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派瑞股份:特高压直流阀用晶闸管

公司通过多年的努力,在双极型器件领域,已跻身全球第一梯队;研制和生产的世界最高等级的电控和光控晶闸管在我国数十条超高压和特高压直流输电工程上成功应用和可靠运行,使我国彻底摆脱了在此领域对国外的依赖。

派瑞股份募集资金投资建设大功率电力半导体器件及新型功率器件产业化项目,对 8 英寸功率器件、IGCT 及 SiC 等新型半导体器件进行研发投入。通过研发生产 8 英寸晶闸管和大功率 IGCT,将自身已有的双极型器件研发生产能力推向新的高度,使之持续保持该类高端产品的领先优势;通过建立第三代器件研发中心研发 SiC 器件,以期在第三代功率器件的技术和产品化方面获得突破。发行人募投项目的实施,不仅是其提升自身综合竞争力的需要,也是中国功率半导体行业打破国际封锁、形成高端产品核心竞争力的需要,对于国内半导体行业的发展也将形成良好的示范效应。

特、超高压直流输电技术是世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的输电技术,是国际上公认的我国领先世界的技术,是解决我国能源资源与电力负荷逆向分布问题、实施国家“西电东送”战略和电力跨区域大范围输送的核心技术,是能源电力领域的重大创新,是世界电力工业发展史上的重要里程碑。该技术实现了中国创造和中国引领,社会和经济效益特别显著,对加快我国能源转型升级,促进“一带一路”建设具有特别重大的意义。

与此同时,作为国内研制大功率光控晶闸管的领先机构,西电所成功研发出 5 个直径 4 个电压等级(8000V、7500V、6500V、5200V)共 20 个规格光控晶闸管,已成功应用于云南——广东±800kV 特高压直流输电示范工程、溪洛渡同塔双回直流输电工程、糯扎渡——广东±800kV 特高压直流输电工程、鲁西背靠背直流工程等。与国外大功率光控晶闸管研制的领先机构英飞凌相比,公司产品规格更全、结构更新、功率更大,且具有完全自主的知识产权。其中 5 英寸 3400A/8000V 全压接光控晶闸管为国际首创,经国家能源局专家鉴定为达到国际领先水平。此外,发行人研制了世界先进水平的 6英寸 5000A/8500V 全压接光控晶闸管,功率容量大、集成功能全,已经通过了型式试验,完成了产品定型。

公司主营业务为电力半导体器件和装置的研发、生产、实验调试和销售服务。电力半导体器件也可称为电力电子器件或功率半导体器件,是发电、输配电、电能变换、储能、节能环保等装备的核心变流器件,用于电能分配、转换和控制。其对电能的控制,近似于水龙头阀门对水流的调节和控制,可对电流、电压、功率、频率、相位进行精确高效的控制和变换,广泛应用于电力、轨道交通、钢铁冶金、机械制造、石油、化工、汽车制造、船舶制造、矿山、核工业、军工等领域。

公司产品可分为高压直流阀用晶闸管、普通元器件及电力电子装置三大类。高压直流阀用晶闸管包括直流输电用大功率电控晶闸管和光控晶闸管,主要应用于超高压、特高压直流输电工程,服务于国家能源输送及调配、绿色能源并网输电等重点能源建设领域,是并网和远距离输送不可替代的器件。

行业地位:

公司的控股股东西电所是电力电子器件行业的归口研究所,国家电力电子产品质量监督检验中心、中国电器工业协会电力电子专业协会、中国电工技术学会电力电子学会、全国电力电子学标准化技术委员会、全国输配电用电力电子器件标准化技术委员会等机构秘书处所在地。公司目前在大功率电力电子器件领域积聚了技术与市场优势,成为了行业的领头企业,形成了在大功率、超大功率电力电子元器件高端产品领域的突出竞争力,奠定了在该领域的领先地位和进一步发展的基础。

主营业务介绍:

