前几天国家电网公布了十五五期间的4万亿投资计划,其中的一个受益方向就是特高压产业。
电路的电压越高,输电的时候损耗越小,所以长距离输电的时候一般采用高压输电,其中的前沿技术就是特高压。
所谓特高压是指1000千伏及以上的交流电压或±800千伏及以上的直流电压。
直流特高压和交流特高压虽然仅一字之差但功能和原理相差甚远,直流特高压输电距离更长,可以承担跨电网区域的网对网电力输送,而交流特高压输电距离更更短,仅能承担电网区域内部的电力输送。
这里说的电网区域是指国内的7大电网区域:华北电网、东北电网、西北电网、华中电网、华东电网、西南电网和南方电网。

交流特高压应用于电网区域内部的电力输送,其核心器件是组合电器、变压器:

组合电器全称“气体绝缘全封闭组合电器”,英文简称GIS,将断路器、隔离开关、接地开关、电流/电压互感器、避雷器、母线等高压元件全部密封在金属外壳内,并填充SF6绝缘气体。因为特高压的电压极高,对设备的绝缘要求非常严格,GIS的全封闭结构能有效隔绝灰尘、湿气、盐雾等外界环境影响,大幅降低设备故障率,是传统敞开式空气绝缘开关设备(AIS)的20%~40%。
组合电器的主要供应商有平高D气(市占率超50%)、中国西D、思源D气。
变压器就比较好理解了,就是在发电的地方把电压升高,在用电的地方把电压降低,主要供应商有保变D气、特变D工、中国西D、许继D气。
直流特高压就应用于七大电网区域之间的电力传输,已建成或者已规划的线路至少有32条。
因为直流特高压涉及到交流-直流的转换,所以核心器件多了个换流阀,变压器也改成了换流变压器。

换流阀就是在发电的地方把交流电变成直流电,也就是“整流”,在用电的地方把直流电变成交流电,也就是“逆变”。
主要供应商有国D南瑞、许继D气、中国西D、思源D气。
换流变压器的功能和普通的变压器差不多,也是升压和降压,供应商也是那几家,保变D气、特变D工、中国西D、许继D气。
现在直流特高压已经发展出来了柔性直流技术,更加先进,缺点是造价较高,输电容量较小:

造价较高的原因是换流阀所使用的核心器件不一样,常规直流技术用的是晶闸管,而柔直技术用的是IGBT元件。
IGBT元件全称绝缘栅双极型晶体管,是一种高性能的半导体开关器件,只要施加一个小的控制电压就能实现电路的开关。
之前IGBT元件主要靠进口,主要进口厂商包括ABB、英飞凌、东芝等,近年来我们逐步实现了国产替代。
23年上半年,国D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。
25年2月,南方电网联合许继D气、南网科研院、株洲中车半导体组建的攻关团队,历时3年在国际上率先研制出基于6.5kV/3kA IGBT的柔性直流换流阀。
特高压产业本就是我国的优势,现在随着核心零部件的国产化,规模化应用即将开启。
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