电力设备行业.docx

行业研究深度报告2007-04-15李勃（8621）63232092libo1电力设备行业给予“看好”评级电力电子行业深度研究报告快速成长的应用广阔的新兴节能产业行业内重点公司评级公司代码公司名称投资评级002123荣信股份推荐600268国电南自推荐000400许继电气谨慎推荐600405动力源谨慎推荐600560金自天正谨慎推荐行业相对市场表现资料来源：Wind 相关研究20061115电力设备行业2007年投资策略研究报告20070313荣信股份新股定价分析报告20051231电力设备行业2006年投资策略研究报告20060223“国家中长期科学和技术发展规划纲要”关于电网技术部分的详细解读20051231中国电力自动化设备市场最新研究20060710“干部考核引入GDP能耗指标”对电力设备公司的影响评价20060424国电南自:关注"变频调速"新业务报告要点l 电力电子技术无处不在、天生具有节能效果预计全球未来将有95以上的电能要经过电力电子技术的处理后才能使用。电力电子行业涉及三个领域：电力电子元器件（上游）、电力电子装置（中游）、电力电子技术在各个行业的应用（下游）。应用电力电子技术改造传统设备，节电量将达500亿千瓦时，相当于全国总发电量的1/10。 l 电力电子技术的核心是电力电子元器件电力电子元器件的发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，以功率MOSFET和IGBT为代表的功率半导体器件的诞生，标志着传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。CCID预计电力电子器件的年平均增长速度超过20%。IGBT等新型电力电子器件的年平均增长率超过30%。l 电力电子装置种类繁多、行业应用范围极广电力电子装置主要包括三大类产品：变频器、电能质量类产品以及电子电源产品。电力电子技术无论对改造传统工业（电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等），还是对新建高技术产业（航天、激光、通信、机器人等）和高效利用能源均至关重要。电力电子技术在电力行业的应用涉及发电、输电、配电、用电等各个环节。市场容量巨大，且都处于行业快速成长的初期。l 重点关注公司荣信股份、国电南自、许继电气、动力源、金自天正正文目录一、电力电子技术的概念3二、电力电子技术的节能效果4三、电力电子元器件的发展51、整流器时代52、逆变器时代53、变频器时代5四、电力电子装置及系统电力电子技术在各行业的应用61、变频器2000-3000亿元的市场总容量72、电子电源每年170亿元以上的市场需求93、电力电子技术在电力系统中的应用需求巨大、细分市场众多101）发电系统112）输电系统133）配电系统174）用电系统（略）17五、行业内重点跟踪公司推介17荣信股份（002123）17国电南自（600268）18许继电气（000400）18动力源(600405)19金自天正（600560）19图表目录图表 1 电力电子行业的市场需求结构3图表 2 电力电子元器件技术的发展历程5图表 3 2005-2009中国功率器件（电力电子器件）市场规模6图表 4 电力电子技术在各个行业的应用例示7图表 5 不同类型的变频器市场份额7图表 6 变频器行业的市场需求变化及未来增长8图表 7 2006年中国UPS市场结构统计（按功率）10图表 8 引风机变频历年应用情况统计12图表 9 电力行业各类设备变频应用情况对比12图表 10 DSTATCOM技术在配电网的应用17表格 1 2005年中国电力电子制造业前十家企业（单位：万元）3表格 2 高压变频传动产品的国内市场总容量情况8表格3 2004年中高压变频器领域主要厂家市场份额9表格 4 电力电子技术在电力系统各个环节的应用11表格 5 300MW机组应用高压变频配置情况13表格 6 FACTS设备的典型应用实例14表格 7 未来规划建设的高压直流输电工程项目15表格 8 各类无功补偿装置比较16表格 9 国内电力系统领域对SVC产品未来五年的需求情况16表格 10 电力电子行业重点上市公司评级与估值19一、 电力电子技术的概念电能的主要参数是电压、电流和频率。电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换及控制的一种现代技术，基本功能包括：整流（交流变成直流）、逆变（直流变成交流）、斩波（直流变成直流）、变频（改变供电频率）、开关和智能控制等。它使电网的工频电能最终转换成不同性质、不同用途的电能，以适应千变万化的用电装置的不同需要。电力电子在国民经济中具有十分重要的地位。