柔性直流海缆用IGBT换流,上下游产业链中价值量提升最明显的环节集中在核心功率半导体器件、高端海缆制造以及换流站系统集成。具体来看,上游以IGBT模块为代表的功率半导体环节价值量占比显著提升,中游柔性直流海缆因技术壁垒更高而具备更强溢价能力,下游换流站的集成与调试复杂度也相应增加。

上游:功率半导体环节价值量跃升

柔性直流输电的核心变化在于用IGBT替代了晶闸管,这使得输电系统的可控性和灵活性都大大增强。这一技术替代直接改变了产业链的价值分配格局——产业链话语权从传统的电网设备向功率半导体环节迁移。

IGBT模块作为换流阀的核心器件,其技术门槛和单位价值量远高于传统晶闸管。随着柔性直流输电工程向远海、大容量方向发展,对IGBT模块的性能要求持续提升,该环节在整个产业链中的价值占比随之上升,成为价值量提升最明显的环节之一。

中游:柔性直流海缆规格升级

与交流海缆相比,直流海缆在相同电缆类型、导体截面和敷设条件下,载流量和输电容量要大得多,且不存在交变电磁场,不会损耗导体、金属套等材料。这意味着柔性直流海缆在导体规格、绝缘材料等方面的要求更高,产品价值量相应提升。

柔性直流海缆的技术难点主要体现在绝缘加工环节。与交流海缆不同,直流海缆在工作过程中出现温升后,可能导致绝缘内的最大场强发生迁移,因此对绝缘屏蔽和绝缘界面的完好性要求很高。在批量制造过程中,导体屏蔽、绝缘与绝缘屏蔽的三层共挤是最关键的工序,需要通过3个独立挤出机完成材料熔融塑化后,推进至共挤机头,再通过模具系统进行设计尺寸下的连续挤出。这一高难度工艺构成了柔性直流海缆的核心壁垒,也支撑了其更高的产品价值。

下游:换流站集成与调试环节更复杂

柔性直流换流站与常规直流换流站相比,由于采用IGBT换流阀,其控制系统、保护系统及调试流程都更加复杂。换流站作为柔性直流输电系统的关键枢纽,其设备集成、系统联调和技术服务的价值量也随之提升。

常见问题

柔性直流海缆相比交流海缆的核心优势是什么?

柔性直流海缆不存在交变电磁场,不会损耗导体、金属套等材料,且在相同条件下载流量和输电容量大得多。对于容量400MW及以上的海上风电场,当输电距离超过70km时,柔性直流输电方案的经济性更强。

国内哪些企业具备柔性直流海缆生产能力?

目前国内具备柔性直流海缆生产能力的企业与500kV交流海缆一样,主要集中在东方电缆、中天科技和亨通光电三家。其中中天科技在柔性直流领域优势较为明显,大部分柔性直流海缆项目由其承接。

柔性直流海缆的技术难点在哪里?

柔性直流海缆的技术难点主要体现在绝缘加工环节,核心是确保导体屏蔽、绝缘与绝缘屏蔽三层共挤后形成的内外两个界面光滑统一,这对直流海缆电场分布和长期电气性能稳定性至关重要。