创多项国内第一、世界第一!专注特高压开关,它从“技术瓶颈”到“世界领先”的秘诀是什么?
平高集团隶属于中国电气装备集团,是全国三大高压开关设备研发、制造基地之一。公司的前身平顶山高压开关厂建于 1970 年, 1988 年成为我国三大开关厂之一。公司作为全国高压开关行业首家通过中科院、 科技部“双高”认证的高新技术企业,在 2001 年完成了首次公开发行股票(IPO), 并于同年在上海证券交易所挂牌上市。
公司在 2010 年成为国家电网公司旗下的一员,并在 2016 年收购了国际工程、通用电气、平高威海、上海天灵以及廊 坊东芝,完善产业布局。2021 年中国电气装备集团有限公司成立后,公司背靠中国电气装备集团,深度整合资源。目前平高电气参与了我国多条特高压线路的建设,在特高压交直流开关、环保型开关等产品领域达到世界领先水平。
创多项国内第一、世界第一,获国家级优质产品金牌
作为我国电工行业重大技术装备支柱企业,平高集团在50多年的发展历程中,屡次突破行业技术瓶颈,创造了多项国内第一、世界第一,推动并见证了我国电力技术的巨变。
1970年,伴随着中国经济史上一次大规模工业迁移,秉承国防工业建设的历史使命,平高集团应运而生。老一辈平高人,在“一不等 二不靠 自力更生建平高”的高亢号子声中,以高度的主人翁意识和战天斗地的英雄气概,在一片沟坎纵横、坑洼不平的野地中,用“露天地里摆战场,席子棚里面闹革命”的豪迈誓言,实现了当年搬迁、当年基建、当年出产品的优异成绩,创造了建厂初期一个又一个国内第一,在平高这片沃土上播下了创新基因,开启了平高集团推动国家电力事业发展的伟大征程。
创新的种子已经播撒,创新的激情正在升腾。从1972年成功研制我国首台110千伏单柱单断口高压少油断路器,首次将国产高压断路器单元断口电压从60千伏提高到110千伏,从1974年成功研制我国首台220千伏单柱双断口少油断路器,到1978年成功研制的我国首台380千伏高压少油断路器,并在当年荣获全国科学大会奖,平高老一辈科技工作者,身披星光,胸中滚烫!兢兢业业的平高人在实现自身价值、为企业与社会创造价值的路上不懈奔跑,用实际行动践行创新精神,不惧历练,在创新探索中不断成长。
1979年,改革春风吹遍中华大地,电力事业快速发展,装机容量不断增加,为满足我国超高压输电线路建设对六氟化硫开关设备日益迫切的需要,原国家一机部指定平高集团主导研制我国六氟化硫高压开关,并负责引进法国MG公司六氟化硫高压电器制造技术,开启了我国高压开关行业六氟化硫时代。
“把不可能变成可能。”面对重重压力,平高老一辈科技工作者秉承着这样的信念,紧盯关键核心技术,高瞻远瞩,统一谋划,向新技术进军,向着困难发出挑战,扎实开展六氟化硫高压电器制造技术引进、消化,全力投入开展技术研究攻坚。1981年研制的我国首台220千伏六氟化硫GIS,被确定为“六五”重点工程——白山水电站主要产品。1987年研制的我国首台550千伏六氟化硫断路器,成功应用于我国第一条500千伏输变电线路——平武工程,被列为我国替代进口重大技术装备产品,荣获我国开关行业在超高压领域的唯一一块国家优质产品金牌。
2005年,这是一次划时代的开局,伟大的时代总有一批光荣的缔造者。中国第一条750千伏输变电示范工程的建成投运,拉开了共和国电网建设大提速的序幕,平高集团紧跟国家重点工程建设步伐,在国内率先开展特高压开关技术研究工作。2007年自主研发了国内首台(套)800千伏六氟化硫GIS,填补国内空白,性能国际先进,有效支撑了我国第一条750千伏示范工程,同时也是世界上海拔最高的750千伏输变电工程——兰州东至官亭输变电示范工程建设。
“750”工程成就了平高人多年的梦想,百折不挠、只争朝夕、忘我工作、为国争光的科技工作者造就了“750”工程,唱响了共和国电网迈向特高压时代的前奏。平高集团清晰地触摸到共和国电网建设强有力的搏动,2008年引进消化吸收再创新的国内首台1100千伏GIS通过鉴定,填补国内空白,性能国际先进,成功应用于世界首条投入商业运行的1100千伏交流示范工程晋东南站,是我国电力发展史的一次飞跃。
打破技术瓶颈,创下了GIL“七项第一”
