什么是柔性直流输电

柔性直流输电指的是基于电压源换流器（ValtageSourceConverter，VSC）的高压直流输电（HVDC），起源于20世纪90年代末，是继交流输电、常规直流输电后的一种新型直流输电方式。它将半控型电力电子器件升级为全控型电力电子器件，具有响应速度快、可控性好、运行方式灵活、可向无源网络供电、不会出现换相失败及易于构成多端直流系统等优点。柔性直流可以形象地比喻为电网中的可控“水坝”，兼容并蓄地精准控制电能潮流的方向、大小。

特高压主要解决传统煤电水电的北电南送与西电东送，并将风光与火水进行打捆外送。而柔性直流输电在大规模可再生能源并网、大型城市供电和沿海岛屿联网等领域具有显著优势；基于柔性直流的直流电网可以实现风、光、水等间歇性、波动性可再生能源的广域互补，是实现发电清洁转型和全球能源互联网的重要基础支撑。

为什么是柔性直流输电

在众多技术中，柔性直流输电技术成为了目前电网技术领域最具革命性的代表之一，也是已经开始商业化应用的成熟技术之一。柔性直流输电技术在继承传统直流输电技术的基础上，依靠基于IGBT器件可关断特性的脉宽调制技术，实现了有功、无功功率的独立控制，从性能特性上逼近火电同步发电机组或者任意特性(一定范围内)的负荷。

也就是说，柔性直流技术在承担电能输送的任务同时，不但不会给交流电网产生冲击，还可以参与电网平衡控制，接受调度指令参与调节。这一特性决定了其在可再生能源并网、远海风电并网、区域电网分割控制等领域的巨大应用潜力。

因此，柔性直流特别适合海岛供电、海上风电送出等场景。若采用柔性直流技术建设特高压直流受端换流站，或对存量换流站进行改造，便可降低对受端电网电压支撑能力的需求，减小换相失败的概率，提升电网安全稳定性。

市场规模

中信建投预计“十四五”期间直流输电工程总投资规模接近4000亿元。

我国已向世界宣布，中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现“碳中和”。预计到2030年，中国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。专家们表示，应当整合中部地区资源，加快绿色能源产业发展。

在柔性直流技术加持下，直流输电能够解决风电、光伏大规模送出和并网问题。在特高压混合直流、柔直背靠背以及深远海上风电送出三大应用场景共同驱动下，预计“十四五”期间直流输电工程总投资规模将达4000亿以上，其中换流阀、IGBT、晶闸管等五年市场总需求在450亿。

核心受益环节

直流关键设备——换流阀及其零部件IGBT、晶闸管

柔性直流换流阀造价远高于常规换流阀，且IGBT价值量占比也更高•  功率半导体组件是换流阀最基本的功能单元。功率半导体组件由功率管元件及其所需的触发、保护及监控电子电路、阻尼回路组成。

晶闸管约占常规换流阀价值量的15%。对于柔直阀，由于IGBT模块制造难度较高，价值量可占到柔直阀的30%以上。晶闸管在柔直阀中仍不可缺少。对于柔直阀，IGBT组件是起到换流功能的核心，但晶闸管作为一种重要的柔直旁路保护器件将会有广泛的需求。张北柔直工程、昆柳龙柔直工程均使用了晶闸管作为旁路保护器件。

核心受益标

许继电气

公司在常规直流、柔性直流领域具备极强的竞争力，提供了国内首个海风柔直送出工程——三峡如东柔直工程的柔直换流阀、直流耗能成套装置、控制保护系统等核心装备。

派瑞股份

高压直流阀用晶闸管龙头。柔性直流输电目前用到包括IGBT、晶闸管在内的多款功率器件，公司有相关产品。公司是我国仅有的两家能够满足输变电工程技术要求的高压直流阀用晶闸管生产企业。公司的高压直流阀用晶闸管在国内市占率约50%。

国电南瑞

公司多项业务保持业内领先地位，直流换流阀、控制保护系统等设备在电网系统有着良好的口碑，并正与国网联研院合作研发高压直流阀用IGBT器件。公司具有自主知识产权的3300V/1500A IGBT器件已在厦门柔直换流站挂网使用。

台基股份

公司主要产品为大功率晶闸管、整流管、IGBT、电力半导体模块等，广泛应用于工业电气控制系统和工业电源设备，其中高压整流等大功率器件应用于高压柔性直流输电。

长高集团

产品电压等级从10kV至1100kV全覆盖，是国家工信部认定的制造业单项冠军产品。参与了世界首个直流电网——张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程。

平高电气

公司在柔性直流线路中的直流断路器等设备有较强竞争力。

长缆科技

公司研制的±400千伏直流电缆附件产品具有超强的耐电强度和机械性能同时还具有产品可靠性高、防水防潮、重量轻、体积小、安装方便等特点。现已全线应用于我国首个柔直海上风电项目――三峡集团江苏如东海上风电项目直流电缆系统;

奥特迅

奥特迅研制和生产的高压取能电源应用于张北柔性直流输电工程， 2020年成功中标如东海上风电柔性直流输电工程柔直换流站用高压取能电源，并成功完成交付。

中元股份

电力系统细分领域的领先企业，中标多个柔性直流输电的换电站项目。

汇金通

参与的特高压柔性直流项目有南方电网投资建设的国家西电东送重点工程--乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程。