为了合理高效地利用电能，现在发达国家电能的75要经过这种变换或控制后使用，预计21世纪将达到95以上。目前我国经过变换或控制后使用的电能仅占30，70的电能仍采用传统的传输方式，远远达不到应用电力电子技术才能实现的效果。即使如此，按照目前的增长比例推算，到2010年我国将有25560万千瓦电能需要变换或控制（备注：到2010年末，我国电力需求将达到3.81亿千瓦时，发电装机总容量将达到8.52亿千瓦），可见电力电子技术在国内发展的潜力是十分巨大的。电力电子技术是连接弱电和强电的桥梁，尽管电力电子行业属于输变电设备制造业的子行业，但电力电子技术的应用不局限于输变电设备制造业，从市场需求和产业链的角度，我们将电力电子行业概括为三个领域，一是电力电子元器件（上游），一个是电力电子装置（中游），再就是电力电子技术在各个行业的应用（下游）。据国外资料统计：电力电子元器件、电力电子应用装置、各行业应用市场需求比例是1：3：57。2003年国际电力电子器件市场为105亿美元，支持着320亿美元的电力电子应用装置，牵动支撑着6000亿美元的应用市场。中国电器工业协会统计，2004年国内电力电子制造业产值和销售收入规模在20亿元以上，由于该数据统计的口径仅限于电力电子行业中部分国内制造企业，并且主要以元器件企业为主，因此，我们认为，实际规模远远大于此，假设国内电力电子元器件企业的销售收入规模为20亿元，那么按照上述比例推断，包括电力元器件、电力电子装置和行业应用在内的全部市场容量每年至少都在1000亿元以上。 图表 1 电力电子行业的市场需求结构资料来源：中国电器工业协会（CEEIA）表格 1 2005年中国电力电子制造业前十家企业（单位：万元）位次企业名称2005年销售收入2004年销售收入增幅1 北京金自天正智能控制股份有限公司300421825364.6%2 扬州晶来半导体(集团)有限责任公司21936209404.8%3 天津市环欧半导体材料技术有限公司14097766284.0%4 西安西电电力整流器有限责任公司13800137110.7%5 株洲南车时代电气股份有限公司电力电子事业部13336131681.3%6 九江整流器厂502748942.7%7 北京京仪椿树整流器有限责任公司4605364626.3%8 青岛半导体研究所2396149160.7%9 河北华整实业有限公司2079163327.3%10 丹阳可控硅元件厂2072106095.5%资料来源：中国电器工业协会（CEEIA）二、 电力电子技术的节能效果电力电子技术天生具有节能的效果。应用电力电子技术改造传统设备，单台节电率平均可达20左右。如在全国推广，节电量将达500亿千瓦时，相当于全国总发电量的1/10。采用巨型晶体管（GTR）等功率集成器件的交流高效调速装置，可使风机和泵类设备调速运行的耗电量比传统的节流方式要少30左右。我国现有风机和水泵2000多万台，总耗电量占全国发电量的30以上，其中70靠调节挡板或阀门变流量运行。如有1/3改造为调速运行，即可节电150亿千瓦时。如果交流电力机车也采用变频调速，可节电近30亿千瓦时。用栅极可关断晶闸管（GTO）开发的直流高效调速方式的载波调波装置，以取代电阻器，用于城市电车、工矿电机车和电瓶车调速运行，可节电20左右。沈阳市改造了500辆无轨电车，年节电400多万千瓦时。如将GTO载波技术推广到全国，则可节电1030亿千瓦时。采用静电感应晶闸管（SITH）或功率MOS场效应晶体管（MOSFET开发的）、能可靠地工作于50kHz的高频镇流器替代工频电感镇流器，可节电20以上；若用稀土三基色高效荧光灯和电感镇流器则可节电50。我国照明用电占全国总发电量的8.0以上，如能改造2/3，则可节电130亿千瓦时。采用MOSFET开发的逆变式电焊机，电工频交流和直流弧焊机节电3040，省材3/4。改造1万台直流弧焊机则可节电1亿千瓦时。若使工频电炉高频化，则效率将由50提高到70以上。采用不对称晶闸管（ASCR）或MOSFET、SITH，使中频电源高频化，不仅可提高电热转换效率，而且可扩大应用领域。我国正在运行的12000台标准高频电炉（以100千瓦为基准），由于高频振荡器仍沿用电子管，因此，整机效率只有50左右。若用静电感应晶体管（SIT）代替电子管，则效率可达80左右（其中高频功率转换效率可达90左右），微观节电3040，宏观节电量达10亿千瓦时左右。全国配电变压器若有70配装无功补偿自控装置，则可节电100亿千瓦时。若采用双向晶闸管（BSCR）开发大功率交流过零无触点开关，不但可大大降低用电设备的起停冲击能耗，并可延长设备的使用寿命。三、 电力电子元器件的发展电力电子技术的核心是电力电子元器件技术。