新型电力系统专题之电网设备框架梳理（附下载）

  今天分享的是储能系列深度研究报告：《新型电力系统专题之电网设备框架梳理》。（报告出品方：国信证券 ）

  1）电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在所有的环节和不一样的层次还拥有相对应的信息与控制管理系统，对电能的生产的全部过程做测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、优质的电能。

  2）电能的输电、变电和配电功能所需要的设备统称为电网设备，是电网投资建设的主要开支之一。随着我们国家电力系统的建设，每年我国电网都有必要进行5千亿以上的投资，成为增加电力消纳能力、优化基础设施，逆向调节经济的重要抓手。2020年以来随着新能源的发展，我国电源投资额迅速增加，20-22年CAGR为14%，但同期电网投资缺滞后于电源投资，20-22年CAGR为3%。

  二、输变电设备市场分析：年均市场空间1400-1800亿元，220kV及以上市场格局稳定

  1）输变电一次设备包括开关、变压器、电抗器、电容器、绝缘子、避雷器、换流阀等，二次设备包括控制与继电保护、调度系统、通信及远动、配电终端等；

  2）我国110kV及以上电压等级输变电设备年均市场规模1400-1800亿元，110kV以下电压等级市场规模45-65亿元。从格局看，220kV及以上电力设备市场格局集中且稳定；110kV及以下市场格局较为分散。

  1）2017年以来我国特高压交流设备年均投资额在40-80亿元之间，特高压直流设备投资额随当年投产条数存在较动；

  2）我们预计2023-2025年特高压设备市场空间分别达到184/281/417亿元，其中特高压直流设备市场空间分别达到68/204/340亿元，特高压交流设备在70-130亿之间波动；

  3）特高压设备研发投入大、技术壁垒高、可靠性要求极高，市场格局集中且稳定，相关这类的产品盈利能力强，上市公司包括平高电气、中国西电、特变电工、保变电气、国电南瑞、许继电气、四方股份等。

  1）配电网负责从输电网取电并向各类电力用户供给和配送电力，随着分布式电源、储能、充电桩的加快速度进行发展，未来将同时肩负多类型电力单元接入的作用。

  2）配电网主要一次设备包括配电变压器、开关柜、柱上开关、智能电表、无功补偿装置等，二次设备包括配电自动化系统、监控系统等。

  3）配电网市场格局较为分散，且具有区域属性，上市公司包括宏力达、智光电气、特锐德、安靠智电、科林电气、海兴电力、炬华科技、东方电子、金盘科技、江苏华辰、望变电气、南网科技、泽宇智能、亿嘉和等。完整版《新型电力系统专题之电网设备框架梳理》来源于公众号：百家全行业报告研究报告内容节选如下

  1.电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在所有的环节和不一样的层次还拥有相对应的信息与控制管理系统，对电能的生产的全部过程做测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、优质的电能。

  2.发电厂将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，经过升压，远距离输送再负荷中心经降压在供用电设备使用，构成了动力系统，也称为广义的电力系统。通常将动力系统中涉及电气的部分，即从发电部分的发电机起，再包括输变电部分、用电部分和电力系统自动化部分合在一起，称作电力系统

  1.1000kV、750kV、500kV和220kV电压等级用于电力系统主干，110kV电压等级用于输电网和配电网的连接，35kV电压等级用于大城市、大企业的配电网和农村配电网，10kV电压等级用于配电网络，6kV和3KV电压等级用于高压电动机。

  2.我国输电网的额定电压等级一般是500/1000kV，西北电网额定电压等级是330/750kV。

  3.电压等级越高，同等距离下的线路投资和线路能量损耗越小，但是对电气设备的绝缘要求提高，导致电气设备投资增加

  变电站/换流站：1）变电站是连接发电厂和电力用户的中间 环节，起着升降电压、汇集和分配电能、控制操作等功能。2）交流变电站分为枢纽变电站（330kV以上） 中间变电站（多为220kV) 地区变电站（110kV\220kV) 终端变电站（高压侧电压不超过110kV)3）直流换流站：采用直流输电一定要进行交、直流电的相互转换，即在送电端将交流电转换成直流电（称为整流），而在受电端又将直 流电转换为交流电（称为逆变），才能 将电能从电源端送到负荷端。送电端进 行整流的场所称为整流站，受电端进行逆变的场所称为逆变站。

  输配电线）电力线路按用途分为输电线路和配电线路。按其架设方式分为架空电力线 路和地下电缆线路。按其传输电流方式分为交流和直流输电线）交流架空线路主要由导线、避雷线、 绝缘子、金具、杆塔及基础、接地装 置等构成。3）直流输电系统包含换流站、连接两端 的直流输电线路，以及接地极和接地线路等部分组成

