特高压行业：成为运输新能源的“大动脉” 行业发展将迎来第四次高峰

2022-08-29 10:02

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在我国，特高压（UHV）是指±800千伏及以上的直流电和1000千伏及以上交流电的电压等级。它具有输送容量大、距离远、效率高和损耗低等技术优势，能大大提升电网的输送能力。据国家电网公司测算，输送同样功率的电量采用特高压线路输电可以比采用500千伏高压线路节省60%的土地资源。

特高压产业链来看，其上游主要是电源控制端，包括防爆高低压变频器和特高压开关；中游则是特高压传输线路与设备，包括直流交流特高压、输送端缆架、绝缘器件和电器检测等；下游则主要是供电终端，包括智能电网、配电配网设备、以及最终的工业用电、生活用电等供电侧。

资料来源：观研天下整理

在特高压产业链中，中游特高压线路与设备是特高压建设的主体，在这一主体中的特高压设备又可以根据用于直流项目和交流项目进一步分为直流特高压设备和交流特高压设备。直流电压和交流电压虽然都是属于特高压，但二者在技术、输电能力、稳定性等方面均有所差异，其中±800千伏及以上的直流电压主要是由直流特高压设备输送；1000千伏及以上的交流电压则主要是由交流特高压设备输送。

特高压中直流电压与交流电压对比

对比项目	直流电压输电	交流电压输电
技术	采用±800千伏特高压直流输电，线路中间无需落点，能够将大量电力直送大负荷中心；在交直流并列输电情况下，可利用双侧频率调制有效抑制区域性低频振落，提高断面暂(动)稳极限，解决大受端电网短路电清超标问题。	采用1000千伏交流输电，线路中间可以落点，具有电网功能；可加强电网支撑大规模直流送电，从根本上解决大受端电固短路电流超标和500千伏线路输电能力低的问题，优化电网结构。
关键技术问题	要注重受端电网静态无功功率平衡和动态无功功率备用及电压稳定性问题，要注重多回直流馈入系统因同时换相失败引起的系统电压安全问题。	要注重运行方式变化时的交流系统调相调压问题；更注重严重故障条件下，相对薄弱断面大功率转移等问题；要注重大面积停电事故隐患及其预防措施。
输电效率	±800千伏直流特高压线路的输电能力是±500千伏输电线路的两倍多。	1000千伏交流特高压输电线路的输送功率大约为500千伏线路的4-5倍。
功率损耗	功率损耗想到较高	功率损耗想到较低
输电稳定性能、电能损失	输电稳定性取决于受端电网有效短路比(ESCR)、有效惯性常数(Hdc)和送筑电网结构。通常特高压直流输电技术系统稳定性较高、电能损失低。	输电稳定性（同步能力）取决于运行点的功角大小(线路两端功角差)。通常特高压直流输电技术系统稳定性较低、电能损失高。
线路造价	线路中间无需落点，造价相对低	线路中间可以落点，线路造价较高
变电站/换流站造价	变电站、换流站造价相对较高	变电站、换流站造价相对较低

资料来源：观研天下整理

1、发展历程

从上世纪60年代开始，由美国、日本和前苏联为首的西方国家开始研究特高压输电技术。1967年美国开始研究特高压，但一直处于实验制阶段；1945年二战结束后日本经济快速发展，用电量需求猛增，1973年日本便开始研究特高压，后遭遇东亚危机，日本因扛不住巨额经济投入中途便放弃了对特高压行业的研究和发展；1985年前苏联勉强建立了一条900千米特高压线路，1991年苏联解体后经济衰退社会用电量也随之下降，特高压行业发展随之走下坡路。

对比国外西方国家，我国特高压这一项技术曾经落后西方国家约40年。尽管我国从1986年开始将特高压输电技术研究相继列入国家“七五”、“八五”和“十五”科技攻关计划，但是特高压重提多年并未在业内引起关注和重视。2004年12月27日，我国首次提出特高压战略构想；2005年国家电网公司正式启动交流特高压试验示范工程预初步设计，此后我国特高压行业逐步进入试验阶段。2009年1月，我国首条特高压线路开始投运，行业试验阶段逐渐成熟；2010年新一轮特高压又开始建设，随后我国特高压行业发展进入第一次高峰；2014年国家能源局提出加快12条重点输电通道建设，行业发展开始进入第二次高峰；2018年9月我国国家能源局再次颁发《关于加快推速一批输变电重点工程规划建设工作的通知》，规划12条特高压工程(5直7交)，行业发展进入第三次高峰。

