輸配電的概念包括三個方面,即輸電、變電、配電。其中輸電是指電能的傳輸,通過輸電,把相距甚遠的(可達數千公里)發電廠和負荷中心聯系起來,使電能的開發和利用超越地域的限制。
輸配電的概念包括三個方面,即輸電、變電、配電。其中輸電是指電能的傳輸,通過輸電,把相距甚遠的(可達數千公里)發電廠和負荷中心聯系起來,使電能的開發和利用超越地域的限制;變電是指利用一定的設備將電壓由低等級轉變為高等級(升壓)或由高等級轉變為低能級的過程配電則是消費電能地區內將電力分配至用戶的分配手段,直接為用戶服務。
從發展過程看,輸電電壓等級大約以兩倍的關系增長。當發電量增至4倍左右時,即出現一個新的更高的電壓等級。通常將220千伏及以下的輸電電壓稱為高壓輸電,330~765千伏等級的輸電電壓稱為超高壓輸電,1000千伏及以上的輸電電壓稱為特高壓輸電。表中列出了輸電電壓與輸送容量、輸送距離的大致范圍。提高輸電電壓,不僅可以增大輸送容量,而且會使輸電成本降低、金屬材料消耗減少、線路走廊利用率增加。至1987年止,世界上已經使用的交流輸電電壓達到765千伏。1150千伏的特高壓交流輸電已經有工業性試驗。已建成的最大的直流輸電工程,其輸電電壓為±750千伏,輸送距離2400公里,設計輸送容量為600萬千瓦。
特高壓輸電是世界上最先進的輸電技術。電是要靠電線傳輸的。我們家里、企業工廠里、商店學校醫院里到處都用電,這些電都是通過電網輸進來的。電網里的電是從發電廠發出來的。發電廠我們也許見過,也可能從來沒見過,這沒關系,因為發電廠大都建設在離我們很遠的地方。把發電廠發出來的電傳輸到電網里,再通過電網一直傳輸到我們家里、工廠里、商店里、學校里、醫院里,這就要“輸電”。
2016年1月11日,準東-皖南(新疆昌吉—安徽宣城)±1100千伏特高壓直流輸電工程開工建設。這是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術水平最先進的特高壓輸電工程。
中國人口很多,有十四億左右,大多數人口都集中在中東部地區。因為中東部特別是沿海地區經濟相對發達,生產生活條件較好,而西部、西北地區多山少地,條件相對艱苦,人口分布相對較少,經濟也不如中東部地區發達。
經濟較發達、人口眾多的中東部地區,必然要消耗更多的能源,主要是需要更多的電力供應。前面說到,電是從發電廠發出來的。
發電廠靠什么來發電呢?在中國,發電廠主要靠燒煤或靠水力來發電,也有少量的用核能發電。用煤發電的叫火電廠,靠水力發電的叫水電廠,用核能發電的叫核電廠。換句話說,要想能發電,就要有煤炭或者水力資源,核能發電只占很少部分。
可是,中國的煤炭儲藏主要在西北,如山西、陜西、內蒙古東部、寧夏以及新疆部分地區,中東部省份煤炭儲藏量很少。水力資源主要分布在西部地區和長江中上游、黃河上游以及西南的雅礱江、金沙江、瀾滄江、雅魯藏布江等。
這樣一來,中東部及沿海地區需要大量電力供應,又沒有用來發電的資源,能用來發電的煤炭、水力資源卻遠在上千公里之外的西部地區。怎么解決這個能源問題呢?
