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    2016/03

      :电网投资拉动变压器需求稳步增长  近年来,我国电力需求增长迅速,电网的高速建设拉动了输变电设备的市场需求。变压器作为电力输送的关键电气设备,市场需求也保持了稳步的增长。《2014-2018年中国变压器制造行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》显示,2013年我国变压器行业销售收入为3680.34亿元,同比增长16.07%,2005-2013年行业复合增长率为20.76%。  图表:2005-2013年变压器制造行业销售收入及增长率变化情况  低端市场产能过剩,面临洗牌  我国变压器行业企业数量非常庞大,2013年全行业有1650家企业,其中小企业就有1303家,占了近80%的比重。多数小企业技术实力不强,只能生产110以下的低端产品,从而导致中低端变压器市场生产能力严重过剩。据统计,目前国内变压器的产能利用率仅为50%。  由于中低端产品本身产品附加值低,再加上供求失衡,直接导致价格不断下滑,很多企业已处于亏损的边缘,经营状况堪忧。变压器行业报告分析认为,目前变压器中低端市场上企业鱼目混杂,价格战下一部分企业以放弃质量为代价,这部分企业必将会被市场所淘汰,行业将面临一**洗牌。  高端市场空间大,特高压变压器迎****市场机遇  前几年,我国曾出现高端变压器供不应求的局面,这一局面随着近几年国内企业不断加大产能投入而得到缓解。总体而言,高端市场景气度较高,仍有很大的市场空间。  今年6月初,国家能源局已经正式下文批复12条电力外送通道建设,包含8条特高压线路,明确提出线路建设时间表,计划2017年年底前全部投产。初步估算,8条特高压投资额逾1500亿元。包括特高压变压器在内的特高压设备厂商将因此迎来****的机遇。  从市场格局来看,我国变压器行业呈现金字塔型结构,电压等级越高,技术壁垒就越强,生产厂家越少,垄断程度越高。目前能生产220kV变压器的厂家有30多家;能生产500kV变压器的生产厂家有10余家,主要包括特变电工、中国西电、保定天威、常州东芝变压器有限公司、重庆ABB变压器有限公司等。  值得注意的是,与国际**的变压器制造企业相比,内资企业在技术水平上已经完全可以抗衡,目前特变电工、中国西电、保定天威等企业已具备1000kv特高压变压器的生产能力。笔者分析认为,特高压变压器新的市场机遇已显现,本土企业将面临更多的机会。
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     1月20日上午9时26分,榆横-潍坊特高压工程潍坊变电站第一柱1000千伏构架柱正式起吊,标志着该站在全线率先转入电气安装工序。  榆横-潍坊1000千伏特高压交流输变电工程于2015年5月12日开工,是第二个获得核准建设的特高压入鲁工程。工程起于陕西榆横,落点山东潍坊,线路全长1048.5公里,途经陕西、山西、河北、山东4省。其中山东省境内线路长度364公里,新建1000千伏潍坊特高压站一座,规划安装4台300万千伏安主变压器,本期安装2台,计划2017年建成投运。1000千伏潍坊变电站位于潍坊市昌乐县,是目前国内特高压变电站中抗震设计要求**的变电站,电气设备抗震设防烈度达到8度,因此设备技术含量更高,施工工艺质量标准更严。  与省内外其他特高压工程相比,潍坊站构架横梁的结构更复杂,吨位更大,组装技术难度更高;而且潍坊站处于鄌郚-葛沟大断裂带与安丘-莒县大断裂带之间,工程场地的抗震设防烈度达8度,电气设施按地震动峰值加速度0.486g进行抗震设防,是迄今为止全国在建设防烈度**的交流特高压变电站,被国家电网公司定为**特高压抗震示范站。
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      日前,国网山东电科院圆满完成锡盟-山东特高压济南站首台主变压器现场局部放电试验,这是变压器所有试验项目中最为关键也是难度**的项目。整个试验过程中主体变压器高、中、低压三侧视在放电量一直维持在60pC、130pC、110pC左右,满足标准、规定要求,试验合格。局部放电试验的完成标志着#2主变A相全部特殊交接试验圆满完成。  由中国电科院、冀北、湖北和河南电科院专家组成的国网公司专家组全程监督了此次局部放电试验,试验获得了专家组的一致认可和高度评价。本次主变特殊交接试验的成功标志着特高压入鲁又迈出坚实的一步,也标志着国网山东电科院电气试验和质量检测进入特高压时代,证明了该院有能力独立进行特高压主变压器的全部特殊交接试验。  为了保证试验的顺利实施,国网山东电科院认真组织、精心准备,设备状态评价中心抽调精兵强将成立特高压变压器试验小组,编制了详细的现场试验方案和作业指导书,并通过了国网公司专家审查。现场试验前,对业主、监理、施工等相关单位进行了试验方案安全技术交底,并明确了现场组织分工。  为了试验达到完满结果,试验人员提前两周进驻试验现场进行设备调试及预试验,通过反复进行试验,摸索经验,分析现场干扰源。根据干扰情况制定了相应的措施降低干扰,最终将背景噪声水平降低到理想的程度,保证了试验的顺利完成。  首台主变压器试验成功为后续特高压变压器的特殊交接试验积累了宝贵的经验。下一步,国网山东电科院将再接再厉,总结试验经验,确保高标准完成后续每项试验工作,全力保障特高压济南站主变压器安全投运。
