电网行业深度：柔直渗透率加速提升，把握特高压新技术大机遇
本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 电网行业深度 柔直渗透率加速提升，把握特高压新技术大机遇 2024年02月08日 ➢ 新一代直流输电技术，提升电网输送能力和安全水平。柔直系统通过两端的换流站实现两个交流网络之间的相互传送，具有控制灵活方便、扩展性好等优点，是提升可再生能源接纳能力、增强电网稳定性和灵活性、支撑电网变革的重要手段。柔性直流系统构成的核心设备包括柔性直流换流阀、电抗器、换流变压器、高压直流断路器、以及输电控制保护系统等，其中柔性直流换流阀的IGBT为最核心零部件，换流阀总价值量中占比40%-50%。 ➢ 柔性直流是解决新能源消纳、长距离输送及电网安全的重要途径。优势：相较于常规直流输电有多项优势，（1）无需无功补偿，占地面积小；（2）无换相失败；（3）适用于多端系统；（4）无源网络供电。劣势：核心零部件成本高，国产替代降本空间大。核心零部件IGBT在换流阀总价值量中占比40%-50%，90%以上的IGBT器件依赖进口且价格较高，导致建设成本高昂。国产替代降本空间大。国电南瑞自主研发的4500V/3000A IGBT在张北延庆换流站一次性挂网成功，实现650V-4500V全电压等级IGBT器件自主研发；时代电气在新能源发电领域的风电变流器产品交付进度加快，在央企发电集团年度集采/框采中大部分实现入围，推动国产替代进程。 ➢ 柔直应用场景多样，发展前景广阔。海外：预计2033年国外新增柔直输电工程项目将超过50个，新增容量超60GW，欧洲已提出“超级电网”计划旨在提高欧洲电网对于可再生能源的消纳与利用；国内：柔性直流输电技术已在风电送出、电网互联、无源网络供电和远距离大容量输电等场景取得了充分发展和工程应用，其输电能力已经达到特高压等级，南方电网已明确提出“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”。由此可见，柔性直流输电是新能源并网消纳、电网互联和远距离输电的重要方式，应用场景包括陆上柔直、海风外送柔直和背靠背电网柔直互联等，发展前景十分广阔 ➢ 柔直渗透率提升为换流阀厂商带来高业绩弹性。传统直流输电中，变压器的损耗和投资额占比较高，分别达到51.6%和54%，换流阀的损耗和投资额占比为36.7%和27%；柔性直流输电中，换流阀的损耗和投资额中占比较高，达到70.6%和57%，变压器的设备损耗和投资额占比为23.5%和29%。根据我们测算，以昆柳龙工程为例，柔直换流阀的价值量约是常直换流阀的5倍，有望为换流阀厂商带来更高的业绩弹性。 ➢ 投资建议：新型电力系统背景下，特高压是解决风光资源禀赋&用电需求逆向分布的最优解之一，国网十四五规划“24交14直”保障特高压建设平稳推进，柔性直流技术可解决常规直流、交流特高压技术面临的多项难题，价值量有较大提升，关注受益的核心环节及标的：二次设备领先企业【国电南瑞】、变配网和直流业务弹性标的【许继电气】、特高压GIS龙头【平高电气】等。此外，核心元件国产化进程近年来也正在加快，建议重点关注【时代电气】、【派瑞股份】、【法拉电子】等。 ➢ 风险提示：电网投资推进不及预期；原材料价格波动幅度超预期；柔直新技术推广进程不及预期等。 推荐 维持评级 [Table_Author] 分析师 邓永康 执业证书： S0100521100006 邮箱： dengyongkang@mszq.com 分析师 李佳 执业证书： S0100523120002 邮箱： lijia@mszq.com 分析师 王一如 执业证书： S0100523050004 邮箱： wangyiru_yj@mszq.com 分析师 朱碧野 执业证书： S0100522120001 邮箱： zhubiye@mszq.com 分析师 李孝鹏 执业证书： S0100524010003 邮箱： lixiaopeng@mszq.com 研究助理 许浚哲 执业证书： S0100123020010 邮箱： xujunzhe@mszq.com 研究助理 林誉韬 执业证书： S0100122060013 邮箱： linyutao@mszq.com 相关研究 1.电力设备及新能源周报20240204：光伏组件出口显著提升，预计24年新能源装机首次超过煤电规模-2024/02/04 2.电网出海-2：从伊顿（EATON）订单再论电网设备出海新机遇-2024/02/02 3.氢能月刊（24.01）：绿氢补贴纷来沓至，产业步入黄金发展期-2024/01/28 4.电力设备及新能源周报20240128：23年国内光伏新增装机破200GW，逆变器出口额环比改善-2024/01/28 5.电新行业2023Q4基金持仓分析：万紫千红待春临-2024/01/25 行业深度研究/电力设备及新能源 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 目录 1 新一代直流输电技术，提升电网输送能力和安全水平 ............................................................................................... 3 2 柔性直流是解决新能源消纳、长距离输送及电网安全的重要途径 .............................................................................. 7 2.1 长距离输送带来新挑战，柔性直流优势凸显 ................................................................................................................................ 7 2.2 核心零部件成本高，国产替代降本空间大 .................................................................................................................................. 10 3 柔直应用场景多样，海内外已有多项目投运 .......................................................................................................... 11 3.1 应用场景多样，发展前景广阔 ....................................................................................................................................................... 11 3.2 场景一：陆上柔直 ........................................................................................................................................................................... 12 3.3 场景二：海风外送柔直 ................................................................................................................................................................... 13 3.4 场景三：背靠背电网柔直互联 ....................................................................................................................................................... 16 4 柔直渗透率提升为换流阀厂商带来高业绩弹性 ....................................................................................................... 17 5 投资建议 .............................................................................................................................................................. 19 5.1 行业投资建议 .................................................................................................................................................................................... 19 5.2 重点公司 ............................................................................................................................................................................................ 20 6 风险提示 .............................................................................................................................................................. 26 插图目录 .................................................................................................................................................................. 27 表格目录 .................................................................................................................................................................. 27 行业深度研究/电力设备及新能源 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 1 新一代直流输电技术，提升电网输送能力和安全水平 柔性直流输电（VSC-HVDC）是一种继交流输电、常规直流输电后的新型直流输电方式。柔直系统通过两端的换流站实现两个交流网络之间的相互传送，具有控制灵活方便、扩展性好等优点，是提升可再生能源接纳能力、增强电网稳定性和灵活性、支撑电网变革的重要手段。柔性直流输电采用电压源换流器(VSC)，是柔性直流输电区别于常规直流输电的关键部分。电压源换流器在桥臂中用可控电力电子管（IGBT、IGCT）取代传统直流的晶闸管，通过可关断器件和脉宽调制技术，精确控制换流站输出的电压幅值和相位，有效