于是,國家采取輸煤和輸電兩個策略。一是采取把西部的部分煤炭通過鐵路運到港口(大同—秦皇島)再裝船運到江蘇、上海、廣東等地,簡稱輸煤;二是用西部的煤炭、水力資源就地發電,再通過輸電線路和電網把電送到中東部地區,簡稱輸電。
用西部的煤炭、水力就地發電,只要在當地建火電廠或水電廠就行了。建電廠當然要花錢,尤其是建水電廠投資較大,但這是一次性投資管用很多年。然后就是要建輸電線路,把電送到中東部地區。
特高壓輸送容量大、送電距離長、線路損耗低、占用土地少。100萬伏交流特高壓輸電線路輸送電能的能力(技術上叫輸送容量)是50萬伏超高壓輸電線路的5倍。所以有人這樣比喻,超高壓輸電是省級公路,頂多就算是個國道,而特高壓輸電是“電力高速公路”。
中國的特高壓輸電這個“電力高速公路”,2008年底才剛剛建成一個試驗示范工程,線路全長只有640公里。所以,要建成特高壓電網這個電力高速公路網,還需要較長時間,也必然要花費不少的人力、物力、財力,為的就是要在全國范圍內方便、快捷、高效地配置能源資源。
在電力工程技術上有一個名詞叫“經濟輸送距離”,指的是某一電壓等級輸電線路最經濟的輸送距離是多少,因為輸電線路在輸送電能的同時本身也有損耗,線路太長損耗太大經濟上不合算。
50萬伏超高壓輸電線路的經濟輸送距離一般為600~800公里,而100萬伏特高壓輸電線路因為電壓提高了,線路損耗減少了,它的經濟輸送距離也就加大了,能達到1000~1500公里甚至更長,這樣就能解決前面說到的把西部能源搬到中東部地區使用的問題。
建設輸電線路同樣也要占用土地,工程上叫“線路走廊”。前面說過,建一條100萬伏特高壓輸電線路能頂5條50萬伏超高壓輸電線路,而線路走廊所占用的土地只相當于2條50萬伏輸電線路,所以相對來說,建特高壓輸電線路能少占土地,這對土地資源稀缺的中東部地區來說尤其有利。
當然,特高壓輸電,特別是建設特高壓電網,還有很多好處。它能把中國電網堅強地連接起來,使建在不同地點的不同發電廠(比如火電廠和水電廠之間)能互相支援和補充,工程上叫“實現水火互濟,取得聯網效益”;能促進西部煤炭資源、水力資源的集約化開發,降低發電成本;能保證中東部地區不斷增長的電力需求,減少在人口密集、經濟發達地區建火電廠所帶來的環境污染;同時也能促進西部資源密集、經濟欠發達地區的經濟社會和諧發展。
目前我國輸配電行業的上市企業有86家,輸配電設備生產企業有六千多家,隨著電力行業的發展,輸配電及控制設備制造行業也獲得了較大的發展。2016年我國輸配電設備行業資產規模達到12356億元,比2015年增加862億元。工業總產值達到3415億元,比2015年增加205億元。
輸配電設備行業的需求方主要是電網行業,是輸配電及控制設備行業收入的主要來源。電網行業本身的需求也因目的不同而各不相同,例如,跨國、跨地區聯網工程;大型水電、煤電、風電送出工程;城市電網改造工程;農村電網改造工程;提高抗災能力工程;水電建設工程等等。
智能電網建設的加速推進,為智能配網自動化系統、智能變電自動化系統、用電信息采集系統及終端、高低壓費控系統、智能電能表、高低壓開關及成套設備等產品提供了廣闊的市場空間,成為行業發展的主要動力。
據中國電器工業協會的數據統計,國內輸配電設備企業共有6818家。從結構方面來看,超高壓及特高壓產品由于生產成本較高、企業投資規模較大、技術含量較高,市場相對集中。而中低壓產品市場集中度則相對較低,產品銷售增速逐漸趨于平緩。
在未來5年新一輪的洗牌期,輸配電設備制造商需轉型升級,從低端仿造跨越到高端制造,從單一產品向綜合解決方案延伸,趕超世界頂尖企業。
想要了解更多輸配電設備行業的發展前景,請查閱《2021-2026年中國輸配電設備市場深度全景調研及投資前景分析報告》。
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2021-2026年中國輸配電設備市場深度全景調研及投資前景分析報告
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