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     大电网发展形势及“十三五”特高压电网发展展望  1.大电网发展形势和任务  大规模新能源并网对电网发展的需求  我国新能源资源的分布特点,以及集中式新能源发电出力特性对电网运行的影响,客观上决定了大电网是我国新能源规模化发展的重要推动因素,我国大规模新能源并网尤其需要大电网的支撑。  我国风能、太阳能资源丰富,现有技术水平可开发资源分别超过24亿、45亿kW,未来随着技术进步可开发规模更大。目前我国风电装机位居****、太阳能发电装机年底有望超过德国跃居****;风电和光伏发电设备产能充足,均占全球产能的一半以上,具备大规模开发的有利条件。破解当前的弃风、弃光等问题,迫切需要加强电网,通过在全国范围配置资源加以解决。  电源、负荷、电网是影响新能源消纳的三个方面因素。国内外经验表明,在电网环节扩大电网范围,在电源环节提高电源灵活性,在负荷环节实施需求侧响应、增加用电需求,是实现新能源高比例消纳的三大重要途径。  《大气污染防治行动计划》  2014年5月16日,国家能源局印发《关于加快推进大气污染防治行动计划12条重点输电通道建设的通知》,其中,在国家电网规划建设“四交四直”特高压工程和3项500kW工程。新建特高压变电站14座、换流站8座,线路1.2万公里,变电容量1.4亿kW˙h,投资超过2000亿元。  全球能源互联网构建  9月26日,习近平总书记在联合国发展峰会上宣布“中国倡议探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求”。  发挥我国特高压、智能电网、新能源发展的领先优势,以“一带一路”沿线国家的电网互联互通为突破口,推动全球能源互联网建设,有利于我国在全球气候变化谈判和全球能源转型中占领制高点,赢得全球能源治理的话语权和主动权。构建全球能源互联网,总投资100万亿美元左右,可以带动我国特高压、智能电网相关技术、装备和标准输出。  2.电网发展现状  目前,国家电网已建成特高压试验示范工程、皖电东送工程、浙北-福州3项特高压交流工程,建成特高压线路3143.4公里,特高压变电站10座、变电容量5100万千伏安。在建的有锡盟-山东、淮南-南京-上海、蒙西-天津南、榆横-潍坊4项特高压交流工程。  这些工程带动我国电工装备业整体升级。我国已研制了特高压变压器、开关、高抗、串补等全部关键设备,均一次投运成功。在特高压带动下,我国电工装备企业不仅主导了国内高端市场,而且进军国际市场,出口额连年大幅增长。巴西已采用我国特高压技术和装备建设大型水电送出工程。  3.大电网发展格局及“十三五”特高压电网发展展望  统筹考虑能源基地开发、受端地区用电需要,为满足我国能源需求和西部大开发需要,解决能源安全、电网安全、严重雾霾等问题,拉动国家内需和经济增长,还需加快实施“五交八直”特高压交直流工程。其中扎鲁特~驻马店、呼盟~青州特高压直流工程,汇集东北地区火电和风电,打捆送电华北、华中负荷中心,解决东北电网“窝电”问题,满足煤电和风电基地开发、外送需求。  电网发展格局优化的思路:在“十三五”将国家电网优化为西部、东部两个特高压同步电网,形成送、受端结构清晰,交、直流协调发展的格局,将国家电网跨区输电规模从目前的1.1亿千瓦提高到3.7亿千瓦。  “十三五”期间,电网建设投资2.7万亿元,带动电源投资3.2万亿元,总投资近6万亿元。  “十三五”分布式电源及配电网发展形势及展望  1.分布式电源发展趋势  目前国家已明确了2015和2020年分布式光伏发电和分布式天然气的发展目标,虽然对小水电也明确了发展目标,但是小水电一般不作为严格意义的分布式电源,对其他类型分布式电源并未明确具体的发展目标。  根据发展现状和发展条件,确定预测情境下分布式电源发展规模:2020年分布式电源装机容量可达到1.87亿千瓦,占同期全国总装机的9.1%;2030年分布式电源装机容量达到5.05亿千瓦,占同期全国总装机的17.3%。从发展趋势来看,分布式电源占比逐年增加,年均增加近1个百分点。  2.高渗透率分布式电源接入对配网发展需求  分布式电源发展需要依托坚强电网支撑,才能充分发挥技术经济优势,实现快速发展。  发挥电网余缺调剂作用。