电力电子元器件的发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。今后，电力电子元器件技术将由半控型、全控型器件进入全新的智能型时代。其表现是，一方面原有各新型电力电子器件额定参数不断提高；另一方面电力电子技术与微电子技术进一步结合，使电力电子器件朝着大容量、智能化方向迅速发展。图表 2 电力电子元器件技术的发展历程资料来源：长江证券研究部整理1、整流器时代大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，但是大约20%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解（有色金属和化工原料需要直流电解）、牵引（电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等）和直流传动（轧钢、造纸等）三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。2、逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0100Hz的交流电。在七十年代到八十年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管（GTR）和门极可关断晶闸管（GT0）成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出，静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。3、变频器时代进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世，导致了中小功率电源向高频化发展，而后绝缘门极双极晶体管（IGBT）的出现，又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世，是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计，到1995年底，功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。CCID研究认为，电力电子器件的年平均增长速度在20%附近，2005年市场容量超过200亿元。IGBT等新型电力电子器件的年平均增长率超过30%，较一般电力电子器件的年平均增长率高。2005年中国IGBT器件销量达到1.33亿只，和2004年相比增长44.0%；销售额达到23.0亿元，比2004年增长25.3%。IGBT为代表的新型功率器件对于技术要求较高，国内企业基本上没有生产能力，中国市场需求的新型电力电子半导体器件基本依靠进口。现阶段国内IGBT为代表的新型功率器件市场主要被欧美、日本企业所垄断。Semikron、EUPEC、三菱、Sanken、飞兆、富士、IR、东芝、IXYS、ST是国内IGBT市场中销售额位于前10位的企业。图表 3 2005-2009中国功率器件（电力电子器件）市场规模资料来源：CCID四、 电力电子装置及系统电力电子技术在各行业的应用电力电子装置主要包括三大类产品：变频器（也称“变频调速”）、电能质量类产品（含无功补偿SVC、高压直流输电HVDC、柔性交流输电FACTS等），以及电子电源产品。电力电子装置朝着高性能化、智能化、全数字控制、系统化和绿色华（无谐波公害）发展。电力电子技术无论对改造传统工业（电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等），还是对新建高技术产业（航天、激光、通信、机器人等）和高效利用能源均至关重要。未来应用热点是变频调速、电力系统电力电子化、汽车电子、信息、办公自动化、家电用电力电子，牵引用（电力机车、城市轨道交通车）电力电子、新能源（太阳能、风能、燃料电池）逆变装置等（如下图所示）。图表 4 电力电子技术在各个行业的应用例示资料来源：长江证券研究部整理我们主要分析电力电子技术重点应用的几个领域，包括变频器、电子电源、电力系统应用等三大方面。1、变频器2000-3000亿元的市场总容量变频器被称为“现代工业的维生素”，集微电子、电力电子和控制技术于一体，通过将固定频率的交流电源转换成电压可调、频率可调的交流电，实现对交流电机的无级调速。在节约电能，改善生产工艺、提高生产自动化水平等方面，具有突出的作用。变频器的种类可以按照电压、功率和负载类型来划分。以电压为标准，通常把低于690V的定为低压变频器市场，譬如220V和380V；高于这个等级的为中高压变频器市场，常见的电压等级有1,140V、2,300V、3,000/3,300V、4,160V、6,000/6,300/6,600V和10,000V。