 直流開關(guān)場設(shè)備
直流開關(guān)場設(shè)備一般包含直流穿墻套管、直流旁路開關(guān)、直流旁路刀閘、高速直流開關(guān)、直流避雷器、沖擊電容器以及混合光學(xué)測量系統(tǒng)等。
市場份額:從歷年各線路中標(biāo)情況來看,直流場設(shè)備平高電氣和中國西電市場份額較大,分別為25%、20%,其次許繼電氣和國電南瑞的市場份額分別為15%、10%。
5)平波電抗器
平波電抗器可以有效防止由直流線路或直流場設(shè)備所產(chǎn)生的陡波沖擊進(jìn)入閥廳,從而避免過電壓對換流閥的損害,同時能夠限制由快速電壓變化所引起的電流變化率,降低換相失敗率;與直流濾波器組成濾波網(wǎng),濾掉部分諧波。
技術(shù)領(lǐng)先:我國研制的特高壓直流平波電抗器采用干式絕緣技術(shù)路線,與油浸絕緣相比,其對地絕緣由支撐絕緣子承擔(dān),匝間絕緣要求低,潮流反轉(zhuǎn)時無電荷效應(yīng),非鐵心結(jié)構(gòu),電感高度線性。
除上述的主設(shè)備之外,直流輸電系統(tǒng)中還包括一些輔助系統(tǒng),如閥冷系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、站用電系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng);我國還研制成功了±800kV/5300A的特高壓直流轉(zhuǎn)換開關(guān),全系列換流站避雷器和線路避雷器,交、直流濾波器和寬動態(tài)響應(yīng)的直流電壓測量裝置等。
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3、設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈剖析:交直流產(chǎn)業(yè)鏈及設(shè)備競爭格局
3.1特高壓直流產(chǎn)業(yè)鏈
直流特高壓主要設(shè)備:包括換流變壓器、換流閥及其控制保護(hù)系統(tǒng),以及直流濾波器、直流開關(guān)設(shè)備、直流測量設(shè)備和直流避雷器等直流場設(shè)備,并且在換流閥和換流變壓器上,中國的制造技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位。
1)換流閥
換流閥是整個直流輸電系統(tǒng)的核心部件,換流閥是由單個或多個換流橋組成,功能為進(jìn)行交、直流轉(zhuǎn)換的設(shè)備,換流閥可以分為兩類:整流器和逆變器,整流器是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,而逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。目前,我國多數(shù)高壓直流輸電系統(tǒng)采用小閥,其主要作用是將交流電力變換成直流電力(整流器),將直流電力變換成交流電力(逆變器)。
技術(shù)領(lǐng)先:我國已經(jīng)攻克了換流閥多物理場協(xié)調(diào)控制難題,研制出±800kV/5000A雙列對稱閥塔換流閥,并在今年成功研制出世界首個特高壓柔性直流換流閥,實現(xiàn)了開關(guān)器件、電容部件集成的功率模塊單元,并以“搭積木”的方式構(gòu)建成800千伏大型閥塔,這一特高壓柔性直流換流閥的成功研制,打破了ABB和西門子對這一技術(shù)的壟斷。
市場份額:在換流閥設(shè)備競爭廠商中,我們統(tǒng)計了歷年各線路中標(biāo)情況,國電南瑞市場份額為第一,約為40%,許繼電氣市場份額約為35%,中國西電和四方分別約為20%和5%。
2)換流變壓器
換流變壓器是也直流輸電系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一,與換流閥一起實現(xiàn)交流電與直流電之間的相互轉(zhuǎn)換,換流變的主要作用為改變電壓、提供30度的換相角、實現(xiàn)交直流電氣隔離以及提高換相阻抗等。
技術(shù)領(lǐng)先:目前我國已經(jīng)能夠自主研發(fā)±800kV特高壓直流換流變壓器,創(chuàng)造了世界單體容量最大(493.1MVA)、技術(shù)難度最高、產(chǎn)出時間最短的世界紀(jì)錄,突破了變壓器的絕緣、散熱、噪音等技術(shù)難題。
市場份額:從歷年各線路中標(biāo)情況來看,特變電工(6.930, 0.01, 0.14%)占主要份額,約為40%,中國西電和保變電氣(3.860, 0.00, 0.00%)市場份額均為25%左右。
3) 直流控制保護(hù)
技術(shù)領(lǐng)先:我國攻克了直流輸電控制保護(hù)的閥組獨(dú)立觸發(fā)、電壓平衡、閥組投退、故障處理等關(guān)鍵技術(shù),成功研制了用于±800kV 特高壓直流輸電的控制保護(hù)系統(tǒng),解決了雙十二脈動閥組串聯(lián)結(jié)構(gòu)直流系統(tǒng)快速協(xié)調(diào)控制難題,實現(xiàn)了雙極多閥組靈活組態(tài)運(yùn)行,還建成了換流閥控制與直流控制保護(hù)一體化測試平臺,實現(xiàn)了不同技術(shù)路線換流閥控制模塊與直流控制保護(hù)系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試。
市場份額:從歷年各線路中標(biāo)情況來看,直流控制保護(hù)設(shè)備國電南瑞占據(jù)半壁江山,市場份額高達(dá)50%,其次許繼電氣市場份額占據(jù)40%,四方股份市場份額為8%左右。
4) 直流開關(guān)場設(shè)備
直流開關(guān)場設(shè)備一般包含直流穿墻套管、直流旁路開關(guān)、直流旁路刀閘、高速直流開關(guān)、直流避雷器、沖擊電容器以及混合光學(xué)測量系統(tǒng)等。
市場份額:從歷年各線路中標(biāo)情況來看,直流場設(shè)備平高電氣和中國西電市場份額較大,分別為25%、20%,其次許繼電氣和國電南瑞的市場份額分別為15%、10%。
5)平波電抗器
平波電抗器可以有效防止由直流線路或直流場設(shè)備所產(chǎn)生的陡波沖擊進(jìn)入閥廳,從而避免過電壓對換流閥的損害,同時能夠限制由快速電壓變化所引起的電流變化率,降低換相失敗率;與直流濾波器組成濾波網(wǎng),濾掉部分諧波。
技術(shù)領(lǐng)先:我國研制的特高壓直流平波電抗器采用干式絕緣技術(shù)路線,與油浸絕緣相比,其對地絕緣由支撐絕緣子承擔(dān),匝間絕緣要求低,潮流反轉(zhuǎn)時無電荷效應(yīng),非鐵心結(jié)構(gòu),電感高度線性。
除上述的主設(shè)備之外,直流輸電系統(tǒng)中還包括一些輔助系統(tǒng),如閥冷系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、站用電系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng);我國還研制成功了±800kV/5300A的特高壓直流轉(zhuǎn)換開關(guān),全系列換流站避雷器和線路避雷器,交、直流濾波器和寬動態(tài)響應(yīng)的直流電壓測量裝置等。