海底直流输电工程基本简介

海底电缆柔性直流输电基本资料 目录 一、两种直流输电的比较 .1 二、国内外海底电缆输电工程现状 .2 三、海底电缆输电工程发展趋势及典型工程保护方式 .4 四 、海底电缆工程特点’ 4 五、不同绝缘方式的直流电缆比较 .5 六、柔性直流输电的基本情况和技术原理 .5 七、柔性直流输电发展情况 .6 八、柔性直流主要设备分析 .8 九、海底电缆主要施工企业： .9 一、两种直流输电的比较 （ ） 、两种直流输电技术的直接对比 （ ） 、柔性直流的常用设备： 二、国内外海底电缆输电工程现状 1.欧洲地区 欧洲电网主要由欧洲大陆电网及欧洲输电联盟（U CTE） 、北欧电网及北欧输电协会 （NORDEL）组成。欧洲电网所覆盖的国家国土面积普遍较小，工业高度发达，用电负荷 密度大，电网结构密集[1]。因而，欧洲各国电网迫切需要实施电能结构的优化配置，以实 现电源结构的互补和电量交换。目前欧洲地区是世界上海底电缆工程建设项目最多、建设 规模最大的区域，海缆总长度约为 10173km，设计交换容量约为 22430MW。 （ 1） 北欧地区。北欧电网由于发电量构成不均衡，如挪威的总装机容量中，水电占 95.73%[2]， 而 丹 麦 则 是 以 火 电 为 主 。 为 此 ， 各 国 电 网 通 过 海 底 电 缆 工 程 联 网 ， 实 现 了 能 源 优化配置、降低发电成本、减少备用容量的目的，同时获得了联网运行的经济效益。 北欧电网，自上世纪 90 年代以来，各国家电网互联的海底电缆工程项目主要有挪威 至 丹 麦 、 丹 麦 至 瑞 典 、 丹 麦 至 德 国 、 芬 兰 至 瑞 典 1.2 期 ， 瑞 典 至 波 兰 、 挪 威 至 荷 兰 等 。 工 程 均 采 用 直 流 电 压 ±400kV-±500kV 联 网 ， 海 缆 总 长 度 约 2140km，设 计 容 量 5670MW。海 缆跨越的海域有：波罗的海、斯卡克拉克海峡、卡特加特海峡、波的尼亚湾和北海。2008 年 9 月 ， 费 达 （挪威）至伊姆斯劳（荷兰 ） ，直流± 450kV 海 底 电 缆 工 程 投 入 商 业 运 行 ， 该 工 程 海 缆 跨 越 北 海 长 度 580km，海 缆 路 由 最 大 水 深 410m。 （ 2） 波罗的海沿岸地区。波罗的海沿岸地区电网，由北欧输电协会（NORDEL）成 员 国 组 成 。 发 电 量 构 成 情 况 为 ： 水 电 54%、 核 电 21.8%、 火 电 21.7%、 风 电 7.4%[2]，各国已实现通 过海底电缆输电进行电量交换。 主要的海底电缆输电工程项目有：瑞典至德国、芬兰至爱沙尼亚 1.2 期、丹麦本土至 西兰岛、瑞典至立陶宛。工程均采用直流电压±300kV-±450kV 联网，海缆总长度约为 958km，设计容量 2900MW。海缆跨越波罗的海、芬兰湾、大贝尔特海峡。正在建设中的 瑞典至立陶宛海底电缆输电工程，设计输送容量 700MW，采用直流电压±500kV 联网，海 缆跨越波罗的海长度为 400km，工程将于 2015 年投入商业运行。 （ 3） 欧洲大陆地区。欧洲大陆电网及欧洲输电联盟（V CTE） ， 包 括 24 个 国 家 和 地 区 的 29 个电网运营商，供电人口约 5 亿。各成员国交换电量约 3041 亿 kw ・ h。 欧洲大陆电网的海底电缆输电工程，主要由 VCTE 成员国之间跨海联网，并跨越北海与北 欧电网互联。其中主要海底电缆工程项目有：英法连线通过 8 回直流电压±270kV 互联、英 国至荷兰、爱尔兰至英国、挪威至德国。 挪威至夏萨克森（德国）海底电缆输电工程，已完成可行性研究和设计，进入工程实质 性的海缆制造阶段，工程将于 2015 年投入运行。挪威至斯比尔特（德国）海底电缆输电 工程，采用高压直流输电技术（HVDC）联网，计划将于 2017 年投入运行。这两项工程设 计容量均为 1400MW。海缆均跨越北海 600km，海缆路由最大水深 410m。 （ 4） 地 中 海 沿 岸 地 区 。 欧 洲 大 陆 地 中 海 沿 岸 地 区 ， 海 底 电 缆 输 电 工 程 建 设 项 目 有 ： 意 大 利 至法国、意大利至希腊、意大利本土至撒丁岛、西班牙本土至马略卡岛的电网互联。工程 均采用直流电压±250kV-±500kV 联 网 ， 设 计 输 送 容 量 2100MW。