柔性直流海缆行业深度报告：顺应海风深远化潮流，柔性直流海缆登上舞台

顺应海风深远化潮流，柔性直流海缆登上舞台 柔性直流海缆行业深度报告 核心结论 证券研究报告 行业深度研究|电力设备 2023年07月20日 行业评级超配 前次评级超配 海上风电高速发展，预计23年国内海上风电装机8GW。2022年我国新增 评级变动维持 风电装机容量49.83GW，同比-11%，其中海上风电新增装机容量5.16GW 同比-64%。根据比地招标网数据不完全统计，22年海风招标景气度高，全年海上风机招标量15.76GW，同比+427%，23年国内风电装机有望释放。预计全年风电新增装机68GW，同比+36%，其中海上8GW，同比+55%。 柔直技术与我国海上风电发展的特性相匹配，柔性直流海缆的应用空间将逐渐扩张。随着离岸距离的增加，更适应深远海的柔性直流输电应用有望增加柔直海缆具有：在长距离输电中的输送容量更大、汇集输送时灵活程度和扩展程度较高、输电线路数量更少、海域资源占用较少等优点。预计随海上风电离岸距离增加，柔直海缆应用空间广阔。 随风电场容量、送出距离的增加，柔直输电系统的经济性凸显。柔直海缆系统工作与交流海缆工作在成本方面最大的区别为柔直系统需要海上换流站与陆上换流站，换流站带来的单项目固定成本高，因此交直流输电系统的等价距离与风电场送出容量密切相关。经过测算，送出容量为1000MW时，交直流等价距离在90km左右，90km以上则柔直输电系统的成本更低；对于2000MW的风电场，在70km以上时柔直的投资成本优于交流。对于远距离的大规模海上风电，采用柔性直流输电具备性价比优势。 柔直海缆技术壁垒高，头部海缆企业优势明显。柔直海缆在力学性质设计、绝缘材料工艺以及软接头等方面都有较高的技术壁垒。目前国内掌握柔直技术的企业有中天科技、东方电缆、亨通光电。中天科技为三峡如东H6、H10中广核如东H8项目海风提供了±400kV柔直海缆；东方电缆曾为浙江舟山 ±200kV多端柔性直流输电示范工程提供了±200kV柔性直流海缆，目前±535kV柔直海缆已通过型式试验。亨通光电目前还没有柔直海缆的项目供货经验，但±535kV柔性直流海缆已通过型式试验。 投资建议：海上风电发展维持高景气度，竞争格局好、壁垒高的海缆环节有望受益。随着离岸距离增加，海缆电压等级提高，柔直海缆有望成为深远海风将应用的主流海缆，利好有高电压等级柔直项目交付经验，具备技术优势的海缆龙头企业。推荐东方电缆(603606.SH)、中天科技(600522.SH)，建议关注亨通光电（600487.SH）。二线海缆企业目前也已逐步获取220kV+电压等级海缆订单，具备突破潜力。建议关注起帆电缆(605222.SH)、宝胜股份(600973.SH)、汉缆股份(002498.SZ)、太阳电缆(002300.SZ)、远东股份(600869.SH)。 风险提示：海上风电投资建设不及预期风险、原材料价格波动风险、宏观经济环境下行风险 近一年行业走势 电力设备沪深300 -1% -6% -11% -16% -21% -26% -31% 2022-072022-112023-03 相对表现 1个月 3个月 12个月 电力设备 -1.81 -3.38 -27.83 沪深300 -1.87 -6.37 -10.11 分析师 杨敬梅S0800518020002 021-38584220 yangjingmei@research.xbmail.com.cn 胡琎心S0800521100001 18311033802 hujinxin@research.xbmail.com.cn 相关研究 电力设备：N型硅料价格反弹，6月国内新能源乘用车环比增长—————电新行业周报20230710-202307162023-07-16 电力设备：电芯价格企稳，下半年建设进度有望提速—2023年7月储能行业月报2023-07-14 