天下財經投研:"7交5直"新規劃,特高壓潛力大(附股)

行業資訊:

去年12月25日,國家電網公司召開新聞發佈會,宣佈繼續加大"混改"範圍和力度,退出向社會資本開放特高壓建設投資等一系列混改措舉。我國將在2018年-2019年兩年間核准9個重點輸變電線路,共涉及"七交五直"12條特高壓線路。

今年1月6日,國家電網有限公司直流建設分公司±1100千伏昌吉換流站工程業主項目部專責潘青松說"昌吉—古泉±1100千伏特高壓直流輸電工程已進入系統調試階段,預計將在本月底前完成調試工作,這是整個工程具備帶電條件前的最後一步"。昌吉—古泉±1100千伏特高壓直流輸電工程是我國自主設計建設的世界首個±1100千伏特高壓直流輸電工程,於2016年1月開工建設,線路全長3293千米,其中新疆段線路全長599千米。該工程是國家實施"疆電外送"的第二條特高壓直流輸電工程和標誌性工程,也是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術水平最先進的特高壓輸電工程。工程正式投運後每年可向華東地區送電660億千瓦時,可同時點亮4億盞30瓦的電燈,滿足華東5000萬家庭的用電需求,每年可減少燃煤運輸3024萬噸。

天下財經投研:

1、 特高壓輸電的必要性

1. 特高壓特性與優點

在我國,特高壓是指±800千伏及以上的直流電和1000千伏及以上交流電的電壓等級。特高壓能大大提升我國電網的輸送能力。據國家電網公司提供的數據顯示,一回路特高壓直流電網可以送600萬千瓦電量,相當於現有500千伏直流電網的5到6倍,而且送電距離也是後者的2到3倍,因此效率大大提高。此外,據國家電網公司測算,輸送同樣功率的電量,如果採用特高壓線路輸電可以比採用500千伏高壓線路節省60%的土地資源。

特高壓輸電優點:

(1)輸送容量大。採用4000安培晶閘管閥,±800千伏直流特高壓輸電能力可達到640萬千瓦,是±500千伏、300萬千瓦高壓直流方式的2.1倍,是±600千伏級、380萬千瓦高壓直流方式的1.7倍,能夠充分發揮規模輸電優勢。

(2)送電距離長。採用±800千伏直流輸電技術使得超遠距離的送電成為可能,經濟輸電距離可以達到2500公里甚至更遠,為西南大水電基地開發提供了輸電保障。

(3)線路損耗低。在導線總截面、輸送容量均相同的情況下,±800千伏直流線路的電阻損耗是±500千伏直流線路的39%,是±600千伏級直流線路的60%,提高輸電效率,節省運行費用。

(4)工程投資省。根據有關設計部門的計算,對於超長距離、超大容量輸電需求,±800千伏直流輸電方案的單位輸送容量綜合造價約為±500千伏直流輸電方案的72%,節省工程投資效益顯著。

(5)走廊利用率高。±800千伏、640萬千瓦直流輸電方案的線路走廊為76米,單位走廊寬度輸送容量為8.4萬千瓦/米,是±500千伏、300萬千瓦方案和±620千伏、380萬千瓦方案的1.3倍左右,提高輸電走廊利用效率,節省寶貴的土地資源;由於單回線路輸送容量大,顯著節省山谷、江河跨越點的有限資源。

(6)運行方式靈活。國家電網公司特高壓直流輸電擬採用400+400千伏雙十二脈動換流器串聯的接線方案,運行方式靈活,系統可靠性大大提高。任何一個換流閥模塊發生故障,系統仍能夠保證75%額定功率的送出。

2. 國際特高壓技術率先開展國家與項目

(1)前蘇聯1150kV工程

前蘇聯1000kV級交流系統的額定電壓(標稱電壓)1150kV,最高電壓1200kV,是世界上已有工程中最高者。前蘇聯從1985年8月至今共建成2350km 1150kV輸電線路和4座1150kV變電站(其中1座為升壓站)。其中有907km線路和3座150kV變電站(其中1座為升壓站)從1985年~1990年按系統額定電壓1150kV運行了5年之久。之後由於前蘇聯經濟上的解體和政治原因,卡札克斯坦中央調度局將全線降壓為500kV電壓等級運行,在整個運行期間,過電壓保護系統的設計並不需要進行修改,至今運行情況良好。

(2)日本1000kV工程

日本1000kV電力系統集中在東京電力公司,1988年開始建設1000kV輸變電工程,1999年建成2條總長度430km的1 000 kV輸電線路和1座1000 kV變電站,第1條是從北部日本海沿岸原子能發電廠到南部東京地區的1000kV輸電線路,稱為南北線(長度190km),南新瀉幹線、西群馬乾線;第2條是聯接太平洋沿岸各發電廠的1000kV輸電線路,稱為東西線路(長度240 km),東群馬乾線、南磬城幹線,此外日本還建成了1座新楱名1100kV變電站,所有的1000kV線路和變電站從建成後都一直降壓為500kV電壓等級運行,考慮配合太平洋沿岸和東北地區原子能發電廠的建設擬升壓至額定電壓1000kV運行,但是由負荷增長停止不前,電源建設和1000kV升壓計劃也大幅推遲,預計在21世紀10年代後期才能升壓至1000kV運行。

