日期：20211123
【核心要点】

1、直流/柔性直流的应用场景：未来发展趋势是多端、混联，三大应用场景包括常规直流（或者常规直流搭配柔性直流），纯柔直，海上风电。

柔性直流与常规直流不是互相替代的关系，陆上柔直很多是混合的，一方面，送端为了升压，保证输送容量和耐压，用的常规直流，另一方面，受端灵活性更重要，接到不同等级电网，对灵活性要求更强一些。

未来海上风电是柔直最大的应用场景，深远海上风电送出必须使用柔直，未来在国内、海外都有很好的发展前景。许继的海上柔直技术已经完全过关。

2、设备价值量分析：柔性直流1座换流站分为正负2级，1级2套换流阀，一座换流站4套换流阀，一套换流阀2亿，一座换流站的换流阀造价8亿左右。海上贵多了，海上3.7亿，比常规方案阀的体积数量都缩小；常规柔直的一个站用4个换流阀，海上用的换流阀数量会减少。

4、晶闸管与IGBT用量：项目比较简单就直接用晶闸管，比较复杂的就是部分用IGBT。现在海风柔直，全部就用IGBT，但是电压等级高的柔直IGBT晶闸管必须配合使用。未来陆上的乌东德、南方电网柔直项目是晶闸管与IGBT两者搭配，取决于最佳的经济、社会效益。

5、IGBT国产化进度：目前张北柔直使用的是国网研发的国产IGBT，但受限于成本和可靠性尚不能大规模推广。

【正文】

直流以及柔性直流未来的发展趋势

直流、柔直，未来都会发展，国家提出“3060”双碳目标，新型电力系统建设，会大幅发展风电光伏，未来把风光作为主要能源，大基地、分布式都要并举，采用大基地模式，直流输电、柔直输电，大有用场，柔直对电网灵活调节很重要。

国网公司目标建设有松动，现在直流多，交流偏少，特高压角度来讲，电网安全存在隐患。直流的话，直流的特高压，项目工程偏多，相对来说交流偏弱，国家电网想做交流，但国家不允许。现在换了一种模式，以华中电网为模板，做类似特高压交流电网，这样的话，可以平衡一下直流和交流，如果直流太多，整个大电网并不安全，国家电网也是考虑到这一点。“十四五”来看，交流、直流都会发展，交流工程更容易批下来，直流也会做，交流可能更容易批下来。

南网也类似。南方电网比较特殊，现在搞粤港澳大湾区，有动力压力，在柔性直流更重视，现在乌东工程，是中国最强的柔直工程，国网还想推广，进一步挖掘云南水电，进一步建设乌东德工程，第二面向粤港澳大湾区，会大力发展海上风电，进行统筹规划，对粤东、南海地区，并到南网。

【直流/柔直应用场景】

直流/柔性直流的应用场景

1.常规直流，所谓的特高压直流工程，溪洛渡-金沙江-上海，属于常规的直流，是点对点。

2.多端，三端柔性直流，乌东德就是三端，串联±800千伏，两个网，现在多端直流输电，正在做白鹤滩-江苏±800kv，属于特高压混合工程，是很重要模式。

3.三端常规直流，比如云贵互联。

趋势是向多端、混联，白鹤滩-江苏项目，未来会成为范本，特高压混合输电工程，既有常规直流，又要柔性直流。

特高压直流和柔性直流可以混合搭配。原来的直流点对点，固定了就比较死板，未来多端3-4个点，输电通道会大幅扩展。特高压送端常规直流更适合，落点柔直更适合吗，主要是平衡整个成本，根据项目做整体评估，常规直流未来会搭配柔性直流使用。乌东德全部投运，并且运行没问题的话，项目可能就会推广，因为乌东德技术最复杂，输电容量最大。乌东德工程是纯柔直项目，是三端的方式。

Q：未来是常规直流+受端柔直、纯柔性直流两类方式，南方电网的规划比较多，纯柔直的线路是什么情况？

A：南方电网可能乌东德还没完全消化，云贵高原的直流电网工程，不会太多。国网这边几条线路，陇东-山东，哈密-重庆，都是规划结束，已经在设计了。南方的特点在于海上柔直方面，有新的技术，在多端直流的规划，南方电网想建海上枢纽岛，作为能源站。枢纽岛可以作为海风、储能、海上制氢综合能源站，正在做设计，在粤东、南海地区，覆盖整片风电场，很多公司开发，不同风电场中间设计一个枢纽岛，作为海上能源枢纽，这个岛要和和南方电网并网，并网技术采用柔直，促进海上风光、储能、制氢，制造大型制氢。这个是他们的特点，其他技术上的话，南网可能赶不上国网。

