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杨忠亮-------新型电网背景下电线电缆发展需求分析（20240621杭州）2.pdf

编号：166327

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杨忠亮-------新型电网背景下电线电缆发展需求分析（20240621杭州）2.pdf

1、深圳供电局有限公司杨忠亮新型电网背景下电线电缆新型电网背景下电线电缆发展需求分析发展需求分析 2024年6月-杭州杨杨忠亮忠亮教授级高级工程师，工程硕士。南方电网、深圳供电局有限公司技术专家。广东省电机工程学会低压直流电源专委会秘书长。中电联全国输配电技术网直流电源系统专家委员会常务副主任。IEEE PES 储能技术委员会厂站直流电源与供配电技术分委会主席长期从事交直电源系统及新能源、新技术应用研究。参与多项南网、省市公司科技攻关和新技术应用研究及国家、南网直流电源和蓄电储能站标准编审工作。电话: 邮箱:背景PART 01PART 01 背景习总书记提出了我国碳达峰、

2、碳中和目标，并在多次重要讲话中提出明确要求，强调要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，构建以新能源为主体的新型电力系统。PART 01 背景构建以新能源为主体的新型电力系统新型电力系统特征PART 02新型电力系统是以承载实现“碳达峰、碳中和”，贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求为前提，确保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电力需求为首要目标、以最大化消纳新能源为主要任务，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的电力系统。-电源的构成：由确定性可调控的大型化石能源发电的常规电源

3、，逐渐转移到具有随意性、间歇性、波动性的可再生能源为主的电源；-电网的形态：由“输配用”单向逐级输电网络向多元双向混合层次结构网络转变，从交流骨干网架与直流远距离输送为主过渡到交流电网与直流电网互联的形态。-负荷特性：电动汽车、虚拟电厂、分布式储能系统等新型负荷的出现，终端负荷特性从被动型逐渐过渡到灵活互动的主动型。-技术基础：呈现高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”特点。物理形态将从以同步发电机为主导的机械电磁系统，转变为由电力电子设备与同步机共同主导的功率半导体、铁磁元件混合系统。-运行特性：由“源随荷动”单向计划调控向源网荷储多元协同互动转变，从传统源荷实时平衡模式，转向源网荷

4、储协同互动的非完全源荷间实时平衡模式。1、安全高效是构建新型电力系统的基本前提。新型电力系统中，新能源通过提升可靠支撑能力逐步向系统主体电源转变。煤电仍是电力安全保障的“压舱石”，承担基础保障的“重担”。多时间尺度储能协同运行，支撑电力系统实现动态平衡。“大电源、大电网”与“分布式”兼容并举、多种电网形态并存，共同支撑系统安全稳定和高效运行。适应高比例新能源的电力市场与碳市场、能源市场高度耦合共同促进能源电力体系的高效运转。2、清洁低碳是构建新型电力系统的核心目标。新型电力系统中，非化石能源发电将逐步转变为装机主体和电量主体，核、水、风、光、储等多种清洁能源协同互补发展，化石能源发电装机及发

5、电量占比下降的同时，在新型低碳零碳负碳技术的引领下，电力系统碳排放总量逐步达到“双碳”目标要求。各行业先进电气化技术及装备发展水平取得突破，电能替代在工业、交通、建筑等领域得到较为充分的发展。电能逐步成为终端能源消费的主体，助力终端能源消费的低碳化转型。绿电消费激励约束机制逐步完善，绿电、绿证交易规模持续扩大，以市场化方式发现绿色电力的环境价值。3、柔性灵活是构建新型电力系统的重要支撑。新型电力系统中，不同类型机组的灵活发电技术、不同时间尺度与规模的灵活储能技术、柔性交直流等新型输电技术广泛应用，骨干网架柔性灵活程度更高，支撑高比例新能源接入系统和外送消纳。同时，随着分布式电源、多元负荷和