电力设备：光伏多晶硅止跌，6月海内外新能源汽车销量环比提升—电新行业周报20220703-202307092023-07-08 索引 内容目录 一、适应远海场景，柔性直流海缆初露锋芒4 1.1海风高速发展，柔性直流海缆登上舞台4 1.2柔性直流输电技术适应远海风电，柔直海缆规模化应用有望启航6 1.3柔直海缆单回承载容量大，更适合应用于深远海风7 二、柔直应用于深远海项目具备经济性，未来发展潜力大9 2.1柔直海缆单公里成本与交流相近，所需长度少带来更低总成本9 2.2大规模远海风电的应用场景下，柔直输电系统具有较强的经济性10 三、柔直海缆逐渐普及，行业龙头优势明显12 3.1国内柔直海缆处于起步阶段，未来发展空间较大12 3.2研发突破难度大，行业马太效应明显14 3.3技术壁垒奠定龙头企业优势地位，二线企业有望实现突破16 推荐标的：东方电缆（603606.SH）17 推荐标的：中天科技（600522.SH）18 建议关注：亨通光电（600487.SH）18 建议关注：起帆电缆（605222.SH）19 建议关注：宝胜股份（600973.SH）19 建议关注：汉缆股份（002498.SZ）19 建议关注：太阳电缆（002300.SZ）20 建议关注：远东股份（600869.SH）20 四、风险提示21 图表目录 图1：我国海风资源丰富，多地区适合发展海上风电4 图2：柔性直流海上输电系统示意图6 图3：如东海上风电柔性直流输电项目送出方案7 图4：单芯直流海缆结构示意图7 图5：三芯交流海缆结构示意图7 图6：直流海缆工作示意图11 图7：如东项目海上换流站11 图8：海上风电交直流送出方案经济性对比12 图9：双极柔性直流换流站接线示意图15 图10：典型对称单极海上风电柔性直流并网系统15 图11：海缆软接头结构示意图16 表1：中国水深区域对于可开发海风资源4 表2：风电新增装机容量预测5 表3：青州五、七项目情况5 表4：离岸距离80km下柔直海缆与交流海缆数据测算对比8 表5：柔直海缆与交流海缆的特点对比8 表6：不同电压下的海缆成本9 表7：2GW、80km、500kV电压等级的柔直海缆、交流海缆成本对比9 表8：国内外规划或建设中的海上风电柔性直流送出工程10 表9：柔直输电系统成本分析11 表10：国内柔直海缆项目13 表11：23年预计招标海缆项目（截至23年3月）13 表12：东方电缆±535kV柔性高压直流海缆的物理与力学性能理论设计要求15 表13：海缆企业柔直、交流海缆技术情况17 一、适应远海场景，柔性直流海缆初露锋芒 1.1海风高速发展，柔性直流海缆登上舞台 国内海风资源丰富，开发资源充足。中国拥有300多万平方公里的海洋面积，海岸线长度 约为1.8万公里，沿途地区包括渤海湾地区、江苏地区、浙江地区、福建地区和广东地区 等，几乎全部涉及经济发达省份，海上风资源技术开发潜力超过35亿千瓦，海上风电开发潜力巨大。根据《中国风电发展路线图2050》显示，全国近海水深5-50米范围内、100米高度层的海上风能资源潜在开发量在5亿千瓦以上。此外，据英国贸易部研究，中国距离海岸150km内，50米水深以上可开发风资源约为6亿千瓦。我国近海及深海都有充足的风能资源，具备海风在我国高速发展的基本条件。 水深50-80米水深>80米总计 表1：中国水深区域对于可开发海风资源 3.7亿千瓦2.3亿千瓦6亿千瓦 资料来源：英国政府《加速中国漂浮式风电发展——如何通过英中战略合作来克服关键技术和供应链瓶颈》，西部证券研发中心 图1：我国海风资源丰富，多地区适合发展海上风电 资料来源：东方电气《海上风电发展趋势及关键技术》，西部证券研发中心 海上风电高速发展，预计23年国内海上风电装机8GW。受海上风电2021年抢装、2022年海上风电逐步退补等因素影响，2022年我国海上风电新增装机量同比下滑较大。2022年我国新增风电装机容量49.83GW，同比-11%，其中海上风电新增装机容量5.16GW，同比-64%。