输配电的概念包括三个方面,即输电、变电、配电。其中输电是指电能的传输,通过输电,把相距甚远的(可达数千公里)发电厂和负荷中心联系起来,使电能的开发和利用超越地域的限制;变电是指利用一定的设备将电压由低等级转变为高等级(升压)或由高等级转变为低能级的过程配电则是消费电能地区内将电力分配至用户的分配手段,直接为用户服务。
从发展过程看,输电电压等级大约以两倍的关系增长。当发电量增至4倍左右时,即出现一个新的更高的电压等级。通常将220千伏及以下的输电电压称为高压输电,330~765千伏等级的输电电压称为超高压输电,1000千伏及以上的输电电压称为特高压输电。表中列出了输电电压与输送容量、输送距离的大致范围。提高输电电压,不仅可以增大输送容量,而且会使输电成本降低、金属材料消耗减少、线路走廊利用率增加。至1987年止,世界上已经使用的交流输电电压达到765千伏。1150千伏的特高压交流输电已经有工业性试验。已建成的最大的直流输电工程,其输电电压为±750千伏,输送距离2400公里,设计输送容量为600万千瓦。
特高压输电是世界上最先进的输电技术。电是要靠电线传输的。我们家里、企业工厂里、商店学校医院里到处都用电,这些电都是通过电网输进来的。电网里的电是从发电厂发出来的。发电厂我们也许见过,也可能从来没见过,这没关系,因为发电厂大都建设在离我们很远的地方。把发电厂发出来的电传输到电网里,再通过电网一直传输到我们家里、工厂里、商店里、学校里、医院里,这就要“输电”。
2016年1月11日,准东-皖南(新疆昌吉—安徽宣城)±1100千伏特高压直流输电工程开工建设。这是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程。
中国人口很多,有十四亿左右,大多数人口都集中在中东部地区。因为中东部特别是沿海地区经济相对发达,生产生活条件较好,而西部、西北地区多山少地,条件相对艰苦,人口分布相对较少,经济也不如中东部地区发达。
经济较发达、人口众多的中东部地区,必然要消耗更多的能源,主要是需要更多的电力供应。前面说到,电是从发电厂发出来的。
发电厂靠什么来发电呢?在中国,发电厂主要靠烧煤或靠水力来发电,也有少量的用核能发电。用煤发电的叫火电厂,靠水力发电的叫水电厂,用核能发电的叫核电厂。换句话说,要想能发电,就要有煤炭或者水力资源,核能发电只占很少部分。
可是,中国的煤炭储藏主要在西北,如山西、陕西、内蒙古东部、宁夏以及新疆部分地区,中东部省份煤炭储藏量很少。水力资源主要分布在西部地区和长江中上游、黄河上游以及西南的雅砻江、金沙江、澜沧江、雅鲁藏布江等。
这样一来,中东部及沿海地区需要大量电力供应,又没有用来发电的资源,能用来发电的煤炭、水力资源却远在上千公里之外的西部地区。怎么解决这个能源问题呢?
于是,国家采取输煤和输电两个策略。一是采取把西部的部分煤炭通过铁路运到港口(大同—秦皇岛)再装船运到江苏、上海、广东等地,简称输煤;二是用西部的煤炭、水力资源就地发电,再通过输电线路和电网把电送到中东部地区,简称输电。
用西部的煤炭、水力就地发电,只要在当地建火电厂或水电厂就行了。建电厂当然要花钱,尤其是建水电厂投资较大,但这是一次性投资管用很多年。然后就是要建输电线路,把电送到中东部地区。
特高压输送容量大、送电距离长、线路损耗低、占用土地少。100万伏交流特高压输电线路输送电能的能力(技术上叫输送容量)是50万伏超高压输电线路的5倍。所以有人这样比喻,超高压输电是省级公路,顶多就算是个国道,而特高压输电是“电力高速公路”。
中国的特高压输电这个“电力高速公路”,2008年底才刚刚建成一个试验示范工程,线路全长只有640公里。所以,要建成特高压电网这个电力高速公路网,还需要较长时间,也必然要花费不少的人力、物力、财力,为的就是要在全国范围内方便、快捷、高效地配置能源资源。
在电力工程技术上有一个名词叫“经济输送距离”,指的是某一电压等级输电线路最经济的输送距离是多少,因为输电线路在输送电能的同时本身也有损耗,线路太长损耗太大经济上不合算。
50万伏超高压输电线路的经济输送距离一般为600~800公里,而100万伏特高压输电线路因为电压提高了,线路损耗减少了,它的经济输送距离也就加大了,能达到1000~1500公里甚至更长,这样就能解决前面说到的把西部能源搬到中东部地区使用的问题。
建设输电线路同样也要占用土地,工程上叫“线路走廊”。前面说过,建一条100万伏特高压输电线路能顶5条50万伏超高压输电线路,而线路走廊所占用的土地只相当于2条50万伏输电线路,所以相对来说,建特高压输电线路能少占土地,这对土地资源稀缺的中东部地区来说尤其有利。
当然,特高压输电,特别是建设特高压电网,还有很多好处。它能把中国电网坚强地连接起来,使建在不同地点的不同发电厂(比如火电厂和水电厂之间)能互相支援和补充,工程上叫“实现水火互济,取得联网效益”;能促进西部煤炭资源、水力资源的集约化开发,降低发电成本;能保证中东部地区不断增长的电力需求,减少在人口密集、经济发达地区建火电厂所带来的环境污染;同时也能促进西部资源密集、经济欠发达地区的经济社会和谐发展。
目前我国输配电行业的上市企业有86家,输配电设备生产企业有六千多家,随着电力行业的发展,输配电及控制设备制造行业也获得了较大的发展。2016年我国输配电设备行业资产规模达到12356亿元,比2015年增加862亿元。工业总产值达到3415亿元,比2015年增加205亿元。
输配电设备行业的需求方主要是电网行业,是输配电及控制设备行业收入的主要来源。电网行业本身的需求也因目的不同而各不相同,例如,跨国、跨地区联网工程;大型水电、煤电、风电送出工程;城市电网改造工程;农村电网改造工程;提高抗灾能力工程;水电建设工程等等。
智能电网建设的加速推进,为智能配网自动化系统、智能变电自动化系统、用电信息采集系统及终端、高低压费控系统、智能电能表、高低压开关及成套设备等产品提供了广阔的市场空间,成为行业发展的主要动力。
据中国电器工业协会的数据统计,国内输配电设备企业共有6818家。从结构方面来看,超高压及特高压产品由于生产成本较高、企业投资规模较大、技术含量较高,市场相对集中。而中低压产品市场集中度则相对较低,产品销售增速逐渐趋于平缓。
在未来5年新一轮的洗牌期,输配电设备制造商需转型升级,从低端仿造跨越到高端制造,从单一产品向综合解决方案延伸,赶超世界顶尖企业。
想要了解更多输配电设备行业的发展前景,请查阅《2021-2026年中国输配电设备市场深度全景调研及投资前景分析报告》。

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