6、储能的广泛应用，大量用户侧主体兼具发电和用电双重属性，终端负荷特性由传统的刚性、纯消费型，向柔性、生产与消费兼具型转变，源网荷储灵活互动和需求侧响应能力不断提升，支撑新型电力系统安全稳定运行。辅助服务市场、现货市场、容量市场等多类型市场持续完善、有效衔接融合，体现灵活调节性资源的市场价值。4、智慧融合是构建新型电力系统的必然要求。新型电力系统以数字信息技术为重要驱动，呈现数字、物理和社会系统深度融合特点。为适应新型电力系统海量异构资源的广泛接入、密集交互和统筹调度。“云大物移智链边”等先进数字信息技术在电力系统各环节广泛应用，助力电力系统实现高度数字化、智慧化和网络化，支撑源网荷储海量分散对

7、象协同运行和多种市场机制下系统复杂运行状态的精准感知和调节，推动以电力为核心的能源体系实现多种能源的高效转化和利用。全国电力供需情况PART 032023年全国全社会用电量9.22万亿千瓦时，人均用电量6539千瓦时；全社会用电量同比增长6.7%，增速比2022年提高3.1个百分点。截至2023年底，全国全口径发电装机容量29.2亿千瓦，同比增长13.9%；人均发电装机容2023年首次历史性突破2千瓦/人，达到2.1千瓦/人。非化石能源发电装机在2023年首次超过火电装机规模，占总装机容量比重在2023年首次超过50%，煤电装机占比首次降至40%以下。电力行业绿色低碳转型趋势持续推进。-电力

8、投资快速增长，非化石能源发电投资占电源投资比重达到九成。2023年，电力完成投资同比增长20.2%。电源完成投资同比增长30.1%，其中非化石能源发电投资同比增长31.5%，占电源投资的比重达到89.2%。电网工程建设完成投资同比增长5.4%。电网进一步加强农网巩固提升及配网投资建设，占电网工程完成投资总额的比重达到55.0%。-新增并网太阳能发电装机规模超过2亿千瓦，并网风电和太阳能发电总装机规模突破10亿千瓦。-水电发电量同比下降，煤电发电量占比仍接近六成，充分发挥兜底保供作用。-火电、核电、风电发电设备利用小时均同比提高。-跨区、跨省输送电量较快增长。2023年，全国新增220千伏及以上

9、输电线路长度3.81万千米。新增220千伏及以上变电设备容量（交流）2.57亿千伏安。新增直流换流容量1600万千瓦。2023年，全国完成跨区输送电量8497亿千瓦时，同比增长9.7%；全国跨省输送电量1.85万亿千瓦时，同比增长7.2%。2024年全国电力供需形势预测预计2024年全国电力消费平稳增长。2024年全年全社会用电量9.8万亿千瓦时，比2023年增长6%左右。2024年全国统调最高用电负荷14.5亿千瓦，比2023年增加1亿千瓦左右。2024年全国电力供需形势预测预计2024年新投产发电装机规模将再超3亿千瓦，新能源发电累计装机规模将首次超过煤电装机规模。2024年底，全国发

10、电装机容量预计达到32.5亿千瓦，同比增长12%左右。火电14.6亿千瓦，其中煤电12亿千瓦左右，占总装机比重降至37%。非化石能源发电装机合计18.6亿千瓦，占总装机的比重上升至57%左右；其中，并网风电5.3亿千瓦、并网太阳能发电7.8亿千瓦，并网风电和太阳能发电合计装机规模将超过煤电装机，占总装机比重上升至40%左右，部分地区新能源消纳压力凸显。电线电缆的发展需求PART 04“要牢牢把握高质量发展这个首要任务，因地制宜发展新质生产力”“面对新一轮科技革命和产业变革，必须抢抓机遇，加大创新力度，培育壮大新兴产业，超前布局建设未来产业，完善现代化产业体系”。-新质生产力这一重要概念及重大部

