高压直流输电换流阀项目可行性研究报告

必要性

1、直流输电在国民经济中的地位和作用

我国幅员辽阔，资源丰富，但资源分布不平衡，水利资源的三分之二以上分布在西南地区，煤炭资源的三分之二左右集中在内蒙和山西两地，随着西部开发的推进，这些中西部地区将逐步建成拥有巨大容量的水火电基地，所发出的电能需要以直流输电方式远距离输送到我国东部和南部的经济发达地区。

由于当前我国还未形成全国统一电网，使得我们无法获得水火电季节调峰以及东西时差调峰所带来的巨大效益，尽快实现全国联网已是当务之急。而采用直流方式实现我国大区电网的异步互联是最佳的选择。

另外，随着电力体制改革的深入，我国的电力系统已经初步形成了多家电网公司和多家发电集团并存竞争的格局，并且以后还将形成规范的电力市场。以直流方式联网后，由于直流在区域电网之间具有良好的潮流可控性，将对电力市场的运作提供有力的支持。

我国沿海岛屿星罗棋布，很多岛屿或拥有丰富的海洋资源和旅游资源，或本身具备天然良港的条件，具有很高的开发潜力。有些岛屿由于地理位置重要，具有很高的军事价值，若加以充分利用，将会给我们的国土安全带来极大的好处。但由于缺乏电力和其他能源，目前大部分岛屿仍是无人居住的荒岛，这与维护我泱泱大国的长期利益的目标是不吻合的，需要尽快以直流海缆的形式向一些迫切需要开发的沿海岛屿送电。

随着我国综合国力进一步的增强，与周边国家经济的融合和交往的进一步频繁，实现和邻国电力系统联网，如向俄罗斯的远东地区、中亚以及南亚国家送电问题也将逐渐进入议事日程。采用直流输电方式实现与周边国家的联网，无论从技术角度还是从经济角度考虑都具有显著的优势。

随着三峡电站机组从年开始陆续建成投运，国家制定了“西电东送、南北互联、全国联网”和三峡电力外送的电网建设战略规划，将逐步形成以三峡输电系统为主体，向东西南北方向辐射，以北、中、南送电通道为主体，南北电网间多点互联，纵向通道联系较为紧密的全国互联电网格局。北、中、南三大片电网之间原则上采用直流背靠背或常规直流进行异步互联，以控制交流同步电网的规模。

根据西部电源建设的规划，龙滩、公伯峡、洪家渡、索风营、乌江渡扩机、百色水利枢纽、紫坪铺水利枢纽等大型水电工程将陆续开工建设，以及后继小湾、三板溪、溪洛渡、景洪、瀑布沟、拉西瓦、彭水等水电工程正在编制可行性研究。与这些大型水电枢纽工程建设同步必须考虑电力外送问题，为此，多个直流输电工程已经完成或正在论证和设计。这些工程包括：小湾—广东直流输电工程、景洪—泰国直流输电工程、西北拉西瓦电站—华北联网工程、南方电网—海南直流联网工程、金沙江一期（溪洛渡、向家坝）向华东、华中送电的多条直流工程、以及与糯扎渡、构皮滩的水电开发配套的云南和贵州向广东送电的多条直流输电工程等。

综上所述，包括目前“十五”期间已经建成、在建和马上投入建设的项目，到年前后我国新建成投运的直流输电工程将达十多个。按照上述的需求和规划预计，到年前后我国建成投运的直流输电工程将超过20个，年将接近30个。实际上中国已经是世界上最大的直流输电需求市场。

2、实现直流输电设备国产化的需要

我国的直流输电技术研究起步较晚，国内已建成的超高压大型工程全部由外商包建，国内企业长期没有参与实际工程的机会和一些其他原因，目前我国仍未真正形成直流输电成套设备的制造能力和大型工程的独立建设能力。使得直流输电的工程造价居高不下，每建设一个大型工程，国家要投入相当于数十亿人民币的巨额外汇。常此听任这种局面，对民族工业的发展和国家的振兴是非常不利的。我们必须抓住当前国内直流输电巨大需求的历史机遇，在已取得的研究成果的基础上通过自主开发，对引进技术中的一些关键核心部分进行攻关和补充，对整体技术进行改进和升级，形成拥有完全自主知识产权和技术先进的成套装备，并通过依托工程的自主建设真正形成大型直流输电工程的建设能力。

换流阀是直流输电的心脏和核心技术，外商的技术壁垒和对直流输电技术的垄断，很大程度体现换流阀制造技术方面。从投资方面考虑，换流阀设备在整个直流输电工程也占很大的份额，如果不掌握换流阀制造技术，就意味着没有整个掌握直流输电技术，在工程建设中就仍然要受制于人。因此，要实现直流输电的国产化，必须实现换流阀技术和设备的国产化。