在用户的用电高峰时期,分布式电源很有可能无法完全满足用户的用电需求,或在用户的用电低谷时期,分布式电源电量过剩,此时需要大电网为分布式电源和用户提供电量调剂余缺;发挥电网备用服务作用。除了少数偏远地区独立运行的分布式电源外,分布式电源一般均接入电网,正常运行时由电网为其提供电压频率支撑、系统备用等服务,发生故障或检修退出时,由电网继续为其用户提供可靠的电力服务,以满足电力用户的可靠供电要求。  分布式电源的大量接入将出现局部地区潮流返送输电网、双向潮流大幅变化等情况,进一步驱动电网的更广泛互联,实现全网范围内进行优化配置和保障电网安全运行。  德国经验:分布式电源大量接入将导致配电网潮流双向流动,成为有源网络,进而出现本地分布式电源发电过剩而频繁向主网送电情况。目前德国大量分布式光伏接入,每年约有四百小时向主网送电,对德国主网有功平衡带来较大影响。依靠大电网调节成为德国分布式光伏消纳重要手段。  我国情况:2020年前,将出现局部地区的可再生能源渗透率高达200%的情况,潮流将返送至220千伏电网。要求主网与配电网建立起更加紧密的联系,将分布式电源纳入到主网监控范围内,在全网范围内优化配置分布式电源。  3.“十三五”配电网发展展望:《配电网建设改造行动计划》  配电网向各类用户配送电能,是电网的重要组成部分,一般指110千伏及以下电网;部分偏远和农村地区电网相对薄弱,110千伏仍承担输电功能,在这些地区配电网指35千伏及以下电网。  2015-2020年与2011-2014年配电网建设改造规模比较  2.高渗透率分布式电源接入对配网发展需求  分布式电源发展需要依托坚强电网支撑,才能充分发挥技术经济优势,实现快速发展。  发挥电网余缺调剂作用。在用户的用电高峰时期,分布式电源很有可能无法完全满足用户的用电需求,或在用户的用电低谷时期,分布式电源电量过剩,此时需要大电网为分布式电源和用户提供电量调剂余缺;发挥电网备用服务作用。除了少数偏远地区独立运行的分布式电源外,分布式电源一般均接入电网,正常运行时由电网为其提供电压频率支撑、系统备用等服务,发生故障或检修退出时,由电网继续为其用户提供可靠的电力服务,以满足电力用户的可靠供电要求。  分布式电源的大量接入将出现局部地区潮流返送输电网、双向潮流大幅变化等情况,进一步驱动电网的更广泛互联,实现全网范围内进行优化配置和保障电网安全运行。  德国经验:分布式电源大量接入将导致配电网潮流双向流动,成为有源网络,进而出现本地分布式电源发电过剩而频繁向主网送电情况。目前德国大量分布式光伏接入,每年约有四百小时向主网送电,对德国主网有功平衡带来较大影响。依靠大电网调节成为德国分布式光伏消纳重要手段。  我国情况:2020年前,将出现局部地区的可再生能源渗透率高达200%的情况,潮流将返送至220千伏电网。要求主网与配电网建立起更加紧密的联系,将分布式电源纳入到主网监控范围内,在全网范围内优化配置分布式电源。  3.“十三五”配电网发展展望:《配电网建设改造行动计划》  配电网向各类用户配送电能,是电网的重要组成部分,一般指110千伏及以下电网;部分偏远和农村地区电网相对薄弱,110千伏仍承担输电功能,在这些地区配电网指35千伏及以下电网。  2015-2020年与2011-2014年配电网建设改造规模比较  《配电网建设改造行动计划》之十大行动  《配电网建设改造行动计划》重点任务中提出十大行动,分别为配电网统筹规划行动、配电网技术标准体系构建及宣贯行动、城市配电网供电可靠性提升行动、配电网统筹规划行动、边远贫困地区供电行动、配电网网架优化行动、配电网装备提升行动、电能替代行动、配电自动化建设行动和新能源及多元化负荷接入畅通行动。其中推动单位新增配网规模投资上升的主要因素在以下三大行动。  配电网装备提升行动:一是优化升级配电变压器,推动非晶合金变压器、高过载能力变压器、调容变压器等设备的应用;二是更新改造配电开关,2020年全面完成开关无油化改造,开关无油化率达到100%;三是提高电缆化率,2020年,中心城市核心区新建线路电缆化率达到60%。  配电自动化建设行动:在中心城市及城镇地区推广集中式馈线自动化方式,在网络关键性节点采用“三遥”终端,在分支线和一般性节点采用“二遥”终端;在乡村地区推广以故障指示器为主的简易配电自动化。2020年,配电自动化覆盖率达到90%。  新能源及多元化负荷接入畅通行动:一是满足新能源和分布式电源并网。推广应用新能源发电功率预测系统、分布式电源“即插即用”并网设备等技术,有序建设主动配电网、分布式多能源互补等示范工程。二是实施用户智能友好互动工程。以智能电表为载体,建设智能计量系统,打造智能服务平台。三是开展微电网示范工程。在城市供电可靠性要求较高的区域和偏远农村、海岛等不同地区,有序开展微电网示范应用。  作者:李琼慧**工程师,国家注册咨询工程师,国网能源研究院新能源与统计研究所所长,主要从事能源战略规划、能源电力供需分析预测、新能源规划、新能源发电及并网、新能源发展产业政策及经济性分析等方面的研究工作。