11、署，为推动高质量发展提供了思想指导和行动遵循，为加快建设世界一流企业赋予了新的内涵和实践要求。电线电缆是指由一根或多根绝缘线芯组成，并在其上具有传导电流功能的材料。电线电缆被广泛应用于电力、通信、传输等领域，用于传输电能、信号等。电线电缆的规格和种类繁多，根据不同的用途和需求，它们的外形、尺寸、材料等也有所不同。电线电缆可以分为裸线、电磁线及电机电器用绝缘电线、电力电缆、通信电缆与光缆等几大类。其中，裸线是没有绝缘层的电线，主要用于架空线路或者地下线路中;电磁线及电机电器用绝缘电线则主要用于电机、电器等设备的制作;电力电缆主要用于传输电能;通信电缆与光缆则主要用于传输信号。目前我国电线电缆行

12、业产业链已经较为完善，行业进入成熟期。电线电缆行业上游主要是提供电线电缆产品原材料及制造交联绝缘套、护套料的橡胶行业；主要为铜、铝、光纤、绝缘塑料、橡胶等原材料生产行业；行业中游即为各类型电线电缆制造企业；行业下游为电线电缆产品的需求方，主要包括电力行业、轨道交通、建筑行业和通信行业等。我国电线电缆行业高速发展，成为世界第二大电线电缆生产国，2011年产业规模首次成为第一大市场；我国电线电缆产量整体呈现增长趋势，2020年我国电线电缆产量增速放缓，2022年产量约为5927万千米。随着中国电力、通信、交通等行业的快速发展，电线电缆的需求量不断增长，市场规模持续扩大。2022年电线电缆行业市场规

13、模达1.17万亿元，预计2023年市场规模将达到1.20万亿元。随着中国经济的发展和技术的不断进步，电线电缆行业的技术水平逐步提升。在各类电线电缆中，电力电缆应用范围最为广泛，市场规模占比最大，高达39%；电气装备用电缆市场规模占比为22%，导线（裸电线）、绕组线、通信电缆、附件的占比依次为15%、13%、8%和3%。近年来，新型材料、制造工艺和技术的不断涌现，为电线电缆行业的发展提供了强大的技术支持。例如，采用高纯度材料、纳米复合材料等新型材料可以显著提高电线电缆的电气性能和机械性能。同时，先进的制造工艺和技术，如精密挤出成型、激光焊接等，也使得电线电缆产品的精度和可靠性得到了大幅提升。此外

14、，随着智能家居、电动汽车等新兴行业的发展，对电线电缆的需求也在不断增长。这些行业对电线电缆的性能要求较高，因此，高端化发展成为了电线电缆行业的必然趋势。据统计，2021年我国高端电线电缆市场规模约为1300亿元，预计到2025年将达到约1900亿元。随着人类对能源需求的开发和对电力需求的增长，以及海洋工程技术的发展，海底电缆广泛应用于跨海输电、海上风电、海上石油平台供电等。中国海岸线漫长，大力发展深远海风电是实现双碳目标的重要方式之一，沿海各省陆续出台了深远海规划政策，由此也带动了海底电缆的蓬勃发展。n海底电缆，海上风电随着光伏、风电等新能源产业的快速发展，新型储能需求空间广阔，成为能源发展

15、“新风口”。专家预测，2025年，我国新型储能产业规模或将突破万亿元。我国新型储能产业即将进入爆发期。储能电线电缆在储能领域扮演重要的角色，储能系统的安全可靠运行，离不开储能线缆的稳定连接。随着储能技术的应用快速发展，对线缆提出了更高要求。储能电缆除了具备柔软、耐磨、抗腐蚀等特性外，还必须具备优异的绝缘电气性能、力学性能，以及耐电池酸、耐老化、耐日光、低烟无卤阻燃以及环保等性能。n储能是新型电力系统必须环节随着新能源汽车市场的不断扩大和发展，快速充电的需求也越来越迫切。因此，超级快充技术的发展也日益成为汽车行业的重要方向。快速充电的核心技术是高功率充电，因此，超级快充对导线的技术要求也不断提

