柔直换流阀：新型电力系统核心枢纽 三大场景共启国产化增长新周期

前言：

柔性直流输电是支撑新型电力系统建设的关键技术，柔直换流阀作为系统核心设备，承担交直流转换功能，在系统中价值占比超五成。当前特高压、海上风电、背靠背异步联网三大场景同步发力，带动行业进入规模化增长阶段。伴随 IGBT、IGCT 等功率器件国产化持续突破，国产化进程持续推进，产业迎来重要发展窗口期。

一、柔直换流阀：柔直输电产业链核心，设备价值持续抬升

根据观研报告网发布的《中国柔直换流阀行业现状深度研究与投资前景分析报告（2026-2033年）》，柔性直流输电（VSC-HVDC）是指采用电压源换流器、可控关断器件及脉宽调制技术。与传统直流输电相比，该技术具备有功、无功功率独立解耦控制能力，可实现向无源网络供电，无需换流站通讯即可运行，且易于构建多端直流系统。同时，其在系统紧急状态下可同步提供有功、无功功率支援，有效提升电网稳定性与输电效能。不过，在经济性和电压等级方面，柔性直流输电仍不及传统直流输电，相关性能有待进一步提升。

柔性直流输电与传统直流输电的技术特性对比

资料来源：公开资料，观研天下整理

柔直换流阀则是柔性直流输电系统中用于实现交流和直流电转换的关键设备，被誉为整个系统的“心脏”，主要作用于实现交流电与直流之间的相互转换。当前在全球能源结构加速向清洁化转型，柔直换流阀正以“电力高速公路枢纽”的角色重构能源传输体系。

从柔性直流输电系统整体行业地位来看，柔性直流技术凭借其高可控性、无换相失败问题和黑启动能力等优势，正在新型电力系统中发挥关键作用。我国技术发展路径清晰：2002年中海油10MW项目完成从零到一突破，随后历经2010年南汇20MW、2013年南澳200MW多端项目，2016年鲁西、厦门1000MW等工程落地，2020年乌东德5000MW、张北3000MW、渝鄂5000MW三大里程碑工程投运，容量远超同期全球最大的国外柔直项目Nord Link（1400MW）。目前行业已形成1000MW→3000MW→5000MW→8000MW的发展趋势，充分验证了柔性直流在大容量输电中的优势。

从柔性直流输电系统损耗结构来看，换流阀损耗占柔直系统总损耗的 71%；从价值量维度来看，换流阀在柔直工程中的投资占比达到57%，是柔性直流输电整条产业链价值最高的核心环节。

‌‌

数据来源：公开数据，观研天下整理

数据来源：公开数据，观研天下整理

国内重点项目设备价值变化趋势可以清晰看到柔直换流阀的价值持续抬升：陇东 - 山东常规直流工程无柔直换流阀配置；白鹤滩 - 江苏混合柔直工程柔直换流阀价值 16.77 亿元；甘肃 - 浙江全柔直工程进一步增长至43.46 亿元。与之对照，其余配套设备价值相对平稳：换流变价值区间稳定在 29.60~35.52 亿元，组合电器维持5.21~7.47亿元；电容器需求大幅萎缩，价值由常规直流项目的 4.79 亿元降至全柔直工程的0.24 亿元，降幅达95%。

从技术迭代来看，柔直换流阀持续突破发展瓶颈：在电压等级上，国电南瑞研发的1100kV换流阀关断电流能力达6kA，较西门子同类产品损耗降低15%。在功率密度上，南瑞继保的500kV VSC换流阀体积缩小35%，效率提升至99.2%。在智能化控制上，许继电气推出的集成数字孪生技术的智能换流阀，实现故障预测准确率≥97%。

二、特高压+海上风电+背靠背三驾马车驱动，打开柔性直流换流阀行业成长天花板

当前，我国柔性直流换流阀行业正迎来规模化爆发的全新周期，特高压柔直工程、海上风电柔直送出、电网背靠背异步联网三大核心场景形成“三驾马车”协同驱动的格局，打开行业的成长天花板。

