特高压建设、特征及发展方向是什么？

特高压正值投资高峰期，柔直潜力大。

1、风光大基地带动特高压建设加速

“十四五”规划纲要提出，重点发展九大清洁能源基地及四大海上风电基地。2022 年 8 月，国家能源局代表 在“碳中和经济”论坛上指出，以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风光基地建设是“十四五”新能源发展的 重中之重。 风光大基地总规模 455GW。2022 年 2 月发改委和能源局印发《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光 伏基地规划布局方案》，提出到 2030 年规划建设风光基地总装机 455GW。目前第一批 97.05GW 风光大基地已全面 开工，部分已建成投产。第二批项目清单已印发，部分项目已开工，规模约 200GW，直接投入超过 1.6 万亿元。第 三批项目清单已形成。 大基地外送比例高。由于风光装机大部分建设在远离负荷中心的三北资源区，可再生能源消纳压力大，需要 提升远距离输电容量。根据《方案》总结，“十四五”期间规划建成投产风光大基地总装机约 200GW，其中外送 150GW、本地自用 50GW，外送比例达到 75%。预计“十五五”期间规划建设风光基地总装机约 255GW，其中外 送约 165GW、本地自用约 90GW，外送比例约 65%。

一般而言一条直流线路最多可配送约 10-12GW 新能源装机。“十四五”风光大基地 150GW 新能源装机中， 需要新增外送通道容量约 92GW（占比 46%），对应 8-10 条直流线路，目前已规划 4 条，缺口 4-6 条。假设“十 五五”风光大基地 165GW 装机中约有 50%的容量需要新增外送通道，即对应 7-9 条直流线路。所以在“十四五” 和“十五五”期间，仅仅是风光大基地带动的特高压直流建设需求就将保持旺盛态势。 与此同时，随着可再生能源行业持续发展，全球电网亟待改造升级。2023 年 11 月 24 日，欧盟委员会公布一 份文件草案显示，将制定一项规模高达 5,840 亿欧元的计划，对欧洲的电网进行全面检修和升级，以应对越来越多 可再生能源带来的电力。2023 年 10 月 IEA（国际能源署）发布报告称，如果各国要实现其气候目标并维护能源安 全，全球电网的投资必须翻一番，达到每年 6,000 亿美元以上。经过多年坚强大电网运行考验，我国从事智能电网一次二次设备以及电网信息化软硬件产业的知名企业已在各自相关领域全球遥遥领先，未来有望复制“一带一路” 成果，在全球市场“遍地开花”。

2、2023 年-2024 年特高压直流密集核准招标

近年来我国特高压工程建设加速，特高压工程累计线路长度从 2016 年的 16,937 千米快速提升至 2022 年 44,613 千米。截至 2022 年底，我国已累计投运“20 直 16 交”特高压，其中国网 16 直 16 交、南网 4 直。

“十四五”期间国家电网规划建设特高压“14 直 24 交”总投资 3,800 亿元，南方电网负责藏东南送粤港澳大 湾区工程约 200 亿，合计约 4,000 亿。直流线路投资额一般在约 200-250 亿/条，部分长路线约 300 亿，15 条跨省 直流投资额约 3,000 亿。交流线路投资额主要取决于站点数，一个站基本约 20 亿左右，站点越多投资额也会越 大，正常情况下交流线路投资额在 100 亿之间。考虑到线路用地成本有差异以及部分线路较短，预计交流线路投资 额约 50 亿/条，交流投资总额约 1,000 亿。 特高压工程包括可研、核准、招标、开工、投运阶段。一般情况从核准到投运的建设周期约 18-24 个月，直流 配套的交流因工程量较小建设时长更短。如需在“十四五”期间建成投运，相关特高压直流项目最迟要在 2024 年 上半年获得核准。2023 年-2024 年特高压直流项目迎来密集核准招标期，预计有 9 条直流线路，目前 4 条已获得 核准正在建设，预计剩余已明确规划的 4 条将于 2024 年核准开工。

特高压投资可分为 2006-2010 年试验示范阶段、2011-2013 年第一轮高峰、2014-2017 年第二轮高峰、2018- 2020 年第三轮高峰以及 2021-至今第四轮高峰。根据国网最新规划，2023 年预计核准“5 直 2 交”，开工“6 直 2 交”，2023 年特高压直流开工规模为历史年度最高值，预计 2024 年/2025 年直流特高压核准开工 4 条/4 条。

3、特高压投资额大，站内核心设备充分受益

能源局数据显示，2023 年 1-10 月全国电网投资 3731 亿元，同比增长 6.3%。国网规划 2023 年投资总额将超 过 5,200 亿元，再创历史新高，同比增长 4%，其中特高压有望超过 1,000 亿元。2023 年 3 月、5 月、8 月、9 月和 10 月，国网特高压公司分别完成 5 批次集中采购招标。特高压投资可分为基础建设、铁塔和线路以及站内设备， 其中基建、铁塔和线路技术门槛较低，竞争格局分散，站内设备技术门槛高，呈现寡头垄断格局。

