特高压工程加速推进,智能电网市场规模破千亿
特高压工程加速推进,智能电网市场规模破千亿
智能电网和特高压输电作为输变电工程的前沿技术,正在引领一场电力革命。智能电网利用先进的信息技术和通信手段,实现电力系统的智能化管理和优化调度,提高了供电的可靠性和效率。而特高压输电技术则能够在长距离输送大量电力的同时减少能量损失,对于构建全国乃至全球互联电网具有重要意义。这些新技术的发展和应用,不仅提升了电力传输的效率和安全性,也为电力行业的可持续发展提供了强有力的支持。
智能电网:电力系统的智慧大脑
智能电网是将先进的通信、信息和控制技术应用于电力系统,实现电力流、信息流和业务流的高度融合。其核心在于通过智能化设备和系统,实现对电网的实时监测、控制和优化调度。
智能电网的结构组成主要包括智能化设备(如智能变压器、智能配电终端、智能开关等,可以实时在线监测、远程控制、自适应调节。)、信息通信网络、控制中心和智能用户侧。智能电网的主要作用是提高能源的利用效率,降低电网运行成本,确保电力系统的安全稳定运行,与现有电网相比,智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点。
智能电网的信息化、自动化与互动化特征,使其能够有效应对新能源发电的随机性和波动性,提高电力系统的稳定性和可靠性。近年来,得益于信息化、数字化技术的飞速发展以及新能源发电的广泛普及,我国智能电网市场规模持续扩大,展现出强劲的增长动能。数据显示,2023年中国智能电网市场规模已接近1077.2亿元,近五年的年均复合增长率高达10.31%。随着新能源、电动汽车等新兴产业的快速发展,智能电网作为支撑这些领域高效运行的基础设施,其市场需求将持续增长,预计2024年中国智能电网市场规模将达到1188.2亿元。
特高压输电:电力传输的超级高速公路
特高压输电技术是目前世界上最先进的输电技术,具有输送距离远、容量大、损耗低、效率高等特点。在中国,特高压输电技术主要分为两种:1000kV以上的交流输电和±800kV以上的直流输电。
特高压输电技术的发展历程可以追溯到1986年,中国开始对特高压输电进行探索。从2004年起,在国家电网的牵头下,中国开始自主创新,联合多方力量,组织开展了一系列工作,实现了我国特高压输电从交流到直流、理论到实践的全面突破,验证了特高压电网的安全性、经济性和环境友好性。晋东南—南阳—荆门1000kV特高压交流示范工程与向家坝—上海±800kV特高压直流示范性工程于2009年、2010年的相继建成投运,标志着我国特高压输电技术迈入成熟,为往后大规模应用奠定了坚实基础。从2006年至2010年,我国先后建成了特高压直交流示范性工程,完成了特高压输电建设的试验阶段,此后,我国特高压输电建设进入了三个阶段的建设高峰。
近年来,国家出台了一系列政策鼓励清洁能源的发展与高效利用,同时持续推进以特高压工程、柔性直流并网工程为代表的电网建设,国家发改委等九部门于2021年10月联合颁布的《“十四五”可再生能源发展规划》指出“要加快推动以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设,以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源消纳体”;2022年3月颁布的《“十四五”现代能源体系规划》提出“要加强电力和油气跨省跨区输送通道建设,新增开工建设跨省跨区输电通道6000万千瓦以上;统筹提升区域能力发展水平,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”。
2016年至2023年,全国电力投资规模从8855亿元增至14950亿元,年均复合增长率为7.76%,其中,电网投资比重相较过去呈递增趋势,2023年我国电网基本建设投资完成额约为5275亿元,投资额于2016年达到峰值5426亿元。为解决我国电力建设长期存在的能源中心与用电中心不匹配,以及电力发展“重发电轻供电”的结构性缺陷等问题,进入“十一五后”国家电力开始着重于电网建设,国家发改委、能源局发布的《电力发展“十三五”规划》指出“要合理布局能源富集地区外送,建设特高压输电和常规输电技术的‘西电东送’输电通道,自2011年起,我国年新增220千伏及以上输电线路长度保持在3万公里以上,2023年,全国新增220千伏及以上输电线路长度来到了3.81万千米。根据国家能源局网站公布的各年度全国电力工业统计数据,除2012、2013年外,我国年新增220千伏及以上变电设备容量均保持在2万千伏安以上,2023年新增220千伏及以上变电设备容量(交流)2.57亿千伏安,新增直流换流容量1600万千瓦。