我国特高压行业发展历程

阶段	时间	事件
试验阶段（2004-2010年）	2004年	国家电网公司党组会议提出发展特高压输电技术，建设以特高压电网为核心的坚强国家电网的战略构想。
	2005年	2月16日，国家发展改革委下发《关于开展百万伏级交流、±80万伏级直流输电技术前期研究工作的通知》，这标志着特高压工程前期研究进入实质性阶段。 5月，国家电网公司正式启动交流特高压试验示范工程预初步设计。
	2006年	中国投产的全球第一条特高压交流试检示范工程开工。
	2009年	中国建成世界上第一条1000千伏，1000千伏晋东南——南阳——荆门特高压交流试验示范工程建成投运。
	2010年	7月，向家坝——上海800千伏直流特高压项目投入运行。
第一次高峰（2011-2013年）	2011年	1月，“十二五”期间第一个特高压工程（山西到湖北二期输电线路）正式启动，新一轮特高压建设。
第二次高峰（2014-2017年）	2014年	5月国家能源局提出加快12条重点输电通道建设，其中特高压线路有9条。
第三次高峰（2018年至今）	2018年	9月国家能源局颁发《关于加快推速一批输变电重点工程规划建设工作的通知》，规划12条特高压工程(5直7交)。
	2020年	3月4日中共中央政治局常务委员会会议提出加快特高压项目建设进度。
	2021年	我国以及建成15条交流、18条直流特高压工程，特高压设备完全实现国产化。

资料来源：观研天下整理

截止到2021年年底我国以及建成15条交流、18条直流特高压工程，且特高压设备完全实现国产化。现如今，特高压行业发展不仅反超西方国家，成为世界第一，而且成为该领域世界标准的制定者。从特高压发展历程可以看出，我国的特高压行业发展成功的实现从“白手起家”到“世界领先”。

2、政策环境

与高压与超高压输电，特高压优势较为突出。特高压在输电的距离和输送的容量方面最高可提高3倍，电力损耗可减低45%，还可以节省60%的土地资源，被形象的称为电力领域的“超级高速公路”，因此在我国能源供需地区性失衡情况下，发展特高压行业尤为重要。

资料来源：观研天下整理

从我国能源分布情况来看，我国76%的煤炭、80%的风能、90%太阳能都分布在西部和北部地区；80%的水能分布在西南地区，但70%以上的电量消耗都分布在东部中部地区。从风能、太阳能、水能富足的西部、北部、西南部地区输电的到能源消耗量大的东部中部地区，距离长达1千-4千公里左右，因此发展专门解决3千-5千公里输电难题的特高压行业意义重大。因此，近些年来，为了促进特高压行业发展，我国陆续发布了许多政策，持续推动我国特高压行业的发展。

2020-2022年我国特高压行业相关政策情况

时间	部门	政策名称	重点内容
2022年5月	国务院	关于印发扎实稳住经济一揽子政策措施的通知	加快推动以沙漠、戈壁、荒漠地区为正点的大型凤电光伏基地建设，近期抓紧启动第二批项目，统筹安排大型风光电基地建设项目用地用林用草用水，按程序核准和开工建设基地项目、煤电项目和特高压输电通道。
2022年3月	全国人大	关于2021年国民经济和社会发展计划执行情况与2022年国民经济和社会发展计划的决议	加大力度规划建设以大型风光电基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑、以隐定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。
2022年3月	国家能源局	2022年能源工作指导意见	持续推动能源短板技术装备攻关，王点推动燃气轮机、油气、特高压输电、控制系统及芯片等互点领域技术攻关。
2021年12月	国家能源局	电力安全生产“十四五"行动计划	提高设备状态监测技术水平，加快突破综合笆廊工程、碳纤维导线、特高压换流变压客等状态监测和风险预警技术难题;强化电网里大是础设施安全风险管控，加强特高压直流系统、密集输电通逆、枢纽变电站、重要换流站、电力调控中心等运行安全管理。
2021年10月	国务院	黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要	推进青海河南、陕北湖北、陇东山东等特高压输电工程建设，打通清洁能源互补打捆外送通道。
2021年7月	教育部	高等学校碳中和科技创新行动计划	开发新型太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、核能等零碳电力技术以及机碱能、热化学、电化学等储能技术，加强高比例可再生能源并网、特高压输电、新型直流配电、分布式能源等先进能源互联网技术研究。
2021年4月	国家能源局	2021年能源工作指导意见	加快建设陕北-湖北、雅中江西等特高压直流输电通道，加快建设白鹤滩–江苏、闽粤联网等尘点工程，推进白鹤滩—浙江特高压直流项目前期工怍。
2020年12月	工信部、国家能源局	变压器能效提升计划(2021—2023年)	大幅提高基于大功率的电力电子变压器、直流变压器、电容变压器、柔性变压器、新能源变压器等生产能力，包括适用于长距离输变电线路的超、特高压电力变压器。
2020年7月	国家能源局	关于开展跨含跨区电力交易与市场秩序专项监管工作的通知	重点关注跨含跨区主要输电通逆利用率和平均负荷率、特高压线路输送清洁能源情况、清洁能源与火电送出比例等。
2020年6月	国家能源局	2020年能源工作指导意见	依托示范项目建设，推动火电DCS控制系统、特高压交直流套管、超超临界发电机组高温材料、大功率电力电子器件等自主创新示范应用。