1、特高压：建设规划提速，柔性直流技术应用占比攀升至75%，单位造价显著提高

特高压是我国电力输送的关键技术，具有输送容量大、距离远、损耗低等优势，是“西电东送、北电南供”的能源运输主动脉。

当前，我国特高压建设规划提速：国家电网“十四五”规划建设特高压工程“24交14直”，总投资3,800亿元，线路长度超3万公里，变电换流容量3.4亿千伏安。截至2024年底，已建成“22交16直”共38项特高压工程，构建全球最大规模特高压输电网络。在2026年国家电网发布助力国家“十五五”碳达峰目标实现若干举措，其中明确国家电网将加快特高压通道建设，“十五五”新投产跨区直流15回，跨省区输电能力达到5亿千瓦，华北、华东、华中和西南特高压交流电网规模翻一番，跨区灵活互济能力较“十四五”末扩大两倍以上。

2026 年我国部分特高压相关项目进程情况

资料来源：公开资料，观研天下整理

柔性直流技术因其无需无功补偿、占地面积小、无换相失败风险、适用多端系统及无源网络供电等优势，在可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电领域表现突出。南方电网也部署“十五五”新型电力系统发展规划，明确以柔性直流互联为主体推进主网架迭代，藏粤直流、湘黔背靠背等联网工程加快建设。

目前在特高压直流工程中柔直占比显著提升：2023年核准的4条特高压直流线路均为常规直流，而2024年开工的4条中，甘肃-浙江、蒙西-京津冀、南疆-川渝3条采用柔直技术，占比达75%。而在已完成招标的工程中，白鹤滩-江苏工程采用受端混合柔直方案（高端常规直流+低端柔性直流），柔直换流阀价值量16.77亿元，常规换流阀价值量9.57亿元；甘肃-浙江双端全柔直工程的柔直换流阀总价值量43.46亿元，按线路输送容量计算的柔直换流阀单位价值量约5.4亿元/GW。

2024-2025年部分开工的特高压柔直输电工程

资料来源：公开资料，观研天下整理

数据来源：公开数据，观研天下整理

2、海上风电：柔直项目加速推进，未来将成为重要增长引擎

海上风电是我国新型能源体系的重要组成部分，也是我国低碳产业发展的重要领域。2026年我国已经多个海上风电项目取得进展，比如在8月份全球首座16兆瓦张力腿浮式风电平台“海油安澜号”投运。

2026年1-8月海上风电部分项目情况

资料来源：公开资料，观研天下整理

深远海开发带动柔性直流输电（柔直）方案快速普及，柔直工程在海风项目中的占比大幅抬升，从早期不足 1% 提升至当前约 55%。当前，我国海上风电柔直项目正呈现出加速推进的态势，未来将成为柔直换流阀市场重要增长引擎。根据项目时间表显示，继2021年江苏三峡如东项目并网后，多个大型海上风电柔直项目陆续启动，其中阳江青洲五、青洲七海上风场和阳江三山岛项目已于2025年4月开工，预计分别在2025-2026年间建成。更值得关注的是，上海深远海项目和崇明海上风电项目也已进入配置阶段，计划于2027年并网，而长乐外海多个区块也已在2024年12月获得核准。

我国部分海上风电柔直工程

资料来源：公开资料，观研天下整理

柔直换流阀作为柔直输电系统的核心装备，其单位价值量变化，直观反映产业技术迭代与成本变化趋势。江苏三峡如东项目柔直换流阀单位价值量为 6.77 亿元 / GW，高于阳江三山岛项目5.00 亿元/ GW 的水平，价差来源于不同项目技术路线、设备配置方案的差异。长期来看，随着项目批量落地、装备制造规模持续放大，柔直换流阀单位价值呈下行趋势，规模效应叠加技术成熟，持续推动深远海海上风电的经济性改善，为我国海上风电向更远、更深海域规模化开发筑牢基础。