16、高。超级快充电缆要求有很高的电气和物理特性，要能够承受更高的电流和功率，并具有更高的耐磨性。同时，为了安全起见，电缆要求采用专业材料制造，具有防水、防尘、防高温等多重保护措施。n电动汽车，超级充电电线电缆技术标准PART 05 随着我国经济的快速发展，电力、通信、城市建设等领域对电缆的需求不断增长。为确保电缆工程质量，提高电缆线路的安全性、可靠性和经济性，制定了多项规范。5 技术要求5.1基本参数5.1.1电力电缆导体的长期最高额定温度交联聚乙烯绝缘的电力电缆导体长期允许工作温度90。5.1.2短路时（最长持续时间不超过5S）电缆导体的最高温度交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆短路时导体最高温

17、度为250。5.2.1导体5.2.1.1导体应为绞合圆形或紧压圆形、成型铜导体，采用退火铜线，导体应符合GB/T 3956规定。5.2.1.2导体表面应光洁、无油污、无损伤屏蔽及绝缘的毛刺、锐边，无凸起或断裂的单线。5.2.2 绝缘5.2.2.1 绝缘材料采用交联聚乙烯，绝缘料从生产之日到使用不应超过半年，其性能应符合GB/T 12706.1的规定。5.2.2.2 绝缘表面应平整，色泽均匀，紧密挤包在导体上，在剥离绝缘层时，应不易损伤导体。5.2.2.3 标称厚度应符合GB/T 12706.1的规定，绝缘厚度平均值修约至0.1mm后不应小于标称值，绝缘最薄处的厚度不得小于规定标称值的90%。禁

18、止使用重新（二次）处理过的绝缘材料。5.2.3 内衬层和填充5.2.3.1 内衬层应挤包。5.2.3.2 缆芯采用与运行温度相适应的非吸湿性聚丙烯撕裂薄膜填充，应紧密无空隙，并保证在成品电缆段附加老化试验后不粉化，成缆后外形应圆整。5.2.3.3 挤包内衬层标称厚度应符合GB/T 12706.1规定。5.2.4 铠装铠装采用双层镀锌钢带，钢带铠装应螺旋包两层，外层钢带的中线大致在内层钢带间隙上方，每层金属带间隙率不应大于50%。5.2.5 外护套5.2.5.1外护套采用阻燃型聚氯乙烯材料，其性能应符合GB/T 12706.1及GB/T 19666的相关规定。5.2.5.2挤包外护套标称厚度应

19、符合GB/T 12706.1的相关规定，外护套的最小厚度不应小于标称值的80%。5.2.5.3外护套应经受GB/T 3048.10规定的火花试验。5.2.6 电缆不圆度不应大于15%。电缆不圆度=（电缆最大外径-电缆最小外径）/电缆最大外径100%.5.2.7成品电缆标志5.2.7.1成品电缆的护套表面应有制造厂名称、产品型号规格及额定电压的连续标志，标志应字迹清楚、容易辨认、耐擦。5.2.7.2成品电缆的表面应有连续的长度标志，距离为1米1个，不允许有负偏差，正偏差不超过0.5%。5.2.7.3成品电缆的标志应符合GB/T6995.3规定。5.3阻燃要求5.3.1阻燃分级标志按照GB/T 19666规定的ZA、ZC类。5.3.2阻燃性能应符合GB/T 18380.33、GB/T 18380.35中的规定。6 试验6.1试验分类总结PART 06 新型电网的建设、发展为电线电缆的应用提供了更广阔的市场，同时也提出了更高的要求。除了具备柔软、耐磨、抗腐蚀等特性外，还必须具备优异的绝缘电气性能、力学性能，以及耐电池酸、耐老化、耐日光、低烟无卤阻燃以及环保等性能电线电缆需要高质量的发展，需要不断的技术创新。更好的满足电力发展和能源建设的需求。感谢聆听！T H A N K S

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