资料来源：观研天下整理

3、市场现状

从上述美国、日本及前苏联特高压行业发展历程可以看出特高压的发展很大程度上受到一国经济实力情况影响，近些年我国经济稳步增长，国内生产总值逐年递增，2021年中国国内生产总值1143670亿元，比上年增长8.1%。经济的发展使得我国社会用电量也逐年增加，而且近两年全社会用电量增速也呈现增长态势。从2016年到2021年我国全社会用电量从59196亿千瓦时增长至83128亿千瓦时，2021年其同比增速更是达到10.68%。

资料来源：观研天下整理

根据观研报告网发布的《中国特高压行业现状深度调研与投资战略预测报告（2022-2029年）》显示，随着我国经济的发展，社会用电量的增加，以及近些年来行业政策环境持续利好背景下，我国特高压工程建设加速，累计输送电量逐年递增，设备市场规模逐年扩大，特高压行业快速发展。

根据数据显示，近七年了，我国特高压系路长度和累计输送电量均呈现逐年递增态势。2016年我国特高压系路长度约为16937公里，累计输送电量约为6828亿千瓦时；到2020年其分别增长至35666公里和20764亿千瓦时。2021年我国疫情逐渐好转，经济压力得到减缓，初步测算预计2021年、2022年我国特高压系路长度将继续增长至42165公里和44610公里；累计输送电量将继续增长至24419亿千瓦时和28347亿千瓦时。

资料来源：国家电网、观研天下整理

随着我国特高压系路长度的增长和累计输送电量的增加，相应的特高压设备市场规模也逐年扩大。根据数据显示，我国特高压设备市场规模从2016年的996亿元快速扩大至2020年的1418亿元，预计未来两年其规模将继续增长，今年我国特高压设备市场规模有望突破两千亿元。

资料来源：观研天下整理

4、发展前景

总体来看，当前我国特高压技术已经出于世界领先地位，特高压设备也已经完全实现国产化，行业正处于快速发展阶段。而且，截至目前，我国国家电网建成投运“十四交、十二直”26项特高压工程，核准、在建“两交、三直”5项特高压工程。在运在建31项特高压输电工程线路长度达到4.1万千米，变电（换流）容量超过4.5亿千伏安（千瓦）。

近年来我国政府加大对特高压行业的投资，经初步统计，“十四五”期间，我国特高压投资预计约为3800亿元，相比“十三五”期间特高压投资的2700多亿元实现快速增长。与此同时，十四五期间，规划建设特高压工程"24交14直”；2022年，计划开工“I0交3直”共15条特高压线路。另外，叠加“新基建”刺激，本轮“新基建”电力方面以构建坚强、智能电网为特点，以及环保需求，特高压将成为运输新能源的“大动脉”。因此预计我国特高压行业将再次迎来新一轮建设高潮。

特高压行业“十四五“发展目标及重点建设内容

/	投资额	线路里程	输变电容器	特高压项目建设情况
国家电网	3800亿元	3万余公里	3.4亿千伏安	“十四五期间，规划建设特高压工程"24交14直”；2022年，计划开工“I0交3直”共15条特高压线路
“十四五”现代能源体系规划	完善华北、华东、华中区域内特高压交流网架结构，为特高压直流送入电力提供支撑，建设川渝特高压主网架，完善南方电网主网架。
中电联	预期2025年,华东、华北、华中和西南地区形成特高压环网,跨区跨省电力流规模提高到3.7亿千瓦左右。