数据来源：公开数据，观研天下整理

3、背靠背：异步联网需求提升，柔直背靠背适配电网互济

背靠背直流系统无需长距离直流线路，用于不同交流电网之间异步互联，整流、逆变单元集中布置在同一换流站内。柔性直流背靠背依托全控型功率器件，能够独立调节有功、无功功率，还可兼顾静止同步补偿器功能，在区域电网互联互通、功率互济场景需求持续提升，应用前景广阔。

当前，我国已建成多个标志性背靠背工程，包括鲁西背靠背、渝鄂背靠背、粤港澳大湾区柔直背靠背等。其中大湾区柔直背靠背工程电压等级 ±300kV，总容量 6GW，总投资 84.3 亿元，南瑞继保、荣信汇科分别中标换流阀设备，折算单位价值 4.73 亿元 / GW。在新建规划项目中，器件路线变化显著带动成本下降：棠下柔直背靠背工程采用 6.5kV IGCT 器件，容量超 2GW，许继电气中标换流阀及配套设备4.68 亿元，单位价值降至2.34 亿元 / GW，IGCT 方案展现出明显的成本优势。

我国部分柔直背靠背工程

资料来源：公开资料，观研天下整理

数据来源：公开数据，观研天下整理

三、我国柔直换流阀市场呈现稳步增长态势,国产化提速正当时

受益于特高压+海上风电+背靠背三驾马车驱动，我国柔直换流阀市场呈现稳步增长态势。乐观估计，2025-2030年我国柔直换流阀市场将从115.6亿元增长至181亿元，期间年复合增长率为9.4%。其中，特高压柔直换流阀市场保持在129亿元的稳定水平；海上风电柔直换流阀市场从10亿元左右增长至44亿元；柔直背靠背工程换流阀市场则在8-9亿元区间波动。

数据来源：公开数据，观研天下整理

市场稳步扩容的背后，IGBT、IGCT与直流支撑电容器等上游核心部件的国产化进程正持续提速，从器件设计、芯片制造到封装测试的全链条自主攻关接连取得突破，打开柔直换流阀全产业链国产化升级的关键窗口期。

在IGBT领域，2019年成立的南瑞联研半导体公司历时2年成功研制3300V/1500A IGBT器件，随后突破4,500V/3,000A低通态压降和3,300V/3,000A高关断能力IGBT技术，2025年2月完成6.5kV/3kA IGBT柔性直流换流阀研制，较4.5kV/3kA方案可降低损耗23%，在5000MW换流站应用中年节电4,000万度。

在IGCT技术路线上，中国于2018年自主研制新一代IGCT-Plus器件，2020年成功开发6.5kV/4kA IGCT-Plus器件，并在珠海、平顶山等多个直流配电工程实现示范应用。2025年2月，全球首款6.5kV/4kA IGCT高压大容量柔性直流换流阀通过技术鉴定，可减少30%功率模块使用量及设备占地面积，整体制造成本降低约20%，预计将全控型器件国产化率提升至100%，运行可靠性提高4%。

在柔直用直流支撑电容器领域，赛晶科技自2017年6月启动自主研发，2019年10月完成IEC标准全部试验，其9mF破坏试验电容创世界纪录。该技术已获得包括1项发明专利在内的6项专利，并于2021年11月在杭州世界首个柔性低频交流输电工程中实现国产产品首次应用，打破国外技术垄断。

当前国内柔性直流换流阀市场的头部竞争格局已高度清晰，国电南瑞以绝对优势占据行业市占率首位，旗下南瑞继保、中电普瑞两大核心子公司均为国内柔直换流阀领域的核心主力供应商，在特高压柔性直流工程赛道的累计中标份额超过30%。除国电南瑞之外，许继电气、荣信汇科等企业也凭借各自的技术积累与工程业绩，跻身国内柔直换流阀核心供应商第一梯队，共同支撑起国内特高压柔直、海上风电送出、背靠背互联三大核心场景的装备供给。

目前我国柔性直流换流阀部分头部企业情况

资料来源：公开资料，观研天下整理（WW）