总结：三大应用场景常规直流（或者常规直流搭配柔性直流），纯柔直，海上风电。目前海上风电国内做成的是100km，下一步至少达到200km。这块很有前景。

【直流输电中价值量讨论】

Q：常规直流和柔性直流的换流阀价值量？

A：柔性直流及质量肯定会更高一些，因为技术含量更高，带有直流保护系统（保护级别高很多，技术难度大），换流阀价格略高。换了柔性直流，电压不会很高，柔性直流电压等级不能做的特别高，现在新型厂家，300kv也想做成柔性直流，想跨入门槛，成本比普通变电站高，又比800kv成本低很多。

Q：一条典型的柔直线路，站点数量和换流阀的数量和一般特高压相比？

A：张北直流工程示范意义很大，容量小，全部采用风光储，不用火电，具体到工程里面，最难的是乌东德，乌东德电压等级最高，容量最大，造价非常贵。

Q：柔性直流站点会不会多一些？

A：乌东德3个换流站，成本比常规直流（2个站）多一倍，一个是站数增多，一个是单站价值量更高。柔直至少2个站，单条线设备的价值量也会更多。

国网公司的想法不是全部押在特高压直流，趋势是把特高压网架打深打实。现在500kv通道不足，特高压直流相当于2个飞机场，飞过来的飞机，而是巨轮，那么机场附近都要建成高速公路，才能把电能输送出去。不足之处，机场附近的高压部分，比如500kv/750KV

是平静，十四五重点换到500、750kv网架建设，这部分投资接近7000亿元，直流没问题都要建，如果把500、750kv网架建设一起考虑（交流电电网升级），价值量就会很高，现有已建成直流站要扩容，这一块电网投资很多，加上配网，至少2万亿。

许继交流特高压相对比较弱，交流是西电、特变电工强一些，强在特高压变压器，交流主要通过变压器实现。直流和交流需要搭配使用，电网安全中交流比较薄弱，直流比较弱。要把网架要做得更坚强，用于消化电能，建设直流才能有底气，否则发端、受端能力有限，送过来严重限制了直流的利用效率。

【海上柔直】

Q：海上柔直的线路，各省规划深海风电占比非常大，深海风电柔直接入是最好的方式吗？

A：近海风电场，受制于环境污染、影响航道，现在主要发展远海，远海柔直成熟，但电缆、海缆技术不成熟，通过海底电缆输送到陆地，我国这方面不成熟，中天科技在创新，500kv可以做，算是特高压。二是，原来陆上的柔直经不起冲击、震动，容易出事故，许继通过江苏如东项目解决这个问题，海上柔直技术已经完全过关，剩下就是海上风电柔直怎么规划，一种方式是升压站就近建在海风附近，另一种是升压站、柔直站建一个海上平台，节省面积，这是一个趋势。

Q：为什么深海风电必须用柔直？其他常规直流为什么不合适？

A：风力发电厂发的交流电，陆地也是交流电，两类电网要隔离，柔直是最好的隔离，如果直接连到陆地，两个电网要相互影响，海风电网如果出事故，会影响陆地电网，陆地也会影响海上。通过柔直，两个电网可以不同步，完全隔离开。不管各自出什么事故，双方都互不干扰，最好的办法就是柔性直流。

Q：100万千瓦风电场拉海上柔直线路过来，是不是也可以理解为两个站，跟特高压换流阀价值量会不会差不多？

A：陆上柔直比陆上常规直流站点多，单站价值量更大，普通换流阀造价2亿，海上造价3亿以上。需要海上、陆地各1个换流站，站与站之间各有一个换流阀，陆上2个站，16个换流阀，数量基本上和陆上同等，结构更紧凑，体积更小，加上抗风、抗震动设计。海上更难，价值更高，现在路上1个换流阀2亿，海上肯定会高于这个数据，许继换流阀3.7亿一套（包括直流保护系统等），比陆地的要贵，做了特殊设计，体积非常小，陆地就是很常规的柔直换流阀。

Q：现在如东的项目走得可以吗？

A：是的，已经并网了，风电场的风全部通过柔直送到江苏电网，这个月已经并网，未来肯定会推广，海上风电国内还是很看好的，海上风电国家规划比较滞后，各个发电集团各自为战，跑马圈地，没有整体规划，要统筹以后，作为中枢，共同采用，效益更高，效率更高。