以功率为换分标准，变频器通常划分为<=7.5 KW、11-30 KW、37-90KW、>= 110KW四个功率段；如果以负载类型为标准，则划分为三类：一是提升负载，主要使用行业为电梯和起重，此类变频器需要适应频繁的起停和正反转、大启动转矩，由于是与人直接相关的作业，对可靠性有着非常高的要求。这些特点决定了提升负载是技术门槛最高的一个类别。二是机械负载，它是变频器市场最大的一块，占据市场的近一半。除了冶金（轧机等）和造纸采用较大功率变频器之外，主要运用于配套较小功率变频器的OEM市场，如纺织机械、包装机械等。机械负载对精度有较高的要求，同提升负载一样，多采用矢量型变频器。三是风机水泵类负载，这是最为常见的运用类型，负载较为简单，技术要求不高。因此，也可以把这块市场看作变频器的低端市场。图表 5不同类型的变频器市场份额资料来源：中国工控网变频器的市场很大，在电力、机械、交通、纺织与化纤、建材、建筑、石油、化工、医疗、冶金、市政、造纸、食品饮料、烟草等行业以及公用工程(中央空调、供水、水处理、电梯等)中，变频器都在发挥着重要作用。2004年，工控网统计数据显示，中国变频器市场规模（供应商端销售额，不含税）为66.3亿元人民币、48.4万台、810万KW。工控网预计未来几年行业增长如下：图表 6 变频器行业的市场需求变化及未来增长资料来源：中国工控网由于统计口径和统计方法的不同，中国机械研究院对高压变频器（6KV-10KV）市场需求的预测相对比较乐观，不含软启动装置，对2005年变频器（含中低压和高压）市场规模的分析结论与中国工控网大体一致，约为70亿元。表格 2 高压变频传动产品的国内市场总容量情况主要产品市场总价值（亿元）2005年情况（亿元）高压变频调速装置100050其中：（1）通用型高压变频器，主要应用于冶金、电力、煤炭、矿山、石油、化工等各领域的风机、泵类传动控制，已基本实现替代进口30020（2）牵引型高压变频器，主要用于矿井提升机牵引变频、轧机变频传动、船舶传动、造纸机传动以及高速机车主传动等，基本上是进口产品。70030高压电机软启动装置100040其中：（1）普通软启动装置，主要用于各种低容量、小启动转矩电机的软启动控制，国产化率正在提高。30020（2）高压大功率电机软启动装置，主要用于各种高压大功率、大启动转矩电机的软启动控制，主要依赖进口。70020中低压变频调速装置100020合计3000110资料来源：中国机械研究院不管怎样，中国的变频器市场目前正处于一个高速增长的时期，是一个不争的事实。在过去的几年内中国变频器市场保持着1215的增长率（高压变频今后增长速度最快，预计超过50%），这个速度已经远远超过了近几年的GDP增长水平，而且至少在未来的5年内保持着10以上的增长率。考虑到大约46的价格下降，中国市场上变频器安装容量(功率)的增长实际上在20左右。按照这样的发展速度和中国市场的需求计算，至少在10年以后市场才能饱和并逐渐成熟。目前，国内生产厂家逐年增多、发展速度较快，尤其是沿海开放省市如广东、山东、上海、江苏等，较知名的厂家有安圣、森兰、惠丰等。另外，国外知名厂家纷纷来华合资、投资建厂，以降低成本，更优的价格供应国内市场，并已挤占相当的市场份额，如ABB、日立、台达等。国内企业与国外大公司在技术上相比，还有较大差距。国产变频器的档次低，主要是低压(400V)小容量(315kW以内)产品。而对功能先进(含矢量控制、直接转矩控制)、高电压(3000V以上)、大容量(1000kW以上)变频器，国内还处于研制阶段，未见成熟产品，尤其是高压大容量型，目前国内尚属空白。而且，核心部件受制于人，国产机所需半导体功率器件的生产几乎是空白，不得不依靠进口。表格3 2004年中高压变频器领域主要厂家市场份额 排名 厂商 销售额(亿元） 份额 1 西门子 4.2049.4% 2 罗宾康 1.4016.5% 3 利德华福 0.9511.2% 4 ABB 0.404.7% 5 罗克韦尔 0.455.3% 其他 1.1012.9%资料来源：中国工控网2、电子电源每年170亿元以上的市场需求电源包括电子电源和化学物理电源，与电力电子技术应用相关的是电子电源。电子电源就是对公用电网或某种电能进行变换和控制，向各种用电负载提供优质电能的供电设备。1）开关电源程控交换站，计算机、电视、医疗设备、航天、航海舰艇及家电上，都广泛应用开关电源，开关电源最大的应用领域是在通信行业，美国开关电源中用于通信方面的占开关电源总量的35。这些开关电源都采用高频化技术，使其体积重量大大减小，能耗和材料也大为降低。