海缆跨越伊特鲁利亚海、 亚得里亚海、巴利阿里海峡。 意 大 利 本 土 至 撒 丁 岛 ， 为 2 回 直 流 电 压 ±500kV，采用背靠背型式互联，输送容量 1000MW。 海 缆 跨 越 伊 特 鲁 利 亚 海 ， 长 度 为 420km，海 缆 路 由 最 大 水 深 1600m。 （ 5） 欧 洲 与 北 非 地 区 。 欧 洲 与 北 非 电 网 的 海 缆 工 程 建 设 项 目 有 ： 西 班 牙 至 摩 洛 哥 1.2 期 、 埃及至约旦 1 期、西班牙至阿尔及利亚、意大利至阿尔及利亚、意大利至突尼斯电网互联。 其中，西班牙至阿尔及利亚联网工程，采用直流电压±400kV 联网，其他工程均采用交流 电压 400kV-500kV 联网。海缆跨越直布罗佗海峡、红海阿尔斯湾、地中海。 2011 年投入运行的意大利至突尼斯联网工程，采用交流电压 500kV，设计输送容量 600MW。海缆跨越地中海长度为 200km，海缆路由最大水深 670m。 2.海湾阿拉伯地区 海湾阿拉伯地区的电网互联，以海湾合作委员会（GCC）成 员 国 组 成 。 海 湾 合 作 委 员 会 互 联电网管理局（G CCIA） ，由七个国家电网互联。 海 缆 工 程 建 设 项 目 有 ： 正 在 建 设 的 沙 特 阿 拉 伯 至 埃 及 海 底 电 缆 输 电 工 程 1 期 。 将 于 2012 年投入运行，2 期 工 程 已 进 入 实 质 性 的 海 缆 制 造 阶 段 ， 预 计 2015 年 投 入 运 行 。 工 程 均 采 用 直流电压±400kV-±500kV 联 网 ， 设 计 容 量 1500MW，海缆跨越红海海峡。 3.亚洲地区 亚洲地区各国电网受地理条件的限制，目前尚未形成各国之间以海底电缆输电工程互 联。但是在各国本土向岛屿供电、各国电网区域互联、陆地向石油钻探平台供电，其海底 电缆输电工程发展趋势较快。 亚洲地区各国海底电缆工程建设项目有：日本本土北海道至本州，韩国本土南海郡至 济洲岛、菲律宾本土华特岛至吕宋岛、日本本州至四国、中国本土广东至海南、台湾陆地 至澎湖列岛。亚洲地区各国海缆工程设计输送容量为 4640MW。海缆跨越津轻海峡、济洲 海峡、圣贝纳迪诺海峡、纪伊海峡、琼州海峡、台湾海峡。 日 本 本 州 至 四 国 联 网 工 程 ， 以 4 回 直 流 电 压 ±500kV 背 靠 背 型 式 联 网 ， 设 计 输 送 容 量 2800MW。 中 国 广 东 至 海 南 交 流 500kV 联 网 工 程 ， 设 计 输 送 容 量 600MW。均属亚洲海底 电缆输电工程首创项目。 4.北美地区 北美联合电网，由美国东部、西部电网和德克萨斯电网、加拿大魁北克电网组成。北 美联合电网与墨西哥电网互联。美国本土东部、西部电网通过直流背靠背联网运行。美国 东部电网与加拿大魁北克电网互联。 北美联合电网各区域，跨海域联网工程均为国家本土区域电网的互联。其中，1984 年 投 入 运 行 的 加 拿 大 本 土 与 温 哥 华 岛 ， 以 2 回 交 流 电 压 525kV 联 网 。 美 国 本 土 纽 黑 文 至 长 岛 、 美国本土塞尔维尔至莱维顿（美国海王星工程） 、美国本土圣佛西斯克至匹兹堡。正在建设 中的加拿大温哥华维多利亚岛至美国安吉利斯、加拿大蒙特利尔至美国纽约，均采用电压 ±230kV-±550kV 联 网 。 北 美 联 合 电 网 海 底 电 缆 输 电 工 程 共 有 14 个 项 目 分 别 跨 越 佐 治 亚 海 峡 、 马 拉 斯 皮 纳 海 峡 、 长 岛 海 峡 、 大 西 洋 、 胡 安 德 富 卡 海 峡 、 张 伯 伦 湖 与 哈 德 逊 河 。 设 计 输 送 容 量 5762MW，海 缆 长 度 1718km。其中美国海王星工程采用直流电压 ±500kV 联 网 ， 海 缆 路 由 最 大 水 深 2600m。 5.澳洲地区 澳洲地区海底电缆输电工程，均为国家本土区域电网互联。其中新西兰本土南岛与北 岛电网互联工程、澳大利亚本土与塔斯马尼亚岛联网工程，均采用直流电压±250kV- ±400kV 联网，设计输送容量 1600MW。海缆跨越库克海峡、巴斯海峡。 新西兰本土北岛黑瓦兹至南岛班摩尔，采用柔性直流输电技术（HVDC）联网，输送 容量 500MW。 