年前，我国仅有一家公司从事换流阀的研制工作，为了加快换流阀国产化步伐，国家发改委希望许继公司尽快涉足直流输电换流阀领域，消化引进技术，建设第二个换流阀国产化基地，实现高压直流输电换流阀国产化，摆脱完全依靠进口的局面。年，按照国家发改委批复的自主化及招标方案，在南方电网公司的大力支持下，许继集团中标贵州--广东第二回直流输电工程中50%的换流阀制造供货合同。依托该工程，许继集团及其控股公司将为国家直流输电设备国产化作出新的贡献。

3、提高公司直流输电产品市场竞争力

换流阀和控制保护是直流工程联系最紧密的两大重要装备，分别被称为直流输电的“心脏”和“大脑”。公司收购许继集团换流阀项目全部业务及资产后，将成为国内唯一一家能同时生产换流阀和控制保护产品的企业，直流输电产品配套生产能力得到加强，这将有助于提高直流输电系统稳定性和可靠性，有利于节约直流输电设备后期的安装、维护成本，从而能够增强公司直流输电产品在市场中的竞争优势。

4、提升公司的盈利水平

许继集团换流阀国产化项目具有每年生产2.5个±kV直流输电工程换流阀设备的制造能力，或者每年生产1个±kV直流输电工程和0.5个±kV直流输电工程换流阀设备的制造能力。生产线同时具备±kV换流阀组件和±kV换流阀组件制造和出厂试验的能力。换流阀的生产销售数量取决于未来国家高压直流输电项目的多少，根据国家规划，年前投入运行的超（特）高压直流输电较为明确的项目有10项。由于目前国内共有2家企业有能力制造高压直流输电换流阀，同时，国家有换流阀国产化的明确要求，高压直流输电工程项目所需换流阀以招标方式面向国内具备资质的厂家询价采购，保守估计公司将获得换流阀设备供货合同50%。

可行性

1、高压直流输电的市场需求分析

直流输电最核心的技术集中于换流站设备，包括换流阀、换流变压器、平滑电抗器、高压开关设备以及控制保护系统。目前我国高压直流输电工程需求主要来自于以下两大方面：

（1）大电网联网

我国各大电网实行联网是大势所趋，大区电网之间的联接，如采用交流方式，宜采用一点联接方式，发生稳定破坏事故时，即相应解列。直流联接具有很大的优越性，可以不使电网相互干扰，短路电流不至于因并网而增加，而且易于控制潮流。因此，在实现大区电网联接的前提下，采用直流联接是大有可为的。

（2）大水电基地输电

根据西部电源建设的规划，龙滩、公伯峡、洪家渡、索风营、乌江渡扩机、百色水利枢纽、紫坪铺水利枢纽等大型水电工程将陆续开工建设，以及后继小湾、三板溪、溪洛渡、景洪、瀑布沟、拉西瓦、彭水等水电工程正在进行前期筹划。与这些大型水电枢纽工程建设同步必须考虑电力外送问题，为此，多个直流输电工程正在论证和规划。这些工程包括：小湾—广东直流输电工程、景洪—泰国直流输电工程、西北拉西瓦电站—华北联网工程、南方电网—海南直流联网工程、金沙江一期（溪洛渡、向家坝）向华东、华中送电的多条直流工程、以及与糯扎渡、构皮滩的水电开发配套的云南和贵州向广东送电的多条直流输电工程等。

2、国内已建成的高压直流输电线路

“十五”前，我国已建成投产的直流输电工程有：

(1)舟山跨海直流输电工程

(2)葛洲坝——上海直流输电工程

(3)贵州天生桥——广东直流输电工程

(4)嵊泗跨海直流输电工程

(5)三峡——常州直流输电工程（三峡一期）

(6)三峡——广州直流输电工程

(7)贵州——广东直流输电工程

(8)西北——华中背靠背工程

目前在建的直流输电工程：贵州——广东（Ⅱ）直流输电工程

3、未来十五年高压直流输电换流阀新增市场容量预测

年，世界上第一条特高压±kV直流输电线路云南到广东将开始建设，溪洛渡、向家坝三条外送华东华中地区的±kV特高压直流也正在开展可行性研究，到年前我国将建设22条超（特）高压直流输电线路和4个大区联网背靠背工程，今后十几年，中国是世界上规模最大的直流输电装备市场，而国家的产业政策明确要求，今后中国的直流工程建设将以中方为主，这为国内企业提供了极好的发展机遇。

表年前新增高压直流工程换流阀市场预测

根据现有的直流输电工程规划，参照许继集团获得的贵广Ⅱ回工程换流阀供货合同造价情况，年前计划投产的工程所需的换流阀设备国内市场容量为.5亿元。

许继集团换流阀业务竞争优势

直流输电工程有三大关键设备：换流变压器、换流阀、控制保护系统，其中换流阀和控制保护系统国内分别各有两家企业生产，许继集团及其控股公司是目前我国唯一一家能同时生产换流阀和控制保护系统的企业，换流阀业务竞争情况分析见下表。