4、特高压技术朝着柔性直流方向发展

柔性直流输电是基于电压源型换流器（VSC）的新一代直流输电技术，采用 IGBT、IEGT 等全控型功率器件， 能够独立控制输出电压的幅值、频率和相位三大特征量，不依赖电网换相、谐波小、可独立调有功和无功功率等， 可有效提高电网运行的可靠性和稳定性，在孤岛输电、弱电网供电、新能源并网、海上风电外送等方向上有着独 特优势。由于所用换流元件的不同，传统直流和柔性直流对电网的需求不同。传统直流的送受两端都要有稳定、足 够强度的交流系统。柔性直流能够主动构网，对电网提供强支撑。在输电能力方面，柔性直流已经达到特高压等 级，但是电压等级和容量还无法达到传统直流输电的最高水平。

国网十四五规划提出加快柔性直流输电等技术装备研发，目前已在白鹤滩-江苏工程采用柔直输电，以及蒙西 -京津冀、陇电入浙工程可研招标文件提出将采用柔直技术。考虑到未来存在出现新增柔直线路规划以及部分省市 在十四五规划中提到提升柔性输电的情况，我们预计“十四五”期间陆上远距离柔直开工条数约为 3-5 条，2024- 2025 年 2-4 条。 南网十四五规划提到“新建直流受端以柔性直流为主，存量直流逐步实施柔性直流改造”，并已投建闽粤互联 工程、藏东南—大湾区中、南通道共 3 条背靠背工程，考虑到西电东送压力较大，我们预计“十四五”期间柔直 背靠背条数约为 3-5 条，2024-2025 年 0-2 条。

如东及汕头中澎二海风项目共计 2.1GW 规模已规划柔直送出，阳江青州 1-7 以及帆石一二深远海海风项目共 6.5GW 预计于 2021-2024 年建设，预期使用柔直送出，我们预计“十四五”期间深远海柔直送出有望达到 9- 11GW，2024-2025 年约 6-8GW。 根据南网研究成果，远距离柔直输送能力一般约 8GW/条，柔直背靠背输送能力约 5GW/条；陆上/海风柔直投 资每 GW 单价为 25 亿元/40 亿元，设备占比均大致为 60%，其中换流阀占设备的投资比重约 20%/35%。按照中性 假设模型推算，2024-2025 期间柔直总投资或达 1,005 亿元，设备总投资/核心零部件换流阀投资或为 603 亿/146 亿。

我国柔直输电电压等级、输送容量均处于世界领先水平。我国柔性直流输电技术起步较晚，自国网 2006 年组 织召开“柔性直流输电系统关键技术研究框架”研讨会后，行业迎来了快速发展期。根据南网统计，目前国际上已 经投运的柔性直流输电工程数量达到 51 个，总变电容量超过 60GW，其中风电送出工程 17 项，海上平台供电工程 4 项。国外仅有 ABB、西门子、阿尔斯通三家公司具备该技术的工程建设能力。近 10 年来，国网和南网已建成投 运或规划的柔性直流输电工程共 12 项，电压等级、输送容量均处于世界领先水平。其中，张北电网将柔直的输电 容量与可靠性提升至常规直流水平，昆柳龙特高压多端柔性直流首次将电压提升至特高压±800kV 等级，也是世 界上首个送出端采用常规直流、受端采用柔性直流的特高压三端混合直流输电工程。

柔直一大劣势是成本高。与传统直流相比，柔性直流输电的换流变压器、交流滤波器成本有所降低，线路部 分与传统直流没有显著差异，增量部分主要来自于换流阀成本增加。根据南网统计，传统直流输电设备中换流变的 成本是最高的，占比约 54%，而柔性直流设备的第一大成本占比是换流阀，比重约 57%；相较普通直流输电，柔 直的投资总成本高出约 40%。目前柔直换流阀的投资成本已由 2013 年南澳工程的 1,500 元/kW 下降至 2022 年广东 背靠背工程的 450 元/kW，降幅约 70%。我们预计，未来随着 IGBT、电容器等核心元件的进一步国产化，换流阀 成本有望进一步下降。 换流阀国产化制约柔直发展。我国柔性直流换流阀的装备集成技术已经处于国际领先水平，但是换流阀的子 模块功率器件、直流电容器等核心元件和控制芯片仍依赖进口。

柔直海缆尚处于起步阶段。在海风送出、海缆输电等场景，限于柔性直流输电拓扑结构，工程应用采用故障 率低的直流电缆作为传输线路，但直流电缆限制了柔性直流电压等级提升。目前，全球技术领先的电缆公司已普遍 具备±525kV 直流陆地电缆系统的生产制造能力，正在致力于开展±525kV 直流海底电缆系统的研发与试验。英国 和丹麦之间 Viking Link 项目采用±525kV/1400MW 高压直流输电连接，预计于 2023 年底投运。我国首个柔直海风 项目±400kV/1100MW 三峡如东项目于 2021 年建成。青洲五七项目或将应用±500kV/2000-3000MW 等级的柔性直 流输电送出技术方案，预计于 2024 年建成。