三、海底电缆输电工程发展趋势及典型工程保护方式 在各区域海底电缆输电工程中，据不完全统计，以交流电压输电方式的工程有 13 个项 目，其中电压等级 500kV 及以上工程有 5 个项目。资料显示，在近年来投入运行的 500kV 交流海底电缆输电工程仅 2 个项目，其他交流输电方式工程项目，均为上世纪九十年代前 投运工程。以直流电压输电方式的工程有 63 项，其中高压直流输电（ HVDC）8 个项目 （包括正在建设和规划项目） 。 世界各区域电网跨海域互联工程主要由±250KV-±500KV 高 压 直 流 输 电 方 案 为 主 。 。 容 量 500MVA-3000MVA。 回 路 数 3-15 回 。 电 缆 类 型 主 要 为 挤 包 绝 缘 .。 换 流 站 类 型 主 要 为 ， 电 压 源 换 流 器 （ VCS） 。目前已投入运营海底直流输电最高电压为± 600KV,2018 年 英 国 western HVDC link 项 目 ， 采 用 PPLP 电 缆 （聚丙烯薄膜复合纸绝缘电缆）-绕包绝缘。 海底电缆保护最常见的措施主要有：近岸段浅水区采用水泥沙浆袋保护；渔业活动频繁 水 域 ， 水 深 20 米 以 内 采 用 少 量 铁 套 管 保 护 ； 水 深 20 米 以 上 ， 采 用 水 力 机 械 式 冲 埋 保 护 ； 海缆悬空段采用抛石保护。 四 、海底电缆工程特点 ’ （1） 大长度。 因为海缆在运输和敷设时条件复杂，所以在制造时应尽可能的大长度生产。海缆运输一 次就是几十公里甚至上百公里，海光缆是几千公里，在海上是没有条件一段一段去运输 的;大长度也带来了制造的稳定性、一致性要求非常高，从而对装备的要求也非常高;此外， 大长度的海底电力电缆还要考虑电缆中间接头技术是否可靠等。 （ 2） 生产、运输的独特性。 在生产制造时，比如铅的使用，挤铅必须连续十几天不停机才能做到，加铅是便于海 缆更快的沉入水底;普通的电力电缆一般钢带铠装后挤包外护套，海底电缆在外护套的外面 多了一层覆盖及混合着沥青的钢丝铠装层用来增加敷设时的机械强度和防腐蚀能力;在运输 时，企业还必须配备立塔、码头等硬件设施，运输过程中还要避免海缆发生铆焊等意外。 （ 3） 系统性强、周期长。 海缆系统性非常强，不是仅仅完成电缆制造这么简单。前期需要勘察海况，如果是总 包的话需要给出总体的设计方案，还有电缆型号的选择、各种接头包括附件的选择等等， 即使在制造环节也要考虑到实际敷设时的具体情况。海缆施工的季节性很强，一年之中， 不同的海域，施工是存在窗口期的。所以海缆不是一个只考虑电缆制造的问题，是一个系 统工程; 第二，一个完整的海缆项目周期很长，从项目批准到企业拿到订单，在跟业主沟通 环 节 ， 需 要 将 你 的 设 计 方 案 、 制 造 能 力 、 各 项 认 证 、 海 缆 运 输 施 工 等 具 体 环 节 都 解 释 清 楚 ， 这些沟通有时候就需要几个月的时间。 五、不同绝缘方式的直流电缆比较 （ 1） 绕 包 绝 缘 ， 目 前 基 本 上 都 是 PPLP 电 缆 （聚丙烯薄膜复合纸绝缘电缆） ， 目 前 通 过型式实验最高电压等级的为普睿司曼公司±700KVPPL 电 缆 ， 生 产 成 本 较 高 ， 比 挤 包 绝 缘 高 10%-20%。工艺复杂，使用不太便利。特别适用于传统海底直流输电（H VDC-LCC） 。国 内无厂家生产。 （ 2） 挤包绝缘，主要材料为交联聚乙烯（X PLE） ，普睿司曼公司开发了聚丙烯( PP)材 料 。 有 电 压 极 性 反 应 ， 适 用 于 柔 性 直 流 输 电 。 目 前 应 用 最 为 广 泛 ， 柔 性 直 流 普 遍 采 用 该 种 绝缘电缆。 六、柔性直流输电的基本情况和技术原理 1. 柔性直流输电的发展历程。 早 在 20 世 纪 90 年 代 已 对 技 术 产 生 尝 试 ， 97 年 ABB 在 瑞 典 中 部 的 Hellsjon 进 行 了 世 界 上 第 一 个 VSC HVDC 工 业 试 验 ； 99 年 世 界 上 第 一 条 柔 性 直 流 输 电 工 程 在 瑞 典 投 运 ， 标 志 着 风 电 柔 直 输 电 从 实 验 室 走 向 工 程 投 运 。 中 国 ： 第 一 个 柔 性 直 流 输 电 项 目 是 上 海 南 汇 风 电 场 的 柔 性 直 流 的 项 目 ， 这 一 块 正 式 的 开 启 了 中 国 投 资 的 发 展 趋 势 。 