电力设备行业投资策略：特高压建设有望迎来高峰期，解决清洁能源跨区互济瓶颈

电力设备 2023年02月04日 投资评级：看好（维持）行业走势图 特高压建设有望迎来高峰期，解决清洁能源跨区互济 瓶颈 ——行业投资策略 殷晟路（分析师）周磊（联系人） 电力设备沪深300 yinshenglu@kysec.cn 证书编号：S0790522080001 zhoulei1@kysec.cn 证书编号：S0790122090010 24% 12% 0% -12% -24% -36% 2022-022022-062022-10 数据来源：聚源 大规模新能源接入亟需提升电网承载能力 新能源间歇性和电网跨区调剂能力不足是结构性缺电问题频发的重要原因，电网承载能力已经成为限制新能源进一步发展的掣肘。伴随着新能源大基地陆续开工建设，特高压外送通道及并网点配套电网是解决清洁能源消纳的关键支撑。 电力保供和新能源消纳带动电网投资大幅提速，一次设备投资有望大超预期国家电网2023年计划投资超过5200亿元，再创历史新高。围绕电力保供和清洁 相关研究报告 能源消纳的“矛盾”，在新能源跨区输送消纳、电力供给区域不平衡和新基建逆 周期调节需求等因素推动下，我们预计2022-2024年电网投资将迎来高峰期。一次设备作为电力传输的物理载体，在解决通道阻塞和灵活性资源不足等问题上紧 《HJT系列报告一：商业模式有望跑 通，出货量有望快速增长—异质结行业深度报告》-2023.1.30 《持续看好2023年新能源景气度，期待需求验证后的板块拐点—行业周报》-2023.1.15 《光伏降价后项目经济性提升，装机量及配套储能—行业周报》-2023.1.8 迫性更大，预计2023年电网投资结构将偏向能量通道等一次设备，二次设备投资主要集中在电力自动化环节。 2023年特高压将迎来密集核准开工，直流环节有望高度受益 受疫情等多种原因影响，2022年特高压投资建设情况不及预期。“十四五”国网规划“24交14直”，2022年国网计划开工“10交3直”，实际开工“4交0直” （福州-厦门、武汉-南昌、驻马店-武汉、川渝)。按照特高压平均建设周期2年 计算，“十四五”规划线路不能晚于2024年开工，预计2023年起特高压工程将 密集核准、开工。金上-湖北、陇东-山东、宁夏-湖南、哈密-重庆4条直流线路 已环评公示，我们预计2023年将核准开工。大同—天津南交流以及陕西—安徽、 陕西—河南、蒙西—京津冀、甘肃—浙江、藏电送粤直流，我们预计2023年起将陆续核准开工。 电网设备放量确定性高，特高压产业链显著受益 输变电设备产业链受益标的：（1）综合设备商：国电南瑞、思源电气等；（2）交流变电：中国西电、平高电气、特变电工、保变电气等；（3）直流换流：许继电气、国电南瑞、中国西电、特变电工、保变电气等；（4）输电线路：长高电新、通达股份、安靠智电、金冠电气、大连电瓷、风范股份等；（5）核心器件：派瑞股份、华明装备、高澜股份等。 风险提示：电网投资不及预期、行业政策发生变化、大宗原材料上涨、技术创新迭代过慢。 行业研究 行业投资策略 开源证券证券研究报 告 目录 1、以新能源为主体的新型电力系统对跨区互济提出更高要求5 1.1、我国清洁能源与负荷中心呈逆向分布5 1.2、构建以清洁能源为主的现代能源体系7 2、主干电网建设稳步推进，助力清洁能源跨区配置12 2.1、电网公司持续投资建设智能坚强的输电网14 2.2、特高压输电通道实现清洁电源远距离消纳18 2.2.1、特高压交流仍是当前电网体系下主要技术22 2.2.2、特高压直流已大规模应用于“点对点”输电24 2.2.3、柔性直流发展助力特高压直流渗透率提升28 2.2.4、高压直流海缆技术实现大规模海风接入31 2.3、新能源大基地外送通道需求带动新一轮特高压建设33 2.3.1、特高压通道是新能源大基地外送的重要载体33 2.3.2、2023年特高压进入密集核准开工阶段34 