1)高压直流阀用晶闸管

高压直流阀用晶闸管产品特点为参数精确性要求较高,订单量较大,同一订单产品分多批次交付,且首批产品平均交付周期较短。公司的原材料采购周期为3至4个月,生产周期约为3个月,在中标后首批产品交付周期为1至2个月。因此,公司虽然主要采取以销定产的生产模式,但为了配合国家输电工程的时间安排,公司会根据发改委等相关政府主管部门对国家直流输电工程的规划,提早与下游客户沟通,预判项目开工时间并提前投料生产小批量产品,以便为下游客户阀厂提供产品和技术支持。

2)普通元器件

普通元器件的生产包括按合同生产和根据市场预测生产两种情况,目前按合同生产的方式逐渐成为主流。在按合同生产时,公司在收到订货信息后对合同进行评审,签订后根据合同完成产品生产。在按市场预测生产时,公司市场部根据市场调研情况及在执行订单状况,制定市场预测计划,包括产品销售数量、规格等预测数据。生产部门根据预测数据,结合库存情况对标准化部件提出预先采购计划并安排生产,以缩短供货周期。公司接到正式订单后,生产部门根据任务单安排生产进度,在最短时间内完成产品生产任务。

3)电力电子装置

电力电子变流装置为成套装置产品,一般情况下均为以销定产的模式,即按照客户订单需求进行设计和生产。产品主要为自主生产,部分零部件如柜体、母线、绝缘材料等采取委托加工的方式。

检测设备产品及新品非标设备,兼有定型产品的小批量生产和按照用户要求进行定制生产两种模式。所销售的产品均为自主生产,非核心部件存在外协加工的情况。

普通元器件具体包含普通晶闸管、普通整流管、快速晶闸管和电力半导体模块,主要用于工业、科研等领域。发行人电力电子装置业务收入相对较少,可细分为电力电子变流装置及测试设备业务,电力电子变流装置业务主要涵盖铝电解整流柜、大功率 IGBT 开关电源、各类大功率试验电源等成套设备的生产;测试设备业务主要是电力半导体器件试验检测设备的开发、制造以及为满足客户个性化需求的非标设备开发、制造,前者主要用于电力半导体器件的过程检验、中间测试、出厂测试、型式试验以及可靠性试验,后者主要为满足各工业领域新兴的电力电子设备测试需求。

派瑞股份为西电所控股子公司。西电所是我国电力半导体器件的发源地,我国第一只整流管、晶闸管、快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管(GTO)、光控晶闸管等电力半导体器件均由西电所研发。西电所是中国电器工业协会电力电子协
会、中国电工技术学会电力电子学会、全国电力电子学标准化技术委员会秘书处所在地,是国家电力电子产品质量监督检验中心挂靠单位。

派瑞股份继承了西电所的技术,掌握了先进的 5 英寸超大功率电控、光控晶闸管制造技术,研制出拥有自主知识产权的 6 英寸特大功率电控晶闸管和 5 英寸特大功率光控晶闸管,形成产业化,成功应用于国家三峡工程、云南-广州、向家坝-上海等数十条特、超高压直流输电工程。

此外,派瑞股份开发研制出 6 英寸特大功率光控晶闸管,建成了世界先进水平的电力半导体器件研发生产基地,拥有一流的工艺生产和测试试验设备以及完整的质量管理体系,承担了我国高压直流输电工程核心器件研发和制造任务。

目前,公司生产的高压直流阀用晶闸管在国内超高压和特高压直流输电工程中拥有较高的市场份额,主要竞争对手为中车时代电气。

在普通元器件方面,公司凭借技术优势在大功率半导体市场领域占有一定的优势,主要竞争对手是中车时代电气和台基股份,中车时代电气以铁路市场为基础向电力设备等领域外拓,而台基股份在中小功率电力半导体器件市场占有一定的市场份额。捷捷微电同样生产和销售功率半导体芯片和器件,但其产品功率等级较低,主要应用于家用电器、漏电断路器等民用领域,与派瑞股份不存在直接竞争关系。