早 期 的 整 个 柔性直流输电项目，它的电压等级相对来讲是比较低的，在±30 千 伏 或 者 是 ±150 千 伏 ， 随 着 技 术 进 步 容 量 逐 步 从 150，200 ，320 到 400 千 伏 到 500 千 伏 到 800 千 伏 ， 整 个 电 压 等 级 快 速 提 升 。 最 新 的 全 球 的 电 压 等 级 的 记 录 都 是 由 中 国 来 创 造 的 ， 张 北 柔 直 开 启 了 一 个 500 千伏的柔性直流输电的高电压， 2020 年 南 方 电 网 的 乌 东 德 水 电 站 电 压 等 级 达 到 了 历 史 新 高 的 ±800 千 伏 ， 目 前 全 球 最 高 的 电 压 值 是 800 千 伏 。 2021 年 ， 中 国 第 一 个 海 上 风 电 的 柔 性 直 流 电 项 目 ， 三 峡 和 中 广 核 的 如 东 海 洋 风 电 项 目 是 正 式 投 运 ， 这 个 项 目 有 ±400 千 伏 的 一 个 电 压 等 级 ， 因 为 它 的 电 压 等 级 要 跟 陆 上 的 500 千 伏 的 变 电 站 所 相 连 ， 所 以 它 的 电 压 等 级 实 际 上 是 控 制 在 400 千 伏 ， 而 海 上 风 电 目 前 的 海 缆 最 多 的 用 的 直 流 输 电 的 一 般 来 讲 是 220 千 伏 ， 整 体 上 来 讲 ， 海 洋 风 电 目 前 可 能 更 多 的 它 的 电 压 等 级 会 集 中 在 400 千 伏 左 右 。 从 整 个 的 输 送 容 量 这 个 角 度 上 来 讲 是 一 样 的 ， 它 从 之 前 的 二 三 十 ， 到 三 四 百 ， 到 最 新 的 可 能 800 兆 瓦 ， 甚 至 最 大 的 6100 兆 瓦 ， 它 的 整 个 的输送容量实际上在快速的一个提升的状态，也是开启了整个柔性直流输电的一个新 的发展。 2. 柔性直流输电性能优势。 我们讲特高压的时候，一般来讲就会讲到只有特高压跟柔性，直流特高压和交流特高 压。直流特高压比较适用于远距离长端的一个运输，因为它的电压升高到了至少要达 到 800 千伏以上，甚至要达到 1100 千伏这样的电压等级，因此它的电流相对来讲就会 比较小，在电量比较小的情况下，它的线损就比较小，这样一来的话就有利于电能的 一个长距离远距离的运输。 柔性直流输电项目优势: 1）不 需 要 无 功 补 偿 ， 采 用 可 关 断 器 件 。 使 用 了 IGBT（之前的特高直流用的是晶闸管 ） ， 因 此在需要的时候可以关断换流阀，不需要提供换向的或反向的电压，避免消耗无功； 2）没有换相失败； 3）非常适用于向孤岛供电，可以工作在无援网络状态下，受端系统可以是一个无援网络。 欧洲许多小岛，南澳实现向岛屿输电的项目。而常规直流测压需要电网换向，受端需要较 强援交系统，不适于孤岛供电。 4）适用于多端系统，例如乌东德、南澳项目等。所谓多端， 发电端、受电端可以多个端 口，实现多端对多端传输（直流没有此能力） 。 3.柔性直流电与常规直流设备区别。 换流阀一般采用 IGBT 全控器件，可以控制极的将器械开通或关断，不需要换箱电流。但 常规直流一般采用大功率的晶闸管，是一个非常控关断器件。 IGBT 采 用 电 压 是 2100 伏 ， 电 流 差 不 多 1200 安 ， 单 个 IGBT 供 应 模 块 功 率 接 近 3 兆 瓦 ， 这 些 模 块 中 包 括 多 的 小 的 IGBT 组 成 。 电 网 里 IGBT 分 为 一 下 几 个 类 别 ： 1300V、1700V、2300 V、3300V、4300V， 电 流 一 般 都 是 50 安 培 ， 100 安 培 较 多 。 因 此 像 我 们 说 的 1200 安 培 电 流 这 类 并 联 至 少 20 个 IGBT 芯 片 组 成 这 样 的 模 块 ， 会 进 一 步 将 更 多 模 块 串 并 联 ， 才 能 实 现 换 流 容 量 几 兆 瓦 的 功 率 。 （3 兆 瓦 ——串 并 联 两 三 百 个 ） 换流变压器的特殊性：常规变压器在串流电抗器。电抗器也会有些不同。 4.应用场景比较。 