高压无功补偿装置行业基本情况

高压无功补偿装置属于电力系统中一次设备，作用在于提供感性负载所消耗 的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供由线路输送的无功功率，

降低线路

和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，而在大系统中，还起到调整电网电压， 提高电网稳定性的作用。在我国政府大力倡导节能减排的背景下， 在电力系统中 利用无功补偿装置提高设备的利用率，充分利用发电机的出力而降低对石化燃料 的需求是一种有效的“节能减排”手段。同时未来智能电网及特高压输电线路的 建设将为本行业带来巨大的发展机遇。

1、行业发展历程

80年代以前，无功补偿装置是由电力电容器厂以“散件”形式提供，客户 自行组装来实现

的。80年代后，电容器制造厂开始设计、制造和提供无功补偿 成套装置，并建成专业的成套车间，截止到目前，国内电容器制造企业基本上是 以提供无功补偿成套装置为主，极少以电容器散件供应。同时产品种类也不断得 到丰富和提高，逐步形成了传统型、SVC SVG等多种无功补偿装置产品同时存 在的格局，并且由于各种类型的无功补偿装置各具特色， 均有其适用的客户群体, 多种无功补偿装置并存的局面将持续存在。

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品闸言投切电咨器

SVE

晶闸管授切电R^(TCR)

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冋歩调相机

SVGS然是目前最先进的一种无功补偿方式，但是由于造价较高，稳定性较

低等问题，考虑到我国实际国情，短期内还难以普及，目前只适用于小范围要求 较高的领域。目前应用的最广泛的依然是传统型无功补偿装置和静止无功补偿装

置（SVC为主，其中传统型无功补偿装置以高压并联无功补偿装置为主，占据 80鸠上的份额；静止无功补偿装置（SVC中应用最为广泛包括TCR型静止无功 补偿装置和MCF型静止无功补偿装置，占据90%^上的份额。发行人的高压无功 补偿装置主要为高压并联电容器装置和 MC理

SVC装置。前者为目前行业采用最 广泛，利用率最高的补偿方式， 后者为技术日趋成熟， 未来

市场发展空间巨大的 静止型动态无功补偿装置。

从生产无功补偿装置的核心器件电力电容器的产能情况来看， 目前我国电力 无功补偿装置生产能力已居世界第一， 装备水平也进入世界先进水平行列。 原来 一直由国外进口产品垄断的高电压等级产品市场， 在最近几年国产无功补偿装置 的占有率不断提高。

据统计，截止到 2009 年，全国生产成套装置企业一百多家，主要外资企业

有4家，分别是西安ABB无锡日新、上海库柏和上海 MW，包括本公司在内年 产量 100万千乏以上规模较大企业 34家，根据电力电容器协会统计， 2009年主 要内资企业无功补偿及滤波成套装置产量为 1.52 万套，产值达到 15.83 亿。

2、高压无功补偿装置技术情况

（ 1 ）技术现状

伴随交流电力系统容量的扩大， 电压等级的提高和输电距离的增加， 我国无 功补偿技术和配套设备也得到了快速的发展。 尤其是并联电容器装置， 目前我国 单台电容器由纸浸矿物油、 容量 10~12kvar 、重量约 2kg/kvar 、介质损耗 3W/kvar 的产品，发展到目前绝大部分已采用全膜、 容量334~500kvar、重量0.2kg/kvar 左右、介质损耗下降到 0.2W/kvar 以下，年损坏率在 0.5%以下的产品，接近国 际水平。另外开发了带有内熔丝的电容器和具有中国特色的高电压集合式并联电 容器。电容器组的电压等级由10kV、单组容量8Mvar左右发展到大量的35~66kV 电压等级，容量为40~120Mvar的电容器组，最大的单组容量已达 120Mvar,产品 基本满足了电力系统对无功功率的需求

目前我国市场上无功补偿装置主要可归纳为传统无功补偿、静止无功补偿器

（SVC和静止无功发生器（SVG三种，而SVC装置包含具备滤波功能的器件， 所以既具有无功补偿作用，又能够起到谐波治理的功能。作为目前比较先进的无 功补偿手段，SVC应用比