(3)意大利1050kV試驗工程

20世紀70年代,意大利和法國受西歐國際發供電聯合會的委託進行歐洲大陸選用交流800kV和1050kV輸電方案的論證工作,之後意大利特高壓交流輸電項目在國家主持下進行了基礎技術研究,設備製造等一系列的工作,並於1995年10月建成了1050kV試驗工程,至1997年12月,在系統額定電壓(標稱電壓)1050kV電壓下進行了2年多時間,取得了一定的運行經驗。

該試驗工程位於意大利Suvereto1000kV試驗站內,包括兩部分:(1)1050/400kV變電站;(2)2.8km1050kV輸電線路。1050kV試驗工程單線示意圖如圖所示。

(4)中國特高壓輸電工程

中國對特高壓輸電技術的研究始於上個世紀80年代,經過20多年的努力,取得了一批重要科研成果。研究表明,發展特高壓輸電是中國電力工業發展的必然選擇。目前,國家電網已經和在建的特高壓交流輸變電工程:一是陝北-晉東南-南陽-荊門-武漢的中線工程,二是淮南-皖南-浙北-上海的東線工程。另外,中國第三條特高壓輸電工程--"四川-上海±800千伏特高壓直流輸電示範工程",也於2007年12月21日在四川省宜賓縣動工修建。到2020年,我國特高壓電網將基本建成,輸送電量將達到2億千瓦時以上,佔全國裝機總容量的25%。

二、我國特高壓近年發展

兩次高潮投運"八交十三直"。我國特高壓建設歷經幾個階段:

試驗階段:早在1986-1990年,特高壓輸電前期研究曾被列為國家攻關項目,直到2006年我國第一條特高壓交流試驗示範工程開工;

第一次建設高潮:2011-2013年陸續有試點項目核准;

第二次建設高潮:2014年為配合國務院《大氣汙染防治行動計劃》,能源局集中批覆了一攬子輸電通道項目"小路條";

第三次高潮正來到:2018年特高壓建設浪潮再起,國家能源局印發《關於加快推進一批輸變電重點工程規劃建設工作的通知》,加快推進9項重點輸變電工程建設,12條特高壓工程將於今明兩年給予審核。

表1:加快推進9項重點輸變電工程建設

天下財經投研:

目前我國已投運"八交十三直"、在建"四交兩直"。2017年特高壓工程在運在建線路長度達到3.1萬千米,變電(換流)容量達到3.2億千瓦,特高壓電網累計輸送電量超過了9000億千瓦時,確實有效促進了新能源電能外送。

三、我國特高壓發展前景

我國用電規模大幅度提升,近年來幾乎曾漲了一倍,市場規模與投資也不斷增長,如下圖分別展示了我國近5年發電量及近十年來電網投資的市場空間增長率。

圖1:年度發電量及增長率

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圖2:2008-2018年電網投資市場空間及增速

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十三五接近尾聲,基建穩增長特高壓建設高潮重啟。並且在我國,特高壓設備企業已形成具備自主知識產權的研發體系和核心製造能力,設備國產化率達到90%以上,特高壓交流電壓成為國際標準。下圖展現了我國近10年特高壓工程項目核准進程。

圖3:我國特高壓線路核准進程

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我國特高壓建設潛力較大,當前國家已經規劃的各類特高壓項目大概在50-60條之間,意味著仍有大約30條已納入規劃線路在未來有望落地,近期國網公佈向社會資本開放特高壓投資,通過解決資金問題進一步增加特高壓持續建設的確定性。特高壓作為全球能源互聯網的關鍵技術,中長期需求和海外更大的空間將增強設備公司的業績增長前景。

新規劃"7交5直",帶來約1800億元投資:新規劃共規劃了5條特高壓直流和7條特高壓交流項目,合計輸電容量達到5700萬千瓦,我們估算涉及投資金額達到1800餘億元。一般而言特高壓建設週期在2-3年左右時間,我們認為在2019-2021年會成為交貨大年,2020年設備廠商或將迎來業績高峰。

表2:近兩年特高壓擬核準開工工程內容及投資額

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特高壓需求測算:

新規劃的特高壓交流輸電系統主設備需求共約174億元,其中組合電器需求約為90億元,變壓器需求為36億元,電抗器需求約為30億元,其他交流設備約為30億元。新規劃特高壓直流輸電系統主設備需求共約284億元,其中換流閥總投資為81.6億元,換流變需求為154.56億元,直流控制保護需求為30億元,直流場設備為30億元。本輪特高壓投資將給龍頭企業帶來較高的彈性。