柔 性 直 流 输 电 是 长 距 离 海 上 风 电 及 跨 国 联 网 的 最 佳 选 择 ， 提 高 输 送 电 压 ， 有 助 于 线 损 下 降 ， 采用柔性直流输电，其具备高电压穿越性能，换向失败风险低，减少风机拖网概率；还有 一点就是，其占地面积小，适合海上施工困难场景运用。 如东海上风电项目说明（代表性项目）：由 2 个开发公司共同开发，一个是三峡新能源， 一个是中广核，有 3 个风场，每个风场都有几十台到上百台风机，加起来容量达 1100 兆 瓦，基本采用四至五兆瓦的风机，风场里有 300 个风机的水平，是一个非常大的风电基地。 （而 常 见 风 电 基 地 规 模 是 300 兆 瓦 左 右 ） ，实现了海洋风机的连片。 七、柔性直流输电发展情况 1. 市场角度来看，展示具体项目：欧洲（英国到挪威） ，实现典型的跨海互选。具备以下 特点：输送距离较长，一个海岛和另一个海岛连接，因此适用于柔性主流输电。项目横跨 了 450 公 里 ， 大 约 是 目 前 20-30 倍 的 离 岸 距 离 ， 技 术 难 度 高 ， 其 主 要 目 的 实 现 跨 岛 屿 、 跨 地 域 、 长 距 离 的 互 联 互 通 。 这 边 就 是 另 外 一 个 项 目 ， 新 能 源 运 送 项 目 。 澳 大 利 亚 的 太 阳 能 、 电池储能项目连接到高压直流的输电系统，通过 800 公里的高压直流线路运送到新加坡。 然后通过澳洲这边发电，把相关电力运送给新加坡。项目比较复杂：实现洲际电能互联互 通，不同的是把太阳能发电、电池储能有机结合，即新能源跨洲际，跨度更高（8 00 公里） ， 新加坡 4000 多公里海底电缆，这个项目比较罕见，投资大的，300 亿澳元的项目。容量虽 不高，17-20GW ，但实现了跨洲际互联互通。 2.海外目前正在规划的柔性直流输电项目数量众多。 目前正在规划的数量已经超过了 50-60 个，这些规划大概分成规划、技术验证、已经开 工还没有投运这几种类型，基本上这些项目大多数都要在 2030 年实现投运。我们挑选了 一 些 比 较 代 表 性 的 项 目 ， 一 方 面 是 包 括 了 海 上 风 电 的 项 目 ， 新 泽 西 的 400 千 伏 的 海 上 风 电 的 一 个 运 送 项 目 。 还 有 包 括 埃 及 和 阿 拉 伯 的 这 种 两 国 之 间 的 一 个 电 能 的 互 联 互 通 的 一 个 项 目 。 还 有 一 些 是 包 括 海 缆 的 一 些 项 目 ， 走 海 底 线 路 的 ， 柔 性 直 流 输 电 项 目 既 有 电 能 传 输 的 功 能 ， 也 既 有 普 通 的 路 上 的 电 能 传 输 ， 也 有 通 过 海 底 走 海 底 电 缆 的 这 种 海 上 风 电 电 缆 传 输 ， 它并不 是只有某一种，架空的线路和陆海的这种海缆项目都有，它的具体的技术还是要跟 当地的 整个的施工条件有很大的一个关系。 3.我国柔性直流输电项目梳理。 据不完全统计，中国明确规划的有 10 个项目，已经投运的实际上是有 8 个项目。从 电压等级来看的话，从最小的在南汇的海上风电的项目 30 千伏到最高的乌东德 800 千伏， 它 的 电 压 等 级 跨 度 非 常 大 ， 很 明 显 的 一 点 就 是 越 靠 近 2020 年 和 2021 年 它 的 整 个 电 压 等 级 越 高 。 参 与 相 关 换 流 阀 ， 包 括 换 流 变 压 器 、 控 制 保 护 这 几 个 核 心 的 产 品 的 公 司 的 数 量 比 较 多 ， 特 别 是 换 流 阀 这 边 。 换 流 阀 是 作 为 整 个 的 系 统 里 面 整 个 占 比 非 常 高 的 一 个 产 品 ， 参 与 方 非 常 多 ， 至 少 有 5-6 家 公 司 可 以 设 计 和 开 发 换 流 阀 。 4.全球柔性直流输电项目梳理 目 前 来 看 的 话 已 经 投 运 的 项 目 大 概 是 55 个 ， 如 果 包 括 今 年 的 话 ， 中 国 一 共 投 运 了 10 个 。 其 他 的 国 家 ， 比 如 德 国 ， 它 投 运 了 12 条 ， 整 个 已 经 投 运 的 融 资 项 目 这 块 的 分 布 来 看 ， 除了中国以外亚洲是比较少的，主要是分布在欧洲，澳洲有两条，美国也不多。因为欧洲 它天生就是一个多岛屿的地区，而且欧洲的海上风电的占比非常高，某些国家海上风电的 发电量占它本国的电能消耗的占比非常高，欧洲整个的柔性直流输电项目发展非常不错。 