被世界誉为“电力高速公路”的特高压工程,是中国对外的一张靓丽的“国家名片”。特高压技术从“中国制造”到“中国创造”,最终到“中国引领”,平高集团始终紧跟我国特高压工程建设步伐,不畏艰险,戮力同心,2005年以来先后参与我国33条特高压输电工程,累计投运181间隔1100千伏GIS,274间隔800千伏GIS,市场占有率国内第一。平高集团在国家重点工程中树立起一座座丰碑,创造了一个个国内第一、国际领先,获得了特高压工程建设特别贡献奖和中国建设工程鲁班奖,占领了世界高压开关制高点,实现了凤凰涅槃般的蜕变。
“特高压直流输电是我国经济持续发展,电力消费保持高速增长,负荷中心与能源中心分布不均衡带来的迫切需要,同时直流输电也是提高大电网运行可靠性的有效方法。”平高集团相关负责人说。为保障特高压直流工程的设备供应安全,提升我国自主化电力装备的技术和产业水平。平高集团自2016年开始,先后研制出世界首台1100千伏直流纯六氟化硫气体绝缘穿墙套管,解决了直流输电系统的“咽喉”问题,成功应用于昌吉至古泉特高压直流工程,实现“从0到1”的突破,国内首次发明直流环氧材料配方并建立特高压直流穿墙套管制造工艺体系。成功研制国际首台1100千伏切滤波器组断路器,攻克特高压交直流电网互联的关键“瓶颈”,系列化550千伏、800千伏及1100千伏产品通过国家级鉴定,技术水平国际领先。
为推动GIL国产化进程、助力国务院《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》落地,2018年平高集团成功研制国际首台六氟化硫绝缘1100千伏GIL,填补国际空白,并成功应用于世界电压等级最高、输送容量最大、单体GIL最长的苏通GIL综合管廊工程。它跨越长江两岸,连接苏州和南通两地,是华东地区1000千伏特高压交流环网跨越长江的控制性工程。工程起于北岸(南通)引接站,止于南岸(苏州)引接站,GIL管线总长近35公里。工程投运以后,华东特高压交流环网将实现合环运行,华东电网受电能力大幅提升,每年可以减少发电用煤1.7亿吨,减排二氧化碳3.1亿吨,显著改善华东地区环境质量。
苏通GIL综合管廊工程是世界上首次在重要输电通道中采用特高压GIL输电全套技术,是世界上电压等级最高、输送容量最大、技术水平最高的超长距离GIL创新工程,实现了世界电网技术的新跨越,是世界领先的开创性输电工程,对于我国优化能源配置、保障电力供应、防治大气污染、拉动经济增长、引领技术创新等具有显著的综合效益和长远的战略意义,是推动我国能源结构调整和全面建成小康社会的重点工程,在我国电力工业发展史上具有重要的里程碑意义。
平高集团作为该工程主供应商,不仅为该工程提供50%特高压GIL设备和现场主导安装服务,而且凭借世界领先的绝缘件技术为该工程提供了75%的绝缘件,依靠过硬的GIL设备运维能力为该工程提供现场运维检修业务,是世界首家提供现场GIL设备运维检修服务的厂家,同时助力解决了困扰该工程的诸多核心技术难题。
平高集团作为世界唯一一家拥有40.5~1100千伏全系列GIL产品的设备厂家,拥有丰富的技术、制造、安装、运维经验,是国内外最专业的GIL设备系统解决方案整体供应商。平高集团拥有国内最先进的全封闭、恒温恒湿、防尘等级达10万级GIL现代化专用厂房,厂房占地面积5000余平方米,配置有专业化的工艺装备和检测设备,具备零部件水洗、烘干、装配、检测、试验及存储能力,技术工艺水平达到国际先进,能够有效保证苏通特高压GIL产品的生产质量和供货进度。
平高集团在GIL研发制造领域创下了“七项第一”,一是世界第一家通过特高压GIL设备型式试验的厂家,代表了世界范围内超特高压大容量输电技术最高水平;二是世界唯一一家拥有40.5千伏电压等级GIL产品的厂家,填补了国际空白;三是世界唯一一家具备40.5-1100千伏全系列GIL设备资质厂家;四是世界唯一一家具有GIL全寿命周期管理能力的厂家;五是世界上GIL绝缘件性能第一的厂家;六是世界第一家一次性通过特高压GIL设备现场试验的厂家;七是特高压GIL标准单元长度18米,耐电弧烧蚀时间0.3秒,年漏气率0.01%,是世界上标准单元长度最长、绝缘能力最高、耐受电弧能力最强、漏气率最低的GIL设备厂家之一。