但22年海风招标景气度高，根据比地招标网数据不完全统计，2022年我国全年海上风机招标量为15.76GW，同比+427%。23年国内风电装机有望释放，预计全年风电新增装机68GW，同比+36%，其中海上8GW，同比+55%。 表2：风电新增装机容量预测 2020 2021 2022 2023E 2024E 2025E 国内风电新增装机容量（GW） 58 56 50 68 77 89 YoY 111% -4% -11% 36% 13% 15% 国内陆上风电新增装机（GW） 54 41 45 60 66 73 YoY 116% -24% 8% 34% 10% 10% 国内海上风电新增装机容量（GW） 4 14 5 8 11 16 YoY 15% 277% -64% 55% 38% 45% 海外风电新增装机容量（GW） 41 46 40 53 61 70 YoY 8% 12% -13% 33% 15% 15% 海外陆上风电新增装机容量（GW） 38 42 36 45 50 55 YoY 6% 10% -13% 24% 11% 10% 海外海上风电新增装机容量（GW） 3 4 4 8 11 15 YoY 15% 36% -11% 113% 38% 36% 全球风电新增装机容量（GW） 99 102 90 121 138 159 YoY 54% 3% -12% 35% 14% 15% 全球陆上风电新增装机容量（GW） 92 83 81 105 116 128 YoY 55% -10% -3% 30% 10% 10% 全球海上风电新增装机容量（GW） 7 19 9 16 22 31 YoY 15% 169% -52% 80% 38% 41% 资料来源：GWEC，CWEA，西部证券研发中心 深远海域逐渐开发，柔直海缆登上舞台。2022年以来，海风项目离岸距离随单机容量提升不断提升。其中海缆招标项目中青洲一、二、四项目离岸距离分别约为50、55、70km，离岸距离均已远超过30km，海风项目深远化趋势明显。 在我国由近海迈进深远海的过程中，高压电流带来的技术难度、电力输送的高昂成本均是避免不了的问题。随着离岸距离的增加，原本国内广泛使用的高压交流输电未来将不再能满足海上风电的发展，更适应深远海的柔性直流输电则崭露头角。23年的海上风电项目中，青洲五、七将示范性地在实践中展示并检验柔直海缆产品的可靠性。 表3：青州五、七项目情况 电压等级 500kV 项目容量（GW） 2 电缆内芯数量 1 横截面积（mm2） 2500 回路数量 1 电缆根数 2 离岸距离（km） 70 电缆总长度（km） 185 资料来源：比地招标网，西部证券研发中心 1.2柔性直流输电技术适应远海风电，柔直海缆规模化应用有望启航 柔性直流输电是兼具灵活、损耗小等优点的一种新兴技术。柔性直流输电技术是基于电压源换流器(VSC)、可关断功率器件(IGBT)和脉宽调制技术(PWM)的一种新型直流输电技术。柔性直流输电技术应用于海上风电有多种拓扑结构，应用于海上风电场海上输电系统中的较为成熟的换流器通常采用两电平和三电平技术或者模块化多电平技术。柔性直流输电系统设备包括海底直流电缆、换流器、桥臂电抗器、联接变压器、直流电抗器、直流耗能装置和启动电阻等。 图2：柔性直流海上输电系统示意图 资料来源：中国知网《海上风电场输电方式研究》，西部证券研发中心 柔直技术与我国海上风电发展的特性相匹配，柔性直流海缆的应用空间将逐渐扩张。随着离岸距离的增加，更适应深远海的柔性直流输电的应用将逐渐增多。柔直海缆具有：在长距离输电中的输送容量更大、汇集输送时灵活程度和扩展程度较高、输电线路数量更少、海域资源占用较少等优点。随着输电距离的延长，柔性直流技术在输送容量、长度方面的优势凸显，经济适用性较强。在海上风电的发展过程中，随着对深远海域的开发，柔性直流海缆的占比将逐渐加大。 我国在建或拟规划的深远海海上风电场项目