从整个电压等级来看，500 千伏以上的电压非常少，中国有两条，一个是张北，一个 是乌东德。而且全球最大的 800 千伏的项目在中国，因为中国 500 千伏 800 千伏都几乎是 中国厂商百分百自主生产的核心零部件，所以意味着中国柔性直流输电项目至少能说在电 压等级上是在全球来看的话是比较领先的。电压等级越高一定程度来讲它的技术难度和它 的技术水平也是更高的，整体上来讲，柔性直流输电项目在中国还是发展非常好的。除了 500 千伏以上的，最多的还是集中在 300-400 千伏这样的一个电压等级。 5.我国柔性直流输电发展预期 针 对 于 柔 性 直 流 输 电 这 块 市 场 ， 我 们 认 为 国 内 主 要 是 有 两 个 发 展 方 向 ： 一 个 发 展 方 向 是 十 四 五 的 路 上 的 柔 直 一 个 发 展 。 我 们 预 测 十 四 五 中 国 的 直 流 特 高 压 项 目 ， 包 含 柔 直 整 体 投 运 项 目 大 概 是 20~25 条 ， 按 照 一 条 差 不 多 200 亿 或 者 接 近 200 亿 的 一 个 投 资 金 额 来 看 的 话 ， 整 个 十 四 五 直 流 特 高 压 的 投 资 项 目 大 概 是 在 4000 亿 元 左 右 。 当 然 这 里 面 没 有 考 虑 交 流 ， 我们觉得交流应该也有 15~20 条这样的一条线路，差不多整个十四五期间中国大概是要投 35~45 条线路这样的大致的体量。在直流特高压这 20- 25 条里面，我们预计柔直项目大概 是 有 5 条 左 右 ， 总 计 投 资 差 不 多 在 1000 亿 元 左 右 ， 因 为 单 条 柔 直 换 流 阀 的 金 额 ， 从 张 北 跟 乌 东 德 来 看 的 话 啊 差 不 多 是 22~35 个 亿 。 张 北 项 目 是 一 个 500 千 伏 的 柔 直 项 目 ， 乌 东 德 达 到 了 一 个 800 千 伏 的 特 高 压 的 柔 直 项 目 ， 不 管 是 总 投 资 额 还 是 换 流 阀 投 资 额 乌 东 德 的 金 额 实 际 上 比 张 北 金 额 要 高 很 多 。 八、柔性直流输电主要设备分析 1.典 型 柔 值 项 目 分 析 ——张 北 柔 直 500KV。 为了更好让大家了解行业的情况，我们以张北柔直项目进行分析，因为乌东德这种 800KV 项目非常少，它电压等级是全球最高，又是一个多端的复杂项目，它投资金额很大， 不具备很好的参考意义。 张 北 项 目 500KV 具 有 参 考 意 义 ， 这 个 项 目 主 设 备 招 标 68 个 亿 （不包括一些辅助设备） ， 这个项目里南瑞和许继是分列前两位，南瑞拿了将近 20 个亿的订单，许继由 12%的 订 单 8 个 亿 左 右 。 换 流 阀 在 整 个 项 目 中 占 比 达 33.4%，极线断路器、换流变压器招标金额分别为 13.6 亿 、 12.5 亿 元 ， 占 比 分 别 为 20.1%、18.4% ， 电 抗 5.5%。产品非常多，核心产品是换流 阀 、 直 流 变 压 器 、 极 线 断 路 器 ， 这 三 个 占 比 非 常 高 ， 合 计 接 近 70%的占比。这个项目换流 阀 金 额 23 个 亿 左 右 ， 相 比 乌 东 德 35 个 亿 要 少 不 少 。 张 北 项 目 里 ， 南 瑞 、 许 继 、 ABB 三 方 都 斩 获 非 常 多 ， 南 瑞 一 家 独 占 60%份 额 ， 许 继 和 ABB 四 方 各 占 20%。 直流断路器中，南瑞份额占比达 66%，其次是思源、许继。直换流变压器，特变电工、 西电、保变电气等做，这边份额比较均衡。控制保护这边，都是以南瑞为主，许继还分到 了一些。从整个技术包括份额角度讲，南瑞是整个柔直项目中最大的龙头。包括在乌东德 项目中，最大受益方是特变电工，特变电工和南网这边一直在密切研发换流阀的技术，所 以在整个项目中特变电工中标份额非常高，排名第二的是南瑞、第三是许继。通过这两个 项目可以得出结论，南瑞、特变电工和许继是核心地位的公司。乌东德这个项目中，直接 换流阀最大的中标方是许继，许继由 30%的份额，南瑞只有 20%，另外荣信股份 24%的份额， 特变电工 20%，中国西电 6%。 2.主要设备厂家介绍 1）换 流 阀 ： 许 继 ， 南 瑞 ， 荣 信 汇 科 ， 特 变 电 工 ， 中 国 西 电 。 