通信开关电源大概每年至少50亿元的市场规模，其中，DC/DC变换器模块电源约占25%，AC/DC整流器约占75%。由于中国的通信事业投资比较集中，通信电源在开关电源总额中所占比例较大，根据业内人士推算（按通信电源占比50计算），全国开关电源总额就达100亿元以上，这里不包括各种家用电器和电子仪器内部的开关电源。目前全球开关电源市场超过120亿美元，年增长率约4%6%，由于应用广泛，市场分散，全球供应商数量超过1,000家。大致格局是，中国台湾企业主导AC/DC电源市场，欧洲企业主导DC/DC转换器市场。若以应用划分，电盛兰达为代表的日本企业在工业电源市场占据领先。2)不间断电源(UPS) 不间断电源（UPS）是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。UPS优点在于持续不间断、稳定；另外还起着交流、直流互相转换的作用。从功能上讲，UPS可以在市电出现异常时，有效地净化市电，还可以在市电突然中断时持续一定时间给电脑等设备供电，使工作人员从容应对。现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件，电源的噪声得以降低，而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入，可以实现对UPS的智能化管理，进行远程维护和远程诊断。目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速，已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。 根据信息产业部计算机与微电子发展研究中心（CCID）统计（1998年以前数据）和赛迪顾问市场调查（2000年以后数据）显示，1998年到2003年，UPS年均销售86.1万台，年均销售额约22.43亿元人民币。赛迪顾问统计2006年UPS电源市场需求规模约为26亿元，市场需求结构情况如下图：图表 7 2006年中国UPS市场结构统计（按功率）资料来源：CCID综上所述，仅开关电源、UPS每年的市场规模大约为130亿元。电源种类还有许多，如变频电源、电解电镀电源、焊接电源、感应加热电源、充电电源、霓虹灯和照明电源等。种类繁多，分布广泛。若把它们都计算在内，保守估计，电子电源的市场规模将在170亿元以上。3、电力电子技术在电力系统中的应用需求巨大、细分市场众多电力系统是电力电子技术应用的最重要和最有潜力的市场领域之一。其典型应用有高压直流输电HVDC、灵活交流输电系统FACTS（包括静止电压补偿器、静止相位补偿器、功率流控制器等）、有源电力滤波器（APF）、蓄能电站用交流励磁系统等。进入21世纪，我国电力建设规模更为巨大，在大规模进行电力建设的同时，还要大力推进以科技进步为中心的节能、节电、提高效益的电力技术改造工作。从用电角度来说，利用电力电子技术进行节能技术改造，提高用电效率；从发、输配电角度来说，必须利用电力电子技术提高发电效率和提高输配电质量。目前，电力电子技术在电能的发生、输送、分配和使用的全过程都得到了广泛而重要的应用，如表4所示。与其它应用领域相比，上述这些应用要求电力电子装置具有更高的电压、更大的功率容量和更高的可靠性。表格 4 电力电子技术在电力系统各个环节的应用应用分类应用装置举例发电发电机交直流励磁装置、水力和风力发电机的变速恒频励磁、发电厂风机水泵的变频调速、太阳能发电控制系统输电高压直流输电系统、灵活交流输电系统（包括静止无功补偿装置）配电直流供电系统、电能质量保证设备用电牵引、调速装置、各种大功率电源资料来源：长江证券研究部整理1）发电系统电力电子技术在发电环节的应用以改善发电机组等多种设备的运行特性为主，包括：大型发电机的静止励磁控制装置励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置。励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。励磁系统包括励磁电源和励磁装置，其中励磁电源的主体是励磁机或励磁变压器；励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求，分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。励磁装置的使用，是当电力系统正常工作的情况下，维持同步发电机机端电压于一给定的水平上，同时，还具有强行增磁、减磁和灭磁功能。对于采用励磁变压器作为励磁电源的还具有整流功能。励磁装置可以单独提供，亦可作为发电设备配套供应。静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。