2.4、特高压工程成本主要有输电线路和变（换）电站构成35 2.4.1、输电线路主要有交流架空、直流架空和交流电缆线路35 2.4.2、特高压设备行业壁垒高，市场竞争格局稳定36 3、产业链受益标的40 3.1、国电南瑞：国网系电网设备综合龙头，网内网外协同并进40 3.2、许继电气：电力装备行业龙头，直流输电世界领先40 3.3、思源电气：电力设备平台型企业，稳步推进出海战略41 3.4、平高电气：高压开关行业支柱，受益于主干电网建设41 3.5、华明装备：变压器分接开关龙头，持续开拓海外市场42 3.6、安靠智电：GIL龙头企业高速发展，智能变电站带来新增长42 4、风险提示43 图表目录 图1：新型电力系统主要由“发输变配用”各环节组成5 图2：中国风能区划分为丰富、较丰富、可利用、欠缺6 图3：中国风能资源场分为荒原、高山、海滨风场6 图4：全国水平面太阳总辐射最高可达2100kWh/m2·年6 图5：全国太阳辐射总量等级划分为四个级别6 图6：我国水电开发资源主要分布在中西部地区7 图7：“十四五”大型清洁能源基地广泛分布在三北和西南地区8 图8：输电网主要由输电线路和变（换）电站组成12 图9：交流变电站由变压器、电抗器、GIS、滤波器等装置组成13 图10：直流换电站由换流阀、换流变、电抗器、滤波器等装置组成14 图11：电网建设逆周期调节特性明显，投资结构有所调整15 图12：国家电网投资额呈周期性上升趋势，具有很强的逆周期调节特性16 图13：国网年投产110kV及以上线路长度稳中下降16 图14：国网年投产110kV及以上变/换电容量波动较大16 图15：国网累计投产110kV及以上线路长度不断增加17 图16：国网累计投产110kV及以上变/换电容量持续增大17 图17：南方电网投资额小幅回落后近年来呈上升态势17 图18：南方电网投资逐渐侧重于低电压等级电网17 图19：南网年投产110kV及以上线路长度波动较大18 图20：南网年投产110kV及以上变/换电容量波动较大18 图21：南网累计投产110kV及以上线路长度不断增加18 图22：南网累计投产110kV及以上变/换电容量持续增大18 图23：中国能源基地与负荷中心呈逆向分布19 图24：跨省跨区输电量逐年提升19 图25：特高压线路长度及输送电量稳定增长19 图26：特高压主干电网实现能源广域配置20 图27：2015年起国网大规模特高压建设周期开启21 图28：截至2020年，国网累计建成投运“14交12直”特高压输电工程21 图29：晋东南-南阳-荆门、淮南-上海、横榆-潍坊等特高压交流典型工程24 图30：直流输电输送容量大、距离远24 图31：直流输电占用输电走廊窄，节省土地资源24 图32：直流输电广泛应用于我国远距离电力传输27 图33：向家坝-上海、青海-河南、准东-皖南等特高压直流典型工程27 图34：昆柳龙±800kV柔性直流工程--昆北换流站28 图35：乌东德水电站配套工程—500kV白邑变电站28 图36：柔性直流概念在1990年由B.T.Ooi等人提出28 图37：常规直流采用半控型晶闸管关断29 图38：柔性直流采用全控型IGBT关断29 图39：柔性直流技术向着更大容量、更高电压发展30 图40：柔性直流输电技术在我国广泛应用31 图41：白鹤滩-江苏±800kV采用混合级联多端特高压直流技术31 图42：海上风电交流并网系统技术成熟、投资成本低，但输送容量小、距离短32 图43：海上风电柔直并网系统输送容量大、距离远，但存在过电压问题32 图44：海上风电全直流并网系统效率高、损耗低、距离远，但需要突破控制保护技术32 图45：高压直流海缆技术包含本体、附件、试验等33 图46：高压直流海缆造价水平较高33 图47：特高压交流核心设备投资占总投资22%36 图48：特高压交流的关键设备是变压器、GIS36 图49：2021年特高压交流变压器份额头部企业为山东电工、保变电气、中国西电和特变电工37 