大 概 五 家 企 业 ， 这 五 家 企 业 代 表了国内柔性输电最高技术，因为柔性输电最关键的还是换流阀。 2）直流变压器以特变电工为主，西电、保变电气为辅。 3） 直流断路器中，南瑞份额为主，其次是思源、许继。 4） 直流控制保护以国电南瑞一家独大。 5） 海缆方面，东方电缆、中天科技、亨通光电目前是海缆方面巨头公司，CR3 达 80-90% 的份额。海上风电海缆现在大部分做 220kv 的交流缆，也有一些 500kv 的像舟山的岛屿的互 联项目，当时是由东方电缆这边做的，是国内为主不多的用直流海缆的项目。目前国内 做 的比较好的还是东方电缆和中天科技，就他们两家掌握了±500kv 的海缆技术，国内第一个 海上风电的项目用的是 400kv 的柔直输送技术，海缆这块就要用 500kv 的直流缆，目前国内 就这两家企业掌握了这种技术。特别是东方电缆，他是国内首家掌握 500kv 技术应用， 中 天科技还需要继续验证。国外厂家 ：意大利普睿司曼，瑞士 ABB（N KT 收购） ，德国 NKT，法国耐克森，韩国 LS 电缆。 6） IGBT 这 块 ， 在 很 长 时 间 内 是 被 卡 脖 子 的 ， 大部分用 ABB，少部分用英飞凌。ABB 在 电 网 级 的 IGBT 是 比 英 飞 凌 强 的 ， 在 特 高 压 的 项 目 包 括 柔 性 直 流 输 电 项 目 的 元 器 件 方 面 是 遥 遥 领 先 于 其 他 竞 争 对 手 。 英 飞 凌 还 是 做 一 些 常 规 的 400 伏 、 800 伏 的 IGBT，ABB 还 是 需 要 做 2000 伏的、 3000 伏乃至 5000 伏的高压的 IGBT。南瑞也有 IGBT 业务，目前已经实现了 1300、1700 、2300 、3300、4300、5300 伏等所有电压等级的型式实验，而且它的 IGBT 已 经在厦门柔直项目上得到验证了，通过这个厦门的验证报告，他是能够参加很多柔性直流 输电项目和特高压项目竞标的。它最大的优势在于他是国家电网旗下唯一一家能做 IGBT 的， 而且他在过去用了很多 IGBT，所以它对于电网级的 IGBT 包括 SVT、SVC 这种二次设备、 也 包 括 特 高 压 、 柔 性 直 流 输 电 高 压 IGBT 也 好 ， 他 是 一 个 实 实 在 在 的 应 用 者 ， 对 IGBT 的 性 能 有 很 深 的 了 解 。 最 近 投 运 的 r 如 东 400KV 直 流 海 缆 工 程 IGBT 采 用 国 产 ， 中 车 株 洲 目前全球柔性直流输电主要厂商包括 Hitachi ABB Power Grids，Siemens，Prysmian Group，中国西电，GE Grid Solutions，特变电工，许继集团，Nexans，NKT，Toshiba Energy Systems & Solutions，Mitsubishi Electric 等， 九、海底电缆主要施工企业： 01 华电重工 华电重工股份有限公司是中国华电科工集团有限公司的核心业务板块及资本运作平台、中 国华电集团有限公司科工产业的重要组成部分，成立于 2008 年 12 月，2014 年 12 月 11 日在上海证劵交易所成功上市。 以工程系统设计与总承包为龙头，EPC 总承包、装备制造和投资运营协同发展相结合，致 力于为客户在物料输送工程、热能工程、高端钢结构工程、工业噪声治理工程和海上风电 工程等方面提供工程系统整体解决方案。公司业务涵盖国内外电力、煤炭、石化、矿山、 冶金、港口、水利、建材、城建等领域。 02 振华重工 上海振华重工(集团)股份有限公司(ZPMC) 是重型装备制造行业的知名企业，为国有控股 A、B 股上市公司，控股方为世界 500 强之一的中国交通建设集团有限公司。 公司前身是成立于 1885 年的公茂船厂,历经百余年的发展,于 2009 年正式更名为振华重工。 公司总部设在上海,并在上海本地及南通等地设有 10 个生产基地 ,占地总面积 1 万亩,总岸线 10 公里, 其中深水岸线 5 公里,承重码头 3.7 公里,是世界上最大的港口机械重型装备制造商 之一。公司拥有 20 余艘 6 万吨~10 万吨级远洋甲板运输船,可将大型产品跨海越洋整机运 往全世界。 