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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:
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。
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,:1,这意味着每增加1kVA电源,,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。
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,《***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,,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,。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,,以保守比例50%计算,。
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。
动态无功补偿装置(KYSVC)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(KYSVC),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KYSVC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。
KYSVC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KYSVC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,KYSVC在电网建设中的比重将会逐渐加大,未来各领域对KYSVC装置的需求如下:
电网建设领域
目前电网侧KYSVC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%左右变压器需要装配KYSVC且KYSVC调节容量为变压器容量的15%估算,电网侧每年所需KYSVC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KYSVC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KYSVC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。
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KYSVC装置大概在350万千乏左右。以单位价格150元/千乏计算,。
电气化铁路
按照国家《中长期铁路网规划》,到2020年,全国铁路运营里程将达到12万公里,电气化率达到60%,。通常电气化铁路要求每隔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KYSVC装置造价为250万计算,每年市场容量在2亿丿元。
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KYSVC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MKYSVC应用要晚于TCR型KYSVC,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KYSVC装置的重要种类之一,由于MCR型KYSVC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,MCR型KYSVC市场规模将呈现出较快的发展趋势。
根据不同领域未来对KYSVC装置的需求,未来KYSVC市场总容量将保持在56亿元左右,其中MCR型KYSVC将会呈现出较快发展的趋势。
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,MCR相应时间稍长,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)KYSVG市场规模
比KYSVC更先进的现代补偿装置是静止无功发生器(KYSVG),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。KYSVG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PWM控制,可使其输入电流接近正弦波。
虽然KYSVG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KYSVC在产品性能仍然存在进一步提升的空间,目前该KYSVG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。