SVG产品更为广泛，其中根据设计的不同又分为多种形 式，各种装置的性能对比详见下表：

（2）技术和产品未来发展趋势

未来高压无功补偿装置的技术发展将会伴随电网建设升级的步伐而前进， 来技术发展趋势将呈现以下特征：

① 核心器件制造技术水平升级化

作为无功补偿设备的核心器件，电力电容器的制造水平对无功补偿装置升级

起到决定性作用，目前我国电力电容器的技术水平与国外先进技术还有很大差 距，主要表现在介质工作场强低、比特性较低，单元容量小，外观质量差。今后 将利用新进口的先进设备和国际一流的生产线， 采用先进的制造工艺和质量控制 手段，尽快达到或接近世界先进水平。

② 产品性能先进化与稳定化

首先是可靠性， 主要在电容器及配套的投切开关、 串联电抗器上进行质量改 进，采取有力措施降低集合式电容器的故障率， 延长无故障使用周期， 开发使用 灵活、检修方便的可拆卸集合式电容器。 实行无功补偿装置完整的成套供货也有 利于设备的可靠运行。 设备选型、 制造和运行维护方面都应贯彻执行全国电力系 统高电压专业工作网无功补偿装置专家工作组制定的 《预防电容器装置事故的技 术措施》。

③ 产品使用环境节能化与无油化

向节能和无油化方向发展， 无功补偿装置具有节能功效， 设备本身也应重视 节能, 主要是在电容器、 串联电抗器设备上降低损耗。 无功补偿装置长期在满负 荷下连续运行 , 降损带来的节能效益也是可观的。在防火、防爆要求高的场所推 广采用无油化无功补偿装置以确保安全是十

未

分必要的 , 为此需采用高压自愈式 干式电容器、充气集合式电容器和干式电抗器、干式放电线圈等设备。

④ 电压等级高压化

由于无功补偿装置电压等级的不同， 补偿地的选择也有所差异， 目前国外广 泛采用在

345 kV 及以下主负荷侧补偿，而国内则以在 66 kV 及以下主变三次侧 补偿为主。 在主负荷侧补

偿的优点是直接补偿、 效果好， 并可使主变压器结构简 化、造价降低、输送功率提高。未来伴随国内无功补偿产品等级不断提高，将会 逐渐向国外主负荷侧补偿方式靠拢， 由此将为包括本公司在内的能够提供更高电 压等级产品的重点生产企业带来更多的市场机会。

未来对智能电网的规划中，1000kV交流和土 800kV级直流系统特高压电网将 成为主要方向， 建设长距离的超高压电网， 需要大量的变电设备， 而特高压输电 线路对于输电设备的要求非常高， 普通电力电容器不能满足需求， 将会促使无功 补偿装置向更高电压等级方向发展。

⑤ 无功补偿方式有源化

目前动态无功补偿设备主要是以 SVC为主，未来的方向是向有源动态无功补 偿装置(SVG发展，不过由于SVC技术仍有进一步发展空间，目前 SVC仍是世 界上最为通用的动态无功补偿装置。尽管 SVG( STATCOM在构成原理、响应速 度、补偿特性、双向调节以及占地面积上均比 SVC优越，但受技术、经济因素的 制约，SVG在 35kV电压以下方面有一定的市场，因为

SVG需要变压器进行电压 匹配。短时间（约 10 年）内，在大容量高压静止型动态无功补偿装置

方面还难 以取代高压并联无功补偿装置及 SVC的主导地位。

3、高压无功补偿装置行业市场需求状况 随着国家对节能环保的要求逐步提高， 未来新增装

机容量对应设备都会安装 相对应的无功补偿装置，预计到 2012 年所有新增装机容量对应设备都会加装无 功补偿装置，原有设备改造比例也将会提高到 15%。由于各种无功补偿方式各有 优势，均能满足一定目标客户的要求， 各种无功补偿装置未来市场需求将有所差 异，但总体来说将保持多种无功补偿方式并存、 共同发展的局面。 各种无功补偿 装置的市场需求情况如下：

（1）传统型无功补偿装置的市场规模

作为传统无功补偿装置的最重要种类， 并联电容器占据绝对使用比例， 早期 的同步调相机补偿方式，由于投资大、功率损耗大、动态响应的时间较长、补偿 手段十分落后， 已经呈现逐步被淘汰的趋势。 而并联电容器在电力系统常用的无 功功率补偿设备中费用最低、 有功功率损耗

最小、 运行维护最简便、 可集中安装， 也可分散安装在用户处或近负荷中心的地点， 实现无功的就地补偿， 因此应用广 泛。虽然并联电容器存在电压调节效应差等不足， 但是基于我国的实际国情， 在 未来相当长一段时期内仍将占据市场主导地位。