Q：前景广阔，尤其是海风并网，柔直使用场景广，企业端有没有感受到客户意向、订单？

A：起量不好说，做了很多创新。江苏如东这个项目，全世界电压等级最高，容量最大，中国一带一路，拿了很强的底牌。中国和欧盟谈，愿意帮助欧洲建大型风电场，可以肯定讲，许继如东项目做成了给了国网很大底牌，国网掌握了技术，南网还没掌握，国网用这个和发电集团谈，要做海上风电的统筹工作，统筹好了，市场空间很大，有这个底气。

这个工程全部国产化，带动海上风机、变压器（特变电工），海缆是中天科技做的，很多施工项目用江苏本地，国网做技术含量最高的。项目投资额大，140亿多，EPC总包，核心设计都是国网做。

【晶闸管与IGBT讨论】

Q：技术细节讨论：直流晶闸管多，柔性直流IGBT量多，怎么理解两个产品的关系？晶闸管在换流阀4亿中成本占比？

A：柔性直流：看部分厂商，柔直中，IGBT是主要成本，占整体成本三分之一，晶闸管比例较低，总体来说，晶闸管占比没有IGBT更高。

常规直流：用晶闸管多，比较便宜，国内掌握，IGBT现在国内在发力，江苏如东用的赛晶的IGBT，就是做电力IGBT，就是看中国产的，重要设备都是国产的，采购赛晶很多，采购赛晶的IGBT在换流阀成本。许继除了IGBT都是自己搞，因为许继不是半导体公司，柔直促进半导体产业链研发，现在IGBT这么对，到后期很多厂商要进来，价格可能会降下来。

Q：柔性直流未来不用晶闸管了吗？

A：晶闸管一般用在电压等级很高的地方（IGBT可能达不到），800kv以上，现在正在做1500kv，现在柔直做不了那么高，现在最高就是800kv（乌东德），功率5000MW，现在只能做到这个程度。如果是同样的正负800kv，柔直成本会很高。

Q：许继设计的换流阀，IGBT和晶闸管配套比例？

A：根据具体项目，项目比较简单就直接用晶闸管，比较复杂的就是部分用IGBT。现在海风柔直，全部就用IGBT，原因就是电压400kv也不高，但对灵活性控制要求很高，就很适合用IGBT，没有在海上风电用晶闸，就是因为技术可靠性不是很高（400kv也比国外的高很多了）。未来陆上的乌东德、南方电网柔直项目是两者搭配，看怎么取得最佳的经济、社会效益。

Q：国产IGBT使用、表现情况？

A：这块进步非常可观，除了中车，赛晶也起来了，以前被老美卡脖子，进入的厂商很多，还会有进展，大的突破，这里用到的IGBT不要求尺寸（几十nm都可以），关键是耐高压、质量可靠、安全，国内可以做到，关键是怎么用新材料实现耐高压，保证稳定性，用碳化硅、氮化镓、石墨烯，各种渠道，多种技术路线都在做。假设有一天，IGBT也能做到800/1000kv，那发展潜力非常。

换流阀的数量：1座换流站分为正负2级，1级2套换流阀，一座换流站4套换流阀，一套换流阀2亿，一座换流站的换流阀造价8亿左右。这是以晶闸管方式计算，是的可以的。用IGBT会大幅度简化，体积会缩小，过去半导体器件运行功率不强，要很多辅助电路，如果半导体很强，电路集成在芯片里面，体积、数量可能减少。三个部分：器件、电路、控制，电路包括很多种类，这种电路以前用晶闸管，现在电路和器件集成在一个半导体器件，实现了这个功能，体积可能会减少。造价看情况，短期IGBT价格降不来下，竞争激烈，未来价格和会降下来的，技术性能还可能大幅度提高。

Q：南方电网推进存量直流受端改柔直，新建的直流都是柔性直流，现在很多都是混合方式，可不可以理解现在晶闸管用在送端？IGBT用在受端？

A：这个理解是对的，是这个趋势，送端为了升压，保证品质，用的常规直流，受端灵活性更重要，接到不同等级电网，对灵活性要求更强一些。

Q：柔直不需要动态无功支撑，不存在换相失败，短路容量要求不高，是不是只要受端柔直，不需要这些支撑？

A：不能这么理解，大容量电流来了，电能不能储存，需要马上要分散，周围的通道要容量非常大，否则会阻塞，输送不过来，闭锁。现在柔直工程输电通道效率不高，受端虽然柔直，但是当地消纳有限，又不能通过跨省通道外送，柔直发端功率电压都要受控，很多都没有满发满送。要改善输电通道利用效率，受端一定要扩容，把电能输送出去，才能保证空中通道畅通，否则会影响发送端效率。