特高压作为我国电力远距离输送必备的基础设施,已经成为电力运输不可或缺的存在。近年来,我国对于特高压建设的投入持续加大,“十四五”期间,国家电网规划建设特高压工程“24交14直”,涉及线路3万余公里,变电换流容量3.4亿千伏安,总投资3800亿元,且计划于2022年开工“10交3直”共13条特高压线路。《“十四五”可再生能源发展规划》中提出要加强送受端电网支撑,优化新建通道布局,推动可再生能源跨省跨区消纳,加快建设新一批特高压输送通道。2022年,南阳-荆门-长沙,荆门-武汉,(白鹤滩-浙江)特高压交流项目竣工投产,福州-厦门、驻马店-武汉、南昌-武汉、川渝特高压相继开工建设。
1月12日晚,国家电网透露,今年国家电网将加大电网投资力度,加快建设特高压和超高压等骨干网架,预计2024年电网建设投资总规模将超5000亿元。2024年将继续加大数智化坚强电网的建设,促进能源绿色低碳转型,推动阿坝至成都东等特高压工程开工建设。中国银河证券发布研究报告称,风光大基地总规模455GW,外送比例高,预计在“十四五”和“十五五”期间,风光大基地带动的特高压直流建设需求就将保持旺盛态势。相关标的:哈尔滨电气(01133)、时代电气(03898)。
特高压直流输电技术指±800kV及以上电压等级的直流输电及相关技术,具有点对点直达输送、中间不停靠、输送容量大、电压高、损耗低、效率高等特点。建立直流电网,可将可再生能源与传统能源广域互联,充分实现风电、光伏、水电等多种能源形式、多时间尺度、大空间跨度、多用户类型之间的互补,促进直流电网向更大容量、更多端数、多电压等级互联方向发展,具有广阔的应用前景。
近年来,国家电网一直把建设特高压工程作为工作重点,2024年度特高压工程仍是重中之重。2024年初,在海拔3800米的四川甘孜折多山区,国家“十四五”重点输电工程,也是我国西南地区首个特高压交流工程——川渝1000千伏特高压交流工程输电铁塔组立工作已在火热进行中。结合全国各地多条重点特高压工程的建设进展,武汉至南昌、川渝等6条特高压交流工程有望在年内建成投运。陕北至安徽、阿坝至成都东等8条特高压工程有望在年内开工。国家电网还将推动推动数条特高压工程的核准工作。另据国网湖南公司今年的重点工作计划,将开展“第三回直流”“十五五”纳规前期研究。
海通国际研报指出,目前,国家电网已累计建成“19交16直”共35项特高压工程,在运、在建特高压工程线路里程约5.6万公里。在大型风光基地项目建设并网工作稳步推进的背景下,为了服务好沙漠、戈壁、荒漠大型风电光伏基地建设,支撑和促进大型电源基地集约化开发、远距离外送,特高压建设有望持续推进。
引领能源革命,助力碳中和目标
智能电网和特高压输电技术的广泛应用,正在深刻改变着全球能源格局。它们不仅提高了电力传输的效率和可靠性,更为新能源的大规模接入和消纳提供了可能。
智能电网的信息化、自动化与互动化特征,使其能够有效应对新能源发电的随机性和波动性,提高电力系统的稳定性和可靠性。近年来,得益于信息化、数字化技术的飞速发展以及新能源发电的广泛普及,我国智能电网市场规模持续扩大,展现出强劲的增长动能。数据显示,2023年中国智能电网市场规模已接近1077.2亿元,近五年的年均复合增长率高达10.31%。随着新能源、电动汽车等新兴产业的快速发展,智能电网作为支撑这些领域高效运行的基础设施,其市场需求将持续增长,预计2024年中国智能电网市场规模将达到1188.2亿元。
特高压输电技术则为大规模新能源基地的电力外送提供了重要支撑。例如,中国的“西电东送”工程,通过特高压输电线路将西部地区的水电、风电和太阳能电力输送到东部负荷中心,有效解决了新能源消纳问题。此外,特高压输电还能够实现跨区域的能源优化配置,提高整个电力系统的运行效率。
未来展望:柔性直流输电与数字化转型
随着能源转型的深入推进,智能电网和特高压输电技术也在不断创新和发展。其中,柔性直流输电技术被视为未来的重要发展方向。柔性直流输电是基于原有高压直流输电的基础上,采用了新型电力半导体场控自关断器件IGBT的新一代直流输电技术,是目前世界可控性最高、适应性最好的输电技术。在能源转型发展和“双碳”的目标背景下,我国大力开发风能、太阳能等清洁能源,通过技术和设备提高能源的利用效率,特高压作为我国清洁能源的重要载体,对新能源的利用起到了非常重要的作用。柔性直流输电作为特高压产业中的一项输电技术,能够进一步提高新能源的输送效率。柔性直流输电可以输送多个电站的风能、太阳能等清洁能源,通过特高压线路运输到多个城市,为新能源并网、大城市供电等提供有效的解决方案,避免新能源发电的间断和不确定性对电网产生影响。
数字化转型也是智能电网发展的重要趋势。随着物联网、大数据和人工智能等技术的不断发展,未来的电网将更加智能化和自动化。通过数字化手段,可以实现对电网状态的实时监测和预测,提高故障诊断和恢复速度,进一步提升供电可靠性。
智能电网和特高压输电技术的不断发展,正在为电力行业带来前所未有的变革。它们不仅提高了电力传输的效率和安全性,更为能源结构的优化和可持续发展提供了有力支持。随着技术的不断进步和应用的日益广泛,我们有理由相信,未来的电力系统将更加智能、高效和绿色。