  配电网：1）配电网以多层次、多电压等级的形式，降至方便运行又适合用户要的各种电压向用户供电，达到逐级分配或就地消费的目的。2）高压配电网电压等级为110（6 6）kV、35 kV，它将来自变电站的电能分配到众多的配电变压器，或直接供给中等容量的用户；3）中压配电网电压等级为10（20）kV；4）低压配电网电压等级为380 / 220V，其功能是以配电变压器为电源，将电能通过低压线）随着我们国家分布式电源、智能用电、电动汽车等产业加快速度进行发展，配电网负荷也迅速增加,对配电网的规划设计、经济运行、设备选型、维护检修、自动化控制等也提出了更高要求。

  是供电系统的主体，是用电负荷的载体，高电压或大电流是一次设备的主要特征，包括开关、变压器、电抗器、电容器、互感器、绝缘子、避雷器、直流输电换流阀及电线电缆等。

  承担电力设备控制及电网自动控制、保护和调度功能，通过自动化技术实现人与一次系统的联系监视、控制，使一次系统能安全经济地运行，分为继电保护、安全自动控制、系统通讯、调度自动化、DCS自动控制系统等。

  1.电网投资最重要的包含输变电投资和其他投资，通常输变电投资占比96%左 右。在输变电投资中，交流投资通常占比90%，直流投资占比10%。

  2.2022年电网投资5006亿元，输变电投资占比96.4%，其中交流投资4505 亿元，比上年增长3.7%，占比达到90%，直流工程投资316亿元，比上 年下降17.0%，投资占比10%；其他投资占比3.6%

  是变压器的重要组件之一，其作用是把变压器的高低压绕组的引线引到油箱外部，不仅起着引线对地的绝缘作用，而且还起着固定引线的作用。运行中的变压器要长期承受工作电压、负荷电流以及在故障中出现的短时过电压、大电流。尤其是特高压的套管结构较为复杂，一定要有良好的热稳定性、能承受短路时的瞬间过热、具有极高的电气绝缘可靠性、高机械性能和可靠的密封性。

  是变压器的关键核心组件，又称变压器绕组的抽头变换装置，即在变压器绕组的不一样的部位设置分接抽头，通过调换分接抽头的位置，改变其变压器绕组的匝数，最终实现对电压的调整。分接开关同时是变压器构成中唯一带负荷动作的组件，通过有载分接开关可以在不断电的情况下对电压做调整，从而控制电力潮流方向，实现跨省跨区域远距离电力的传输。国际电工委员会（IEC）标准和中国国家标准强制性规定，35kV以上的电力变压器一定得安装调压分接开关。

  ：由电力电容器和可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿输出的无功功率的大小和方向。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且不能连续调节的缺点。静止无功功率补偿器有各种不同形式，常用的有晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器和饱和电抗器三种。

  ，是指用自由换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。SVG的基础原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿目的SVG可当作电容器组用发出无功功率，也能当成电抗器用吸收无功功率；可以连续发出感性无功功率和容性无功功率，补偿精度高；在补偿功率、补偿时间、有级无级补偿、谐波滤除、常规使用的寿命等方面具备优势。

  ：继电保护设施是当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运作时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施的设备。继电保护是一个专业技术性非常强的领域，特别是高压电网继电保护不仅仅具备很高的技术门槛，还需要在高压电网领域中有着非常丰富的运行经验。由于技术门槛较高，商品市场份额基本上被国电南瑞、四方股份、国电南自、许继电气等少数企业获得。

  ：互感器又称为仪用变压器，其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或1A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全，根据用途不同分为电流互感器和电压互感器两大类。

  ：是一种能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量、保护电气设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流不致引起系统接地短路的电气装置。避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。

  我国110kV及以上电压等级的输变电设备市场总规模为1400-1800亿元之间，其他电压等级的统计金额较小，仅为45-65亿元。

  我国220kV及以上电压等级输变电设备设备技术壁垒高、各项测试要求严格，历史运行纪录对市场占有率影响较大，品牌粘性强，行业集中度因此较高，各个细分品牌的市场之间的竞争格局稳定。而110kV及以下市场格局更为分散，参与企业众多。

  1.我国220kV及以上电压等级输变电设备产业的技术和资金密集程度高、研发和制造产能投入巨大，由于设备稳定安全关系到大电网的平稳运行和电力供应保障，因此市场格局常年较为稳定。

  1.导线是指用于传输电（磁）能、信息和实现电磁能转换的线材产品，统称为电线电缆，又可分为裸导线.