03 龙源振华 2010 年 6 月 ， 中 国 国 电 龙 源 电 力 集 团 与 中 国 交 建 振 华 重 工 在 南 通 盒 子 成 立 江 苏 龙 源 振 华 海 洋工程有限公司，主营海上风电设置基础施工、海缆施工、海上风电设备安装及维护。 目 前 公 司 拥 有 风 电 专 业 施 工 船 舶 7 艘 ： 龙 源 振 华 一 号 800T 浮 吊 船 、 龙 源 振 华 二 号 800T 自 升 式 平 台 船 、 龙 源 振 华 三 号 2000T 自 升 式 平 台 船 （DP1 航 速 4 节 ） 、 托 本 号 1000T 平 台 船 （DP2 航 速 8 节 ） 、 精 铟 1 号 800T 自 升 式 平 台 船 、 海 洋 69 号 500T 自 升 式 平 台 船 、 顺 一 1600 海 上 风 电 施 工 平 台 。 专 有 万 吨 级 运 输 船 2 艘 ： 龙 源 振 华 伍 号 、 振 华 12 号 。 另 外 还 有 用 大 型 液 压 冲 击 锤 5 台 ： IHC-S800 冲 击 锤 1 台 、 IHC-S1200 冲 击 锤 1 台 、 IHC-S2000 冲 击 锤 2 台 、 IHC-S4000 冲 击 锤 1 台 。 海 上 风 电 施 工 船 舶 的 占 有 率 居 国 内 首 位 ， 同 时 在 无 过 渡 段 大 直 径 单 管 桩 沉 桩 、 大 直 径 嵌 岩 钻 机 研 发 、 大 直 径 嵌 岩 单 管 桩 施 工 、 海 上 风 机 高 效 安 装 等 方 面 居 全 球 领 先 地 位 。 04 中交三航局 中交第三航务工程局有限公司，成立于 1954 年，是世界 500 强企业中交集团的全资子公 司，经过 60 多年发展，已经成为一家全土木、多元化的大型国有骨干建筑企业。 承建或参建了世界技术水平最高、难度最大的桥梁工程港珠澳大桥，世界上最大的全自动 化 码 头 洋 山 深 水 港 四 期 工 程 ， 亚 洲 最 大 的 海 上 风 电 场 华 能 如 东 300 兆 瓦 海 上 风 电 工 程 ， 世 界上一次建成线路最长、标准最高的高速铁路京沪高铁等一大批国家级、世界级工程，位 居全国海上风电市场首位。 05 中集来福士 中集来福士海洋工程有限公司是中集集团旗下公司，拥有烟台、上海、挪威、瑞典四个海 洋研究院，以及烟台、海阳、龙口三个建造基地，形成了“四院三地”的总体产业格局。主 营 业 务 包 括 钻 井 平 台 、 生 产 平 台 、 海 洋 工 程 船 、 海 上 支 持 船 、 海 洋 牧 场 平 台 、 海 上 风 电 船 、 豪华游艇和高端游船、海上综合体等各类海洋装备的设计、新建、维修和改造，同时涉及 装备的运营、租赁等，为客户提供“交钥匙” 总包服务。 06 招商局 招商局工业集团有限公司成立于 1997 年 11 月，是招商局集团在友联船厂有限公司和招商 局发展有限公司的基础上，根据“集团多元化、公司专业化”的经营方针重组设立的行业管 理公司，负责招商局集团工业投资项目的经营管理。招商工业下属友联船厂在国际上已成 为极具影响力的海工及船舶修理改装高端品牌；下属招商局重工先后成功建造二十多座各 类自升式钻井平台、多功能平台和海上风电安装平台，以及 50000 吨半潜式自航工程船、 多功能潜水支持船等，已成为中国海工装备及特种船舶高端产品建造商。 07 中天科技 中天科技 1992 年起步于光纤通信。近年来，中天海洋装备产业紧抓海岛开发、海洋新能 源开发、海底观测网络、海洋资源勘探、海工装备等海洋经济大发展机遇，坚持陆海并重、 光电融合，提供海洋装备整体解决方案，服务国家海洋强国建设。在海上风电施工平台上， 拥有多艘自升式安装平台、全回转浮吊船、3500S 液压打桩锤，以及海缆敷设船，形成完备 的海上风电施工能力。 08 亨通集团 亨通集团，中国光纤光网、智能电网、大数据物联网、新能源新材料、金融投资等领域的 国家创新型企业。亨通电力产业集团作为海上风电系统解决方案服务商，专注于海上风电 领域的技术研发和系统集成，拥有超高压电力电缆、海底电缆、光纤复合海底电缆、海底 光缆等重点产业。 在海上风电施工领域，亨通涵盖了风电桩基打设、嵌岩、风机主体安装、海缆供应和铺设 以及后期风场运维等业务。亨通以可靠、高性价比的设计、生产与工程实施为一体的 EPC 服务，引领海洋经济时代的发展，助力我国海上风电建设。 09 华尔辰 一家致力于海上风电工程施工