Q：现在不同的技术方案，站站直流、多级混联，不同方案换流站造价不同？

A：柔直都是项目型工程，各种项目都要重新设计，项目工程包括产品、服务、客户关系，服务是可客户打交道，提供仿真平台，通过仿真平台展现，基于仿真做出实验数据，实验数据没拿到，不能用到新的项目，对于厂商有数据积累，可以用到新的项目，虽然不能全部用，但有助于项目设计更加到位。

Q：海上风电可以隔离故障，可以用常规直流吗？

A：常规直流不能解决大容量的问题，另一方面输送距离受限，海上没法解决常规直流那么庞大的设备，海上建换流站用常规直流方式建设，解决不了抗震动、潮湿、高温高热的问题，常规直流对环境要求更高，陆地常规直流做的很多，海上是第一个例子，中国做成了，常规直流技术没错，但实际做起来很困难。

Q：海上、陆上换流阀造价的区别？

A：海上贵多了，海上就是3.7亿，比常规方案阀的体积数量都缩小；常规柔直的一个站用4个换流阀，基于IGBT现在减少了，效率提高了。

Q：海风用柔直，类似于孤岛供电，如果柔直是孤岛供电只能用柔直解决，未来风光基地，没有打捆的火电、交流电网，是不是送端的也要用柔直？

A：陆地电网强大稳定，强大电网支撑，不存在这个问题。风光基地在荒漠中，没有电网支撑，只能用柔直这种方式。

Q：电网背靠背互联，是必需用柔直吗？

A：不是必须的，广东地区的项目，涉及两个电网之间，并不完全想并在一起，有问题不会互相影响，利益做切割，需要用柔直。要看具体目的，毕竟相较于常规直流，柔直的成本很高。

Q：柔直未来在城市的配电网中会有渗透吗？

A：南瑞做配电网装置，这个东西会渗透，解决鼓励配电网的问题。草原等无人环境有孤立配电网，需要强电网定向输送能量，效率更高，变电站可以建得很小，建一个铁塔一样就可以，解决了跨越高山沙漠的问题。还有就是解决了配电网的产权不清的问题，县级电网不属于国家，民营资金的，和他们共建需要区分。

Q：换流阀的冷却等保护系统，柔直对辅助环节的要求是否会下降？

A：晶闸管的冷却系统比较复杂，柔直的冷却不需要体积那么大，技术水平没有降低，除了传统的水冷外可以尝试新的冷却方式，可以根据需求设计得更灵活。

Q：许继晶锐现在和许继还有关系吗？

A：没什么关系了，人员上有些关系，资本上没什么关系了。许继的人自己出去建了个公司，有技术，给许继做配套。资本上牵扯不多，靠原来的人和关系支撑他们的业务。

Q：IGBT能做到800，1100之后可能会对送端和特高压渗透，对晶闸管的成本劣势还有吗？

A：关键是要看IGBT成本是否能够降下来，看中国半导体产业的发展。IGBT是半导体的分支，都是受制于半导体产业的发展，国家是在大力支持的，但是五年十年无法取代晶闸管。稳定性，安全性可能达不到。半导体大发展会推动IGBT发展，IGBT现在议价能力高，大家都能做了之后成本也就下来了，IGBT的优势就出来了。

Q：功率半导体方面，晶闸管这边是否是能够完全国产了？

A：对，卡脖子的可能性很低。

Q：IGBT现在国网对国产化率有要求，张北工程用的IGBT是真国产吗？

A：是国产的，但成本还不具备推广的基础。国网有自己的芯片公司，国网智芯。南瑞现在比较突出的就是IGBT和研究院、智芯公司也有合作。搞出来的IGBT肯定自己要用，但是短期是否能突破，谨慎乐观。能不能持续投入，还未可知，现在还没具体成果出来。江北的柔直是定制的，成本比较高，类似于实验产品，不能大量推广。南瑞和研究院的子公司也在搞IGBT，但也没有出成果，还需要一个过程，国家也支持自研IGBT，IGBT使用范围非常非常广。

Q：派瑞、中车时代都发过新闻，柔直用的晶闸管，名词比较复杂，该怎么理解？

A：本质上是也是用在常直中的，但是比以前的晶闸管有改进，就是把原来的电路设计集成到晶闸管里面了。高电和柔直电压等级高的话还是要用晶闸管的，电压等级下来的话可以用IGBT有优势。