目前中国水电励磁装置从制造厂家来看，首先是有多家外国制造商，如广州抽水蓄能电站引进阿尔斯通的励磁装置，隔河岩电站引进加拿大通用电气公司的励磁装置，马迹塘、五强溪电站引进奥地利伊林公司励磁装置，三峡水电站采用西门子的盛磁装置等等；也有引进技术的合作生产企业,如李家峡电站部分机组由东方电机厂与ABB合作完成；还有拥有自主知识产权的国营和民营科技企业，如国电公司南京自动化研究所、国电公司电力科学院、河北工业大学电工厂、华中理工大学等10多个单位都开发了数字式调节器。从水电励磁装置的技术状况来分，不论是原装进口，还是中国制造，都有与世界水平同步的高端数字化产品,也有老、小水电站至今还沿用着的模拟分立器件产品、磁放大器及磁场变阻器等励磁装置。机组状况不同,其励磁装置的技术水平也参差不齐。但是,从国内外生产厂家在中国水电站运行的各种励磁装置来年，虽然各有千秋，但技术特点还是基本相同的。水力、风力发电机的变速恒频励磁水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组)，机组的最佳转速亦随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。发电厂风机、水泵的变频调速发电厂的厂用电率平均为8%，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并有完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内不超过20个生产厂家，利德华福目前是高压变频行业的国内企业龙头，主要面临跨国公司的竞争，竞争对手包括ABB、西门子、Rockwell等。统计数据显示：从2001年开始，电力行业的高压变频应用主要集中在引风机系统；在该专业设备的应用超过电力行业总体应用的42，占有很高的比重。而且，呈现逐年递增的势态。高压变频在引风机上的应用开始向300MW以上机组，大功率、超大功率的产品应用方面发展。图表 8 引风机变频历年应用情况统计资料来源：利德华福网站透过近几年电力行业高压变频应用情况的统计分析，可以看出：在电力行业有诸多设备具有变频应用前景和空间。可进行变频改造的设备有16类之多，但是其中广泛推广、被众多用户所接受的还主要集中在引风机和凝结泵两类设备上。图表 9 电力行业各类设备变频应用情况对比资料来源：利德华福网站业内人士分析，高压变频在电力行业的应用，具有鲜明的应用技术特征。在产品本身技术成熟的同时，其应用空间和前景有赖于系统成套应用技术的成熟和发展。高压大功率产品在引风机上的应用，则得益于变频调速技术在引风系统中的应用和完整解决方案等方面的成熟和被广泛认可。而在其它专业设备的应用方面，可以应用大功率产品却没有被广泛推广应用的原因，还主要是集中在系统成套应用技术的整体解决、系统安全性等方面，而不在是因为高压变频技术本身。也正是在专业设备应用方面的技术门槛，才使得众多用户和设备提供商望而却步。下表是一台300MW机组进行变频节能应用的典型配置情况。表格 5 300MW机组应用高压变频配置情况序号 设备名称 功率等级 运行方式 所占厂用电率 1引风机 2000kW/6kV2台 1.33%2一次风机 1400kW/6kV2台 0.93%3排粉机 710kW/6kV3台 0.71%4给水泵 3350kW/6kV2用1备 2.23%5凝结泵 1120kW/6kV1用1备 0.37%6循环泵 1800kW/6kV2台 1.20%7灰浆泵 560kW/6kV3台 0.56%合计变频可应用容量 20230kW/6kV14台 7.34%资料来源：利德华福网站太阳能发电控制系统开发利用无穷尽的洁净新能源太阳能，是调整未来能源结构的一项重要战略措施。光伏控制器和逆变器是光伏发电系统中的关键部件，大功率太阳能发电，无论是独立系统还是并网系统，通常需要将不稳定的直流电转换为标准的交流电，所以具有最大功率跟踪功能的控制器和逆变器成为系统的核心。合肥阳光电源生产的光伏控制器和逆变器以最优的性价比占领了国内市场份额的70，此项业务每年实现7000多万元的销售收入，我们推算现阶段整个市场需求规模每年1亿元多，但增长会相当快。2）输电系统柔性交流输电技术（FACTS）柔性的交流输电技术是上世纪八十年代后期出现的新技术，近年来在世界上发展迅速。柔性交流输电技术（FACTS）是指电力电子技术与现代控制技术结合，以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制，从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。传统的调节电力潮流的措施，如机械控制的移相器、带负荷调变压器抽头、开关投切电容和电感、固定串联补偿装置等，只能实现部分稳态潮流的调节功能，而且，由于机械开关动作时间长、响应慢，无法适应在暂态过程中快速柔性连续调节电力潮流、阻尼系统振荡的要求。因此，电网发展的需求促进了柔性交流输电这项新技术的发展和应用。到目前，FACTS控制器已有数十种，按其安装位置可分为发电型、输电型和供电型3大类，已应用的FACTS控制器有静止无功补偿器(SVC)、静止调相机(STATCOM)、静止快速励磁器(PSS)、串联补偿器(SSSC)、统一潮流控制器（UPFC）、晶闸管控制串联电容器(TCSC) 、晶闸管控制申联电抗器(TCSR)和可转换静止补偿器(CSC)等。表格 6 FACTS设备的典型应用实例设备名称单机参数投运年份制造单位STATCOM1MVA1986WH、EPRI10MVA1988GE80MVA1991三菱50MVA1992东芝、日立100MVA1996WH、EPRI20MVA1999河南电业局、清华大学TCSC250KV、500MVA1992SIMENS250KV、267MVA1993GE、EPRIUPFC138KV系统1998WH、EPRISSSC：160MVASTATCOM：160MVACSC345KV系统2002NYPC、EPRISSSC：180MVASTATCOM：200MVA资料来源：长江证券研究部整理近年来，柔性交流输电技术已经在美国、日本、瑞典、巴西等国重要的超高压输电工程中得到应用（如表6）。但FACTS技术的应用还局限于个别工程，如果大规模应用FACTS装置，还要解决一些全局性的技术问题，例如：多个FACTS装置控制系统的协调配合问题，FACTS装置与已有的常规控制、继电保护的衔接问题，FACTS控制纳人现有的电网调度控制系统间题等等。随着电力电子器件的性能提高和造价降低，以电力电子器件为核心部件的FACTS装置的造价会降低，在不久的将来会比常规的输配电方案更具竞争力。 高压直流输电技术（HVDC）高压直流输电是将发电厂发出的交流电通过换流阀变成直流电，然后通过直流输电线路送至受电端再变成交流电，注入受端交流电网。自1954 年世界上第1 条高压直流输电(HVDC) 联络线投入商业运行以来, HVDC作为一项日趋成熟的技术得到了广泛应用。直流输电在技术方面有许多优点：(1) 不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联； (2) 限制短路电流；(3) 没有电容充电电流；(4) 节省线路走廊等等。按照输电功能，HVDC可分为3大类，即：远距离直流输电、背靠背直流输电和直流电缆输电，主要应用于以长距离大容量输电为目的的大区电网互联。直流输电最核心的技术集中于换流站设备，换流站实现了直流输电工程中直流和交流相互能量转换，除在交流场具有交流变电站相同的设备外，还有以下特有设备：换流阀、控制保护系统、换流变压器、交流滤波器和无功补偿设备、直流滤波器、平波电抗器以及直流场设备，而换流阀是换流站中的核心设备，其主要功能是进行交直流转换，从最初的汞弧阀发展到现在的电控和光控晶闸管阀，换流阀单位容量在不断的增大。高电压直流输电在我国已有葛洲坝上海，天生桥广州，三峡常州等多个远距离高电压直流输电线路。目前已经建成的高压直流输电工程换流站采用的换流阀主要是 ABB 及SIEMENS 公司的产品，国内具备制造换流阀能力的厂家只有许继集团与西安西电电力整流器有限责任公司，但关键的部件仍然需要从 ABB 或SIEMENS 进口。未来数年，直流输电项目将驶入快车道，年均有12 项工程开工。根据国家西电东送和大区联网的战略规划，2020 年前将建设20 多条超高压或特高压直流输电线路和若干背靠背联网工程。截至2015 年前，已纳入规划且投运工期已明朗的高压直流输电工程项目有10 项（如下表）。表格 7 未来规划建设的高压直流输电工程项目序号项目名称所需换流阀单元数量合同金额（亿元）规划投运日期目前（预计）进展1 贵广二回±500kV 直流输电工程4 4 2007 年在建2 高岭背靠背直流输电工程4 4 2008 年已招标3 灵宝背靠背直流输电扩建工程2 2 2008 年2006 年招标4 云广±800kV 直流输电工程8 8 2009 年2007 年招标5 呼伦贝尔-辽宁±500kV 直流输电工程4 4 2009 年2007 年招标6 德阳-宝鸡±500kV 直流输电工程4 4 2010 年2008 年招标7 向家坝-上海±800kV 直流输电工程8 8 2011 年2007 年招标（技术规范已发布）8 锦屏-苏南±800kV 直流输电工程8 8 2012 年2008 年招标9 奚洛渡左-浙西±800kV 直流输电工