根据行业特点， 无功补偿的市场需求与新增发电装机容量关系密切， 高压并 联电容器对新增发电装机容量的比例目前已提高到 0.8:1 ，这意味着每增加 1kVA 电源，需要安装 0.8kvar 高压并联电容器装置， 2008年、 2009 年我国新增发电 装机增速均超过 10%，目前我国经济增长仍然能够保持较快发展，未来几年里新 增发电装机容量有望继续保持 10%的增速。 考虑到未来对电网质量管理的不断加 强，以及对原有装机设备的改造， 未来几年新增发电装机容量与无功补偿的使用 比例将提高到 1:1 甚至更高。

高压并联电力电容器装置市场容虽（亿元，RMB）

2007年 2008年 2009年 2010年E 2011 年E 2012年E 201弓年E

说明：计算单位以每千乏25元为标准

另外，不与新增装机容量产生关系的需求还有来自电网特高压输电工程的建 设，根据国家电网2008年1号文件，《国家电网公司关于转变电网发展方式、 加快电网建设的意见》中提出，在“十二五”、“十三五”期间，将全面发展特 高压电网，到2020年，建成特高压交流变电站

53座，变电容量3.36亿千伏安, 根据设计规划，特高压交流变电站变电容量与所采用的高压并联

电容器装置容量 存在约为1:1左右的比例关系，据此判断未来几年内在特高压交流变电领域中对 高压并联电容器装置的市场需求平均每年约为 8.4亿元人民币。另外，根据国家 电网对各阶段的

定位来看，第二阶段为智能电网大规模实施阶段，所以在 2011

年至2015年之间，建设特高压交流变电站对高压并联无功补偿装置的实际需求 很可能远远大于预测数值。

特高压直流输电工程中对换流站进行无功补偿时也需要安装高压并联电容 器装置，主要是在滤波电容器无功补偿不足的情况下起到补充的作用，

使用量相

对较少，根据已实施的特高压直流输电工程对高压并联电容器装置的使用情况来

看，安装容量高于线路输电容量的 50%根据国家电网规划，“十二五”、“十 三五”期间，将建成直流输电工程 38项，输电容量1.91亿千瓦，以保守比例 50%+算，平均每年在2.4亿元左右

根据以上三个应用领域的规模判断， 未来我国高压并联电容器装置市场规模 将保持较快增长势头，未来几年内年增长率有望维持在 15%-20%之间，考虑到我 国特高压输电工程在第二阶段后期可能呈现快速增加的局面， 2013 年各领域对 高压并联电容器装置的需求规模有望达到

50 亿左右。

（2）动态无功补偿装置（SVC市场规模

静止补偿装置是近年来随着大功率可控型电力电子开关的发展而发展起来 的，是柔性交流输电系统的重要组成部分。静止无功补偿装置

（SVC）,广泛应用

于输电系统波阻抗补偿及长距离输电的分段补偿，也大量应用于负载无功补偿。 其典型代表是晶闸管控制电抗器＋固定电容器（ TCR+FC ，磁控电抗器 +固定电 容器（MCR+FC两种形式。另外一种常见的SVC形式是晶闸管投切电容器（TSC， 但它只能分组投切，不能连续调节，只有和TCR配合使用才能实现补偿装置整体 无功功率的连续调节。

SVC作为传统无功补偿装置的替代产品，具有更好的补偿效果，目前主要应 用于冶金、煤

炭、电力等行业，伴随我国动态无功补偿装置技术的不断成熟，应 用领域也不断扩大，近几年我国SVC产品的市场需求量迅速增长，根据相关上市 公司销售数据统计， 至 2009 年国内市场销售额为 10亿元左右。 根据未来市场需 求的变化，SVC在电网建设中的比重将会逐渐加大，未来各领域对 求如下：

① 电网建设领域

目前电网侧SVC主要应用于35kV以上线路，在不同电压等级下，电网安装 无功补偿装置

SVC装置的需

与变压器的容量比值呈现出电压等级越高， 比值越大的关系， 安装 40流右变压器需要装配

SVC且 SVC调节容量为变压器容量的15%古算，电网侧 每年所需SVC的市场容量约为38亿

元。

目前电网应用比例要明显小于企业用户，伴随对电网建设投资的不断加大， 智能电网的技术要求不断提高，这也意味着电网领域中对 SVC装置的需求存在巨 大增量空间。上图中根据第二阶段电网整体投资推算得出 SVC市场规模，并平均