目前，公司在承担舟山、嵊泗工程的基础上，已经成功完成连接西北和华中电网的国家第一个背靠背联网工程，于年7月3日正式在灵宝投入商业运行。年又成功中标贵广二回高压直流输电项目中的2.37亿元控制保护设备；许继集团成功中标贵广二回高压直流输电项目换流阀产品的50%订单，订单金额为4.2亿元。

如果同时考虑直流控制保护和换流阀业务，未来十年高压直流工程业务就年平均给公司带来可观的收入贡献，并且此部分业务利润率较高，直流控制保护的毛利率在40%左右，换流阀业务由于初期尚需从国外进口较多关键设备，所以毛利率较控制保护为低，但应该也能达到20%以上。高压直流业务的技术含量高，高压直流输电设备市场目前可以说是个进入门槛很高的市场，可以说许继集团及其控股公司在高压直流输电领域的市场和盈利前景十分令人鼓舞。

换流阀业务概况

许继集团投资的高压直流输电换流阀项目，符合年国家发改委第40号令发布的《产业结构调整指导目录（年本）》中鼓励类第四项“电力”领域第9条“kV及以上交、直流输变电”的相关规定，属当前国家鼓励发展的产业，市场前景广阔。

换流阀生产的工艺流程图如下：

许继集团在换流阀国产化领域的研发情况

许继集团通过±50MVarSTATCOM装置和高压动态无功谐波综合补偿装置的研制，获得了具有自主知识产权的大功率电力电子产品的设计技术，积累了丰富大功率电力电子产品制造和工程经验，初步奠定了直流输电换流阀制造的基础。

随着贵广二回高压直流输电换流阀项目的开展，许继集团也开始了与西门子的技术合作。许继集团在合作之初就制定了学习西门子换流阀技术，通过自主研发和科技攻关，建立自己的换流阀研发和生产体系，摆脱国外企业对换流阀产品的垄断的发展路线。为了能够尽快建立自己的换流阀研发生产体系，许继集团通过抽调集团内部骨干和引进相关方面高科技人才两条道路，在很短的时间内，组建了一个完善的换流阀的研发团队，并针对高压直流输电换流阀的国产化需要，开展了很多工作。

许继集团针对高压直流输电换流阀项目研究的主要内容有：

①换流阀绝缘配合的研究

②换流阀分布参数对电压分布影响的研究

③换流阀机械结构优化设计

④阀基电子设备的研制

⑤换流阀关键零部件的研制

⑥换流阀辅助设备的监控设备研制

⑦换流阀设计的计算机仿真和动态模拟系统

⑧换流阀冷却系统的研制

通过该项目的实施，将使许继集团获得具有完全自主知识产权并达到国际领先水平的高压直流输电换流阀组件设计技术、换流阀控制保护技术和换流阀试验方法，实现换流阀阀基电子设备（VBE）、阳极饱和电抗器、晶闸管监测与保护装置以及高压阻尼吸收电阻和电容等关键部件的国产化。

项目环境保护评价

环保设计原则

许继集团高压直流换流阀项目设计贯彻执行防治污染及其他公害设施与主体工程同时设计、同时施工和同时投产的“三同时”制度，采取防治结合，以防为主的方针；对原有遗留环境污染问题本次设计一并解决；选用先进工艺设备，消除或减少污染；设计要严格执行有关环保规定，对污染治理要达到国家排放标准。

废水

许继公司原厂区电镀废水排放量20—30t/h，现有两套处理设备，处理后的污水已达到国家排放标准。高压直流换流阀项目不增加电镀废水的排放量。本项目新建车间生产用水为设备冷却水，不存在污染问题。

废气

原厂区有3条喷漆生产线，其中标准屏喷漆线2条，采用水淋式循环吸收加废气催化燃烧高空排放处理工艺；非标屏喷漆线1条，采用水悬式处理加催化燃烧排放工艺。这三条线漆雾处理效果好。经监测部门监测结果，苯、甲苯、二甲苯等有害物质含量符合国家排放标准。原厂区和规划中的中国高科技电气城采用市热力公司集中供热，不存在锅炉烟尘污染。高压直流换流阀项目新建试验及生产车间内不产生有害气体，主要工艺为电工产品装配及检测、试验。

噪声

原厂区主要噪声为冲压车间、钣金车间和空压站，在此以前已采取降噪措施。高压直流换流阀项目不增加新的噪声源。

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报告数据主要采用国家统计数据，海关总署，问卷调查数据，商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局，部行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据，企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等，价格数据主要来自于各类市场监测数据库。本研究报告采用的行业分析方法包括波特五力模型分析法、SWOT分析法、PEST分析法，对行业进行全面的内外部环境分析，同时通过资深分析师对目前国家经济形势的走势以及市场发展趋势和当前行业热点分析，预测行业未来的发展方向、新兴热点、市场空间、技术趋势以及未来发展战略等。

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