公司的优势主要关注高压大功率方面的市场需求,尤其是特高压直流输电的工程应用。国家新能源建设,特别是碳达峰、碳中和目标需求在直流输电细分领域,高压大功率晶闸管作为变流阀的核心器件之一,依然具有不可替代的作用

与一般工业用晶闸管的要求不同,高压直流输电阀用晶闸管有两个显著特点:一方面,直流输电对晶闸管的参数一致性要求很高,以保证一个换流阀臂上的器件能够同时开通或同时关断;

另一方面,对器件长期可靠性的要求很高,保证换流阀具备长期连续可靠运行的能力。晶闸管制造厂需要严格控制制造工艺过程,强化设备的自动化程度,具备齐全的测试试验手段和条件,才能保证元件的高质量、高一致性和高可靠性,满足特高压直流输电工程阀体对相关器件的需求。

该类工程均为国家重点能源建设项目,其中主要客户许继集团、西安西电和 ABB 四方占报告期内营业收入的 74.67%、77.82%和 59.17%。公司的终端用户为国家电网和南方电网。

公司的主要客户均为电力行业龙头企业。

公司主营业务毛利率分别为 46.27%、47.78%和 48.90%。其中收入占比 75%以上的高压直流阀用晶闸管毛利率为 52.56%、57.98%和 58.74%,毛利率较高。

派瑞股份为西电所控股子公司。西电所是我国电力半导体器件的发源地,我国第一只整流管、晶闸管、快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管(GTO)、光控晶闸管等电力半导体器件均由西电所研发。西电所是中国电器工业协会电力电子协会、中国电工技术学会电力电子学会、全国电力电子学标准化技术委员会秘书处所在地,是国家电力电子产品质量监督检验中心挂靠单位。发行人继承了西电所的技术,并将 5英寸超大功率电控、光控晶闸管以及 6 英寸电控晶闸管等产品进一步产业化、规模化,成功应用于国家三峡工程、云南-广州、向家坝-上海等 30 多条特、超高压直流输电工程。此外,发行人开发研制出 6 英寸特大功率光控晶闸管,建成了世界先进水平的电力半导体器件研发生产基地,拥有一流的工艺生产和测试试验设备以及完整的质量管理体系,承担了我国高压直流输电工程核心器件研发和制造任务。

目前,公司生产的高压直流阀用晶闸管在国内超高压和特高压直流输电工程中拥有较高的市场份额,主要竞争对手为中车时代电气。在普通元器件方面,公司凭借技术优势在大功率半导体市场领域占有一定的优势,主要竞争对手是中车时代电气和台基股份,中车时代电气以铁路市场为基础向电力设备等领域外拓,而台基股份在中小功率电力半导体器件市场占有一定的市场份额。捷捷微电同样生产和销售功率半导体芯片及器件,但其产品功率等级较低,主要应用于家用电器、漏电断路器等民用领域,与发行人不存在直接竞争关系。

新能源发电通常需要储存后进行远距离输送到终端,在储能和并网时,都需要进行电力变换,都需要电力电子开关器件,以上场合将发挥我们在高压大功率半导体的优势,进一步开拓相关市场

储能电站主要用于调节峰谷用电问题,即用电低谷储电,用电高峰发电;而公司产品主要应用于输送电力,即包括高压直流输电在内的输电领域都涉及公司生产的大功率半导体器

派瑞股份自成立以来公司募投项目中包括SiC在内的新型器件的研发与制造,目前公司正在加快推进募投项目的建设。

公司主营业务未发生重大变化,一直专注于电力半导体器件的研和生产;经过多年的专注发展,在大功率、大直径的高等级晶闸管领域成行业龙头,占据了大部分国内市场份额,并且储备了多种规格、多种应用场景的其他晶闸管品种,形成了较为完善的产品序列。

公司的业务发展目标:

继续巩固特、超高压直流输变电市场,开拓串补装置和静止无功补偿装置市场,布局适应IGCT相关应用市场。巩固国内、拓展国际市场。将技术优势转化成