分配到未来几年，从国家电网的规划结合当前实际情况来看， 2013 年之后或将 是市场需求大规模爆发的集中时段。

② 风电建设领域

按照国家能源局所提出的风电并网指标， 将在 2015 年之前实现 9000 万千瓦 风电机组上网，而目前我国风电装机容量约为 2000万千瓦，这意味着未来 5 年 中，每年平均要实现 1400 万千瓦的风电机组实现上网，目前风电所需无功补偿 的容量约占装机容量的 20%-30%，以平均为 25%计算，每年风电机组所需的 SVC

装置大概在 350 万千乏左右。以单位价格 年150 元/ 千乏计算，风电站建设方面每 市场容量大概 5.25 亿元左右。

③ 电气化铁路 按照国家《中长期铁路网规划》，到 万公里，电气化率达到

2020 年，全国铁路运营里程将达到 12

60%，这意味着到 到 7.2 万公里。通常电气2020年全国电气化铁路运营里程将达

化铁路要求每隔

50 公里就需要设一个变电站，截止到

目前，我国电气化铁路里程已经突破 3 万公里，以未来十年内建设 4万公里计算，

则要同时建设800个牵引变电站，以每个变电站SVC装置造价为250万计算，每 年市场容量在

2 亿元。

④ 冶金、煤矿、化工等其他领域

伴随我国节能减排工作的不断深入，国家对于企业节能的要求也日益严格， 尤其针对高耗能行业， 已经下达具体减排目标， 这将促使企业积极寻找减排措施， 从而为SVC带来市场空间。由于我国冶金、煤炭等行业企业数量众多，市场基数 大，保守估计每年的市场容量将不低于 10 亿元。

在高压静止型动态无功补偿领域，由于 TCR型技术成熟度比较高，推广早， 在目前市场中占据绝大多数，虽然 MSV（应用要晚于TCR型 SVC但是发展速度 很快，客户的认知度已经上升到一个较高的阶段。 作为SVC装置的重要种类之一， 由于MCF型SVC对风电场及特高压输电线路具有较强的适用性， 且未来以上两个 领域将进入快速增长时期，未来几年中， MC理

SVC市场规模将呈现出较快的发 展趋势。

根据不同领域未来对SVC装置的需求，未来SVC市场总容量将保持在56亿 元左右，其中

MCF型SVC将会呈现出较快发展的趋势，未来几年内主要类型

市场规模见下图：

SVC

不同类型5W未来市场规挾（亿RMB）

60 50 40 30 20 10 0

2010

2011

2012

2013

■ TCR ■其它 MCR

目前我国高压领域的市场中，TCR MCR没有各方面均绝对占优的型式，用 户需结合工程具体条件适当选用。随着技术的发展以及各种原材料、元器件比价 的变化，某种型式在一定使用条件下会有相对技术经济优势。

TCR优点在于响应

速度快，适用于电弧炉等要求响应时间的设备， MCRS应时间稍长，但是能够做 成超高压直挂式，对于解决工频过电压是较好的方案，未来在特高压输电领域优 势明显。

（3）SV3场规模

比SVC更先进的现代补偿装置是静止无功发生器（SVG，它也是一种电力 电子装置，其最基本的电路是三相桥式电压型或电流型变流电路，

目前使用的主

要是电压型。SVG在其直流侧只需较小容量的电容器维持其电压即可，通过不同 控制可使其发出无功功率也可吸收无功功率， 采用PW控制，可使其输入电流接 近正弦波。

虽然SVG是目前最先进的一种无功补偿方式， 但是由于其技术并不成熟，投 资费用较大以及维护复杂等缺点，可靠性较低，目前并未形成市场规模。由于

SVC在产品性能仍然存在进一步提升的空间， 目前该SVG只是在铁路等行业得到 少部分应用，

一段时期内难以成为市场主流产品，目前 SVG产品生产厂家较少， 主要有荣信股份、思源电气、电科院和西整等几家生产企业。从上市公司荣信股 份、思源电气近两年的SVG销量来看，目前市场规模不超过 3亿元。

S^ C市场估算 项目 单位 2010E 2011E 2012E 2013E 2015E 406, S42 447,526 529766 35千之以上变电護备 万彳伏安 324358 42:16d 40J IS 40.684 41:463 新増变电i殳备 万千伏安 42,30fi 采用无功补偿比例 无功补偿需求量%) 单价 SVC设备总价值 40% 2,538 40% 2±530 150 38 40% 2b419 150 36 40% 2;441 150 37 40% 2.4SS 150 37 万千乏 元 kvar i50 38 亿元 数据来源；国金证券研究所