GIS市场份额领先,提前布局未来方向
平高技术实力强劲,特高压产品壁垒高。截至 2022 年,平高电气已成功研制我 国第一台 252 千伏敞开式 SF6 断路器、550 千伏 SF6 断路器,第一套 252 千伏 全封闭组合电器、800 千伏全封闭组合电器、1100 千伏全封闭组合电器等。公 司研发的国内首套 1100kVGIS 和 800kVGIS 产品分别应用于特高压晋东南站和 我国首条 750kV 输变电工程——官亭变的建设。同时公司不断加强技术创新, 与世界领先水平看齐。2021-2022 年公司先后研发新一代 550 千伏 GIS、海上风 电±200 千伏直流 GIS、550 千伏高速开断断路器、126 千伏无氟环保型 GIS,加 强 GIS 产品结构的多样性。随着 GIS 电压等级的提高,产品技术壁垒越高,产 品毛利率越高。
GIS 组合电器中标金额位居前列。GIS 受 SF6 气体的泄漏、外部水分的渗入、 导电杂质的存在、绝缘子老化等因素影响容易产生闪络故障;而 GIS 的全密封 结构使故障的定位及检修较为困难,常涉及很多非故障元件,造成较大范围和 较长时间的停电,因此 GIS 对电网安全和稳定有着重要的作用,国家电网采购 招标也往往选择技术水平高的企业。根据国家电网 2022 年 GIS 组合电器中标 数据,公司 1000kV 的 GIS 中标金额占比为 32.6%,仅次于中国西电。单 750kV 的 GIS 中标金额占比超过 70%,全面领先于其他企业。
公司百万伏 GIS 间隔收入确认逐步加快。公司 2020 年仅确认 2 个百万伏间隔, 但是 2021、2022 年随着特高压建设逐步恢复,2022 年确认了 15 个百万伏间隔 以及 16 个 750kV 间隔。2022 年有 7 个百万伏间隔结转到 2023 年,目前 2023Q1 已经确认收入 1 个,预计 2023 年总计能够确认 5-7 个。但是 2023 年目前川渝 项目中已经中标 14 个百万伏间隔,成为唯一一家中标两个包次的公司,随着后 续新线路的开工招标,有望带来 2024、2025 年业绩的增长。
特高压交直流建设可带动各电压等级线路建设,带来持续的订单增量。《“十四 五”现代能源体系规划》中提到在特高压输电通道建设的同时“完善送受端电 网结构,提高交流电网对直流输电通道的支撑”。从历年各电压等级变电容量和 直流换流容量的变化中可以看出,特高压建设,尤其是特高压直流建设的每一 次高峰会带来后续 500kV、750kV 电网变电容量的增加。超高压电网同样具有 一定的技术壁垒,本轮特高压直流建设高峰有望带动超高压网架的完善,将为 电力设备的龙头企业带来持续的订单增量。
公司提前布局海上直流,远瞻海风深远化发展。公司在 2020 年成功研制的±200 千伏海上风电直流 GIS 是国内首台直流 GIS,并在国内首次完成直流 GIS 长期带电考核。±320 千伏海上风电直流 GIS 已通过试验验证,世界首台40.5千伏低频开关柜顺利投运,72.5 及 252 千伏低频GIS完成整机绝缘和断路器全部开断试验,为普及柔性低频输电提供设备与技术保障。
顺应环保绿色要求,公司无氟环保 GIS 已顺利投运。以六氟化硫为代表的含氟气体常用于电气设备中,但是存在温室系数效应过高的问题。而平高电气为鹤 壁思德变电站工程供货国内首台126千伏无氟环保技术GIS产品,首次采用真空灭弧室,温室效应指标缩减 99.9%以上,为我国环保型开关设备长期可靠运 行积累了技术经验。并且通过采用铝合金壳体,能够有效减少产品重量,降低制造成本。
“立足新发展阶段,我们始终坚持责任感、使命感、紧迫感,按照集团工作部署要求,坚定创新自信,以‘战’的姿态、‘抢’的意识、‘拼’的精神,以只争朝夕的劲头和敢为天下先的志向,激活创新这‘一池春水’,在激烈的竞争中赢得先机,在艰巨的发展任务面前不辱使命,用创新之光照亮平高集团一往无前的科技强国梦。”平高集团相关负责人表示。
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