1月15日,国家电网正式宣布“十五五”期间(2026-2030年)固定资产投资总额将达4万亿元,较“十四五”时期增长40%,年均投资规模达8000亿元。随后,南方电网披露2026年投资规模为1800亿元,行业普遍预计南方电网“十五五”期间总投资将达1万亿元左右。据此测算,两大电网五年总投资将逼近5万亿元,这一数字远超“十三五”期间的2.64万亿元和“十四五”的2.85万亿元。
根据《指导意见》,到2030年,主干电网和配电网为重要基础、智能微电网为有益补充的新型电网平台初步建成。两大电网此次投资将重点投向特高压输电、配网升级、数智化转型三大领域。
传统电网的输送和控制主要依靠机械开关、变压器等笨重、响应慢的设备。在现代电网,尤其是新型电力系统的建设中,电网正在向柔性、智能、高效的方向发展,电网快速向“电力电子化”转型,IGBT作为高性能、高电压、大电流的可控开关,是实现这一转型的物理基础,是电网转型中的核心功率半导体器件。与工业变频器或电动汽车(一辆车用几十个)不同,一个特高压柔性直流工程或一个大型海上风电换流站,其使用的IGBT模块数量是万片甚至十万片级别的。同时,随着电网对控制精度和灵活性的要求提高,IGBT的应用场景从主干网扩展到配网和用户侧,渗透率持续提升。受益于全球能源转型和电网升级,电网领域的IGBT市场是增速最快的细分市场之一,年均增长率显著。总结地说,现代电网建设中,IGBT应用范围极广、需求量极大,价值极高。例如一个大型HVDC工程的仅仅IGBT价值就可能达数亿甚至数十亿元人民币。
IGBT在电网中的主要应用场景包括:(1)高压直流输电(HVDC),这是IGBT在电网中最大、最核心的应用领域。 传统的长距离输电用交流电损耗很大。HVDC技术损耗低、控制灵活,特别适合跨区域送电、海上风电并网等。这其中的核心技术,无论是电压源换流型高压直流输电,还是柔性直流输电,其核心换流站都大量使用IGBT模块(成千上万个)搭建的换流阀塔。单个模块的功率和电压等级也更高(如3300V、4500V、6500V)。(2)柔性交流输电系统,用于增强现有交流电网的稳定性、传输能力和可控性。关键设备如静止同步补偿器、统一潮流控制器、静止无功补偿器等,其核心也依赖于由IGBT构成的换流器。(3)新能源并网。如风电(特别是海上风电)变流器(全功率变流器或双馈变流器),将风机发出的频率变化的交流电转换为稳定的电网频率,IGBT是变流器的核心。又如光伏发电,大型光伏电站的集中式或组串式逆变器,其核心开关器件也大量使用IGBT模块。随着全球新能源装机容量的暴增,这部分需求非常庞大。(4)电能质量治理与储能系统。有源电力滤波器、动态电压恢复器等设备用于治理电网谐波、电压波动,需要IGBT。电化学储能系统,储能变流器是连接电池和电网的桥梁,实现充放电和功率调节,同样以IGBT为核心部件。(5)智能配电与用户侧,如固态断路器、智能变压器等新型配电设备,也开始应用IGBT以实现更快、更精确的控制。
主干网:时代电气(SH688187)。时代电气是解决中国电网高压、超大功率IGBT“卡脖子”问题的国家队和核心企业,是中国电网级高压IGBT应用的绝对龙头和主力军,是中国少有的具备“芯片设计-芯片制造-模块封装-系统应用”完整IDM模式的IGBT企业,其3300V、4500V、6500V等级的高压IGBT模块,是构建电压源换流站的国产IGBT唯一选择。其产品已经深度应用于中国特高压电网和柔性直流输电等最高端的核心领域,在乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程、张北柔性直流电网试验示范工程、闽粤联网工程、白鹤滩-江苏工程等重大工程中,其高压IGBT均得到规模化应用。另外,在大型风电、光伏基地的集中式SVG(无功补偿)和升压/汇集站的电力电子设备中,时代电气的IGBT也有广泛应用。
中低压配网和用户侧:宏微科技(SH688711)。宏微科技的产品线主要集中在1200V及以下的IGBT单管和模块,以及部分1700V模块,“智能电网”是公司产品的重要应用领域之一。其产品广泛应用在分布式并网,如光伏/储能逆变器、工商业储能逆变器、组串式光伏逆变器等,构成智能电网分布式能源节点的重要部分,是宏微科技IGBT最核心、占比最大的应用领域。在电能质量与配电网自动化方面,如有源电力滤波器和静止无功发生器(用于治理商业楼宇、工厂、数据中心等场合的谐波和无功问题,提升配电网电能质量)、动态电压调节器(用于保障敏感负载的电压稳定)、固态开关/固态断路器(配电网自动化前沿设备,可以实现微秒级的故障隔离和供电恢复,对IGBT的动态特性要求高),宏微科技的产品均有应用;在用户侧与工业节能方面,如高压电机驱动的变频器、UPS等,虽然不直接算电网设备,但它们是智能电网中重要的可调节负载,其节能和可控性对电网稳定有贡献,并且这是宏微的传统优势市场。另外,宏微科技的功率器件还在机器人、核聚变领域布局深远,具有极大的应用落地预期。
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