表3:特高壓線路需求測算

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我國特高壓產業鏈處於全球領先地位,柔直技術產業化有望加快:

直流特高壓主要設備包括換流變壓器、換流閥、控制保護系統以及直流場設備等,並且我國在換流閥和換流變壓器的製造技術上處於國際領先地位;交流特高壓主要設備包括變壓器、電抗器、組合電器等,串聯補償裝置達到了世界領先水平;此外目前我國已經建成了數條柔直線路,可實現特高壓電壓等級,柔直技術可以進一步增強對電網風險可控性、在啟動時不需本地電源支撐、是最具技術優勢的風電接入方式。

四、特高壓輸電產業鏈

1.直流特高壓

直流特高壓主要設備:包括換流變壓器、換流閥及其控制保護系統,以及直流濾波器、直流開關設備、直流測量設備和直流避雷器等直流場設備,並且在換流閥和換流變壓器上,中國的製造技術處於國際領先地位。

換流閥主要龍頭企業包括中國西電、國電南瑞等;換流變壓器研發生產主要企業有特變電工、天威保變等;直流場設備主要包括直流穿牆套管、直流開關設備、直流避雷針、光學測量系統、衝擊電容器等,其主要上市企業包括平高電氣、許繼電氣等;

據估計,新規劃條件下直流特高壓需求預算達到284億元,特高壓行業景氣帶動下,以上企業及廠家將會伴隨電網基建業績有所攀升,表現出較好的趨勢。

當然對於其他行業內一些非上市民營企業,業績也會隨行業整體增加,例如直流濾波器優質企業"廣東福德電氣科技股份有限公司",福德電氣圍繞特高壓交直流濾波電阻裝置進行了知識產權保護,累計申請了12件發明專利、15件實用新型專利及2件外觀專利,這在國內特高壓濾波領域尚屬首例。

下圖表描繪了特高壓直流產業鏈整體形式。

圖4:特高壓直流產業鏈

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2.交流特高壓

交流特高壓主要設備:包括變壓器、電抗器、開關設備、串聯補償裝置、互感器、電容器、避雷器等,並且依託特高壓交流輸電工程實踐,我國特高壓交流輸變電裝備在特高壓變壓器、開關設備、互感器、電容器和避雷器等裝備研製等方面,取得了顯著進步,特高壓串聯補償裝置達到了世界領先水平。

在交流特高壓產業鏈中變壓器和電抗器是產業鏈中的重頭戲,行業中龍頭企業有特變電工、保變電氣、中國西電等。

新規劃條件下,交流特高壓設施需求預算約174億元,整個行業釋放出較大成長空間。下圖表描繪了特高壓交流產業鏈整體形式。

圖5:特高壓交流產業鏈

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表4:特高壓產業鏈上市龍頭企業一覽

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特高壓成為基建重點,不光帶動了上市企業的經濟效益,也為非上市民營企業帶來了廣闊市場,激發了企業研發創新能力。

行業中代表民營企業"柳州中特高壓電器有限公司"成立於1966年06月25日,主要經營範圍為高壓隔離開關、電磁除鐵器、熔斷器、高壓互感器、黑色鑄造及有色鑄造、特種變壓器、高壓斷路器、高壓開關櫃、電磁線、磁選機、高速平網印花磁力裝置、整流裝置、永磁除鐵器、起重電磁鐵、避雷器的生產、銷售等。

"宜昌聯邦電纜有限公司",公司主要生產1100 KV特高壓、500—750 KV超高壓電力電纜、110—500 KV海底電纜、碳纖維導線、核電力電纜、風能電纜、特種電纜等國家級重點工程急需的高精尖環保型產品。為國內外同行業中電壓等級最高、工藝技術最先進、設備最精良、生產能力最強的現代化、專業化、低碳環保、高科技的電纜製造企業。

代表上市企業"中國西電(601179)"西電電氣也是我國極具規模的高壓、超高壓及特高壓輸配電成套設備研究開發、生產製造和試驗檢測的重要基地,是目前我國高壓、超高壓及特高壓交直流成套輸配電設備生產製造企業中產品電壓等級極高、產品品種極多、工程成套能力極強的企業,也是國內惟一一傢俱有輸配電一次設備成套生產製造能力的企業。中國西電是換流閥的主要供貨商,市場佔有率10%,直流變壓器市場佔有率17%。

"長纜科技(002879)"國內電纜附件行業中處於領先地位。公司擁有50多年電纜附件生產歷史,集研發、生產、銷售和服務於一體,具備500kV及以下各電壓等級交、直流全規格電纜附件及其配套產品的生產能力,具有完善的檢測手段,擁有完整的產品線。 在國家電網公司各電壓等級電纜附件招標中,長纜的市場份額約25%左右。

本文來源:天下財經(北京)證券諮詢有限公司

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