2024 年国内全社会用电量达 98521 亿千瓦时,同比增长 6.8%。电网投资方面,2024 年国内电网 基本建设投资达 6083 亿元,同比增长 15.3%,同比+10.1pct,电网投资整体显著加速。2025 年作 为“十四五”收官之年,国网投资额有望超过 6500 亿元、南网投资额预告 1750 亿元。 近年来国内全社会用电量、电网投资额保持持续增长,奠定国内特高压交直流建设的必要性,同 时配网端明确的数智化升级,预示国内电网投资具备强确定性。
我国面临东西部电力供需结构性失衡:东部地区用电量较大,发电能力远不及用电需求,存在较 大的缺口;而西部地区发电量远超用电量。2022-2024 年国内电力省间外送交易持续增长,2024 年交易达 12778.7 亿 kWh,同比增长 26%。
相较于交流输电,直流特高压更加适合长距离(超过 1500 公里),大容量的电力传输、损耗更低。 一般三北地区和西南地区送往中东部的电都是直流,例如:哈密-重庆、宁夏-湖南。
2025 年国内多条线路在建。特高压项目建设节奏可以分为:预可研-可研-核准-招标开工-建设投 运。一般单个项目从核准到投运的总周期通常在 2-2.5 年,其中建设周期在 1.5 年。
我国特高压建设目前处于高峰,“十四五”期间特高压规划 24 交 14 直,尚有多条在建、未建。受 风光大基地建设提速,为确保新能源并网和外送顺利,采用柔性直流的新能源外送是电网投资重 点。目前在建“6 直 2 交”,预计今年有“5 直 3 交”开工。
我国清洁能源基地与负荷区不重叠,资源分布不均,加速长距离输电需求。我国火电、水电、新 能源电力等广泛分布在西北、北部和西南地区,发电端远离东部地区,因此长距离输电需求加速 特高压项目建设。
2022 年 2 月发改委、能源局印发《大型风电光伏基地规划布局方案》,规划到 2030 年建设风光 基地总装机约 455GW,其中“十四五”时期建设规模 200GW,包括外送 150GW、本地自用 50GW。 “十五五”期间 255GW,外送 165GW、本地自用 90GW,外送规模合计 315GW。风光大基地外送 需求规模大,单条线GW,按现有规划线路尚不能够满足外送需求,风光大基 地外送迫在眉睫。
国内风光大基地电能外送仍存在缺口。第二批风光大基地新增十条外送通道,库布齐沙漠/乌兰 布和沙漠/腾格里沙漠/巴丹吉林沙漠/采煤沉陷区的外送比例分别为 62%/48%/73%/48%/100%。在 建线 年将会持续有特高压线路进行动态增补。
柔直输电占比和交流环网建设两者有望齐头并进。截止当前,我国已建成 20 直 22 交的交直流 混联电网,在建 6 直 2 交,交直流发展并行。在更多的特高压直流并网后,由受端电网承载,电 力系统发生故障时,容易导致:1)电网电压、频率波动异常,影响供电稳定性和电能质量,进 而引发设备过载、过热甚至损坏;2)触发连锁反应,导致受端换流站发生故障,系统有功功率 和无功功率出现缺口。
2024 年国内柔性直流技术不断进步,加速构建新型电力系统。柔直技术目前广泛应用在新能源 外送、海上风电等场景,与常规直流相比,柔性直流采用全控型器件 IGBT,不存在换相失败可 能,适配于多种应用场景。目前随着主要元器件国产化率提升,商业化应用场景广阔。
在输电能力方面,尽管柔直已经达到特高压等级,但是受制于元器件特性,输送容量较常直还有 差距。在经济性方面,常直/柔直的设备投资占比最高的是变压器/换流阀,常直的变压器损耗高 于换流阀,而柔直的换流阀损耗高于变压器。
特高压前几轮高峰对于交流和直流的建设尚不明确。前期受到国内特高压直流输电技术进步快, 直流输电在长距离和大容量等优势,大量应用于中、西北部火电和西南水电的外送,导致大量特 高压直流输电工程的规划建设,全国呈现出“强直弱交”的态势。随着送端线路容量的大幅提升, 受端的交流需求确定性增强。 特高压交流环网的建设将对受端电网形成有利支撑。目前已有多个特高压交流项目在建,预计“十 五五”后全国电网呈现出“强直强交”。
交流设备使用必不可少。特高压直流换流站内可分为交流场部分和直流场部分,特高压送端的直 流电需要通过交流场部分转变为交流电,以满足受端的需求,交流场部分包含了 500kV/750kV 组 合电器、无功补偿装备、继电保护等交流设备。
特高压设备成本占比拆分: 1) 特高压交流:交流工程中,组合电器的价值量占比是最高的,占总设备价值量约 53%,其 次是 1000kV 变压器,占总设备价值量约 25%。 2) 特高压直流:常直方面,换流变、换流阀单线价值量最高,分别占总设备价值量的 65%/18%, 组合电器价值量占比约 9%。柔直方面,换流阀价值量最高,价值量占总设备价值量约为 50%, 其次是换流变压器,占总设备价值量约 34%。