图50：2020年特高压交流变压器份额头部企业为特变电工、中国西电、保变电气37 图51：2021年特高压交流GIS市场份额主要被平高电气、中国西电、新东北电气和四方股份占据37 图52：2020年特高压交流GIS市场份额平高电气、中国西电、新东北电气占据37 图53：直流特高压的核心设备投资占总投资25%38 图54：常规直流特高压成本占比最高的是换流变38 图55：2021年常规直流换流阀市场国电南瑞份额最高38 图56：2020年常规直流换流阀市场国电南瑞份额最高38 图57：2021年常规直流换流变市场份额分布较均匀39 图58：2020年常规直流换流变市场份额分布较均匀39 图59：2021年常规直流控制保护市场国电南瑞份额最高39 图60：特高压柔性直流投资中换流站设备占比过半40 图61：特高压柔性直流中柔直换流阀价值量占比最大40 表1：“十四五”规划和2035年远景目标纲要对新型电力系统建设提出了明确的规划7 表2：“十四五”期间规划了九大清洁能源基地8 表3：“十四五”五大海上风电基地规划装机7900万千瓦10 表4：第二批风光大基地“十四五”总规划装机2亿千瓦11 表5：我国输电网电压等级可分为特高压、超高压和高压13 表6：自2006年起我国特高压建设经历了四个阶段20 表7：特高压交流相比常规交流具有距离远、容量大、损耗低、占地少的优势22 表8：我国在运特高压交流线路16条22 表9：直流输电电压越高，技术经济指标越好25 表10：我国在运特高压直流线路20条25 表11：直流输电技术的发展与电力电子技术的进步密不可分28 表12：柔性直流技术已经发展到第五代29 表13：柔性直流VSC-HVDC技术优于常规直流LCC-HVDC30 表14：特高压直流海缆对绝缘水平提出了更高的要求33 表15：2021年起特高压产业政策密集发布34 表16：目前在建、待核线路达16条34 表17：2020年1000kV交流架空线路单位长度造价为670（万元/千米）35 表18：2020年±800kV直流架空线路单位长度造价为497（万元/千米）36 表19：2020年220kV交流电缆线路单位长度造价为1283（万元/千米）36 表20：输电网产业链受益标的43 1、以新能源为主体的新型电力系统对跨区互济提出更高要求 “双碳”目标为我国实现“两个替代”和清洁能源发展提供了明确方向。2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上向国际社会作出“二 氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的郑重承诺。2021年3月，中央财经委员会第九次会议首次提出新型电力系统的概念，“要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。” 新型电力系统是以确保能源电力安全为基本前提，以清洁能源为供给主体，绿电消费为主要目标，以电网为枢纽平台，以源网荷储互动及多能互补为支撑，具有绿色低碳、安全可控、智慧灵活、开放互动、数字赋能、经济高效等方面突出特点的电力系统。主要环节可以概括为“发-输-变-配-用”，“调度”贯穿整个电能“生产-传输-消费”过程。 图1：新型电力系统主要由“发输变配用”各环节组成 资料来源：中国南方电网2017年社会责任报告 1.1、我国清洁能源与负荷中心呈逆向分布 中国清洁能源与负荷中心逆向分布。我国的经济和负荷中心分布式在东南沿海，而“三北”和西南地区有着丰富的能源资源，整体呈现逆向分布。随着以新能源为主体的新型电力系统建设的提出，新能源将逐步转变为主力电源，从根本上改变我 国以化石能源为主的发展格局，通过大容量、高电压的互联主干电网将清洁能源输送到负荷中心，实现能源供给清洁化、能源配置广域化和能源消费电气化。 我国季风气候极为明显，冬季以西北风为主，夏季以东南风为主。按照《中国国家地理》根据风能强度划分，