3.2.2 风光催生柔直工程需求
风电光伏催生柔性直流输电工程,提升并网稳定性。风能、太阳能发电等新能源接入电网的最大障碍就是其间歇性和不确定性。常规直流在消纳间歇性能源并网或应对冲击性负荷时,往往会因为电压不稳带来隐患,而柔性直流技术在消纳时则较为平稳,柔性直流技术能通过对风电进行全方位控制,使风力发电的间歇性特点不会扰乱电网。除此以外,与常规直流相比,柔性直流还具有占地面积较小,在传输容量较小时单位造价较低,具备黑启动等优点。
欧洲可再生能源已形成批量柔性直流输电工程。欧洲的多个国家都已经建设和规划了大量的海上风电场,其容量都在数百兆瓦等级,并且已经有部分使用了柔性直流输电技术实现系统的接入。英国国家电网输电公共有限公司(NGET plc)规划到 2025 年建设柔性直流近 50 条,以鼓励和促进新能源的发展。目前德国在建用于海上风电接入的柔性直流输电项目共 4 项,总容量约 2600MW。北欧地区规划到 2030 年通过多端柔性直流(MTDC)实现海上风电的接入,柔性直流输电被认为是最适合的实现手段。
3.2.3 柔性直流设备市场空间
2018-2020年全球风电新增装机容量超过200GW,光伏新增装机容量272GW。全球风能理事会2017年4月25日发布《全球风电报告:年度市场发展》显示2017年全球风电年新增装机有望达到60GW,到2021年新增装机容量将增至75GW,累计容量到2021年超过800GW。据GTMResearch咨询公司评估,2017年全球光伏增速放缓,与2016年相比增长仅为4%(2016年比上一年增长55%),新增装机将达到81GW。预计2018年到2020年间全球光伏装机每年将以6.7%速度稳定增长。
柔性直流工程设备投资占总投资额约65%。参照±320kV/1000MW柔性直流输电工程,其投资主要投向换流站,投资占比约为86.02%。而换流站投资当中设备投资占比约为75.81%,由此可测算,在单个柔性直流输电工程中换流站设备投资占比约为86.02%*75.81%=65.21%。
换流站主要设备投资占比较高。换流站主要设备包括换流阀、换流变压器和直流控制保护系统,分别占换流站总投资的57.89%、23.47%和6.75%。由此可以估算出换流阀、换流变和直流控制保护在柔性直流输电工程总投资中所占的比例分别为37.63%、15.26%和4.39%。
2018-2020年全球新增风电、光伏装机约474GW,30%柔直输送占比则对应约1300亿元柔直设备市场。参照国内可再生能源消纳测算设备投资的方式,可以测算柔性直流输电在其中不同应用比例下的设备市场空间。