海上风电向深远海推进,送电距离拉长后,柔性直流海缆成为远距离输电的必然选择,而政策推动的标准化与国产化进程,将直接影响具备高压与直流制造能力企业的竞争格局。在交流输电方案下,输电距离拉长会带来过电压问题,需增装高抗导致成本上升;柔性直流不存在这一问题,且相同条件下载流量和输电容量更大。对于容量400MW及以上的海上风电场,交直流方案造价曲线的交叉点出现在输送距离60至70公里之间——超过约70公里后,柔性直流方案的经济性更优。
深远海开发如何催生柔性直流需求
海上风电开发由近海走向深远海,本质上是输电距离不断拉长的过程。随着输送距离增加,交流海缆的经济性逐步减弱,而柔性直流海缆因无需电抗器、不存在交变电磁场损耗,在长距离场景下优势凸显。柔性直流输电在传统直流基础上以IGBT替代晶闸管,可控性和灵活性显著增强。这意味着,深远海风电的规模化开发,将带动柔性直流海缆需求持续提升。
标准化与国产化的政策着力点
海缆绝缘材料中,交联聚乙烯因导热性好、输送容量大、损耗低,是应用最广泛的绝缘材料,其成本接近原材料成本的10%。目前国内交联聚乙烯仍主要依赖进口,供应受外部因素影响较大;中国石化已有一条产线能够生产,未来国产化率有望逐步提升,这为国内海缆企业保障供应链稳定提供了基础。
柔性直流海缆的技术难点集中在绝缘加工环节。与交流海缆不同,直流海缆工作温升后可能导致绝缘内最大场强迁移,因此对绝缘屏蔽和绝缘界面的完好性要求极高。批量制造中,导体屏蔽、绝缘与绝缘屏蔽的三层共挤是最关键工序,两个界面的光滑统一直接决定电场分布与长期电气性能稳定性。政策的标准化导向,有助于将这类工艺要求固化为行业规范,推动整体制造水平提升。
高压与直流能力重塑竞争格局
海缆技术壁垒呈阶梯状分布。电压等级越高,绝缘材料被击穿的可能性越大,对制造工艺要求越高。目前具备500kV交流海缆生产能力的企业,与具备柔性直流海缆生产能力的企业高度重合,均为东方电缆、中天科技和亨通光电三家。在柔性直流领域,中天科技优势较为突出,大部分柔性直流海缆项目由其承接,400kV柔性直流海缆订单目前仅中天一家拥有。不过技术优势最终仍要让位于属地资源,例如阳江的500kV柔性直流海缆项目,最终结果还需结合属地因素综合判断。
常见问题
为什么深远海风电必须采用柔性直流输电?
交流海缆输电距离达到一定长度后会出现过电压问题,需要增装高抗,成本增加且经济性减弱。柔性直流不存在这一问题,且在相同电缆类型、导体截面和敷设条件下,载流量和输电容量更大。对于400MW及以上风电场,输送距离超过约70公里时柔性直流方案造价更低。
柔性直流海缆的核心技术难点在哪里?
难点主要在绝缘加工环节。直流海缆工作温升后,绝缘内最大场强可能从靠近导体屏蔽处向绝缘屏蔽处迁移,对绝缘屏蔽和绝缘界面的完好性要求很高。批量制造中,导体屏蔽、绝缘与绝缘屏蔽的三层共挤是最关键工序,两个界面的光滑统一对电场分布和长期性能稳定性至关重要。
哪些企业具备高压与柔性直流海缆生产能力?
目前国内具备500kV交流海缆和柔性直流海缆生产能力的企业均为东方电缆、中天科技和亨通光电三家。其中中天科技在柔性直流领域订单积累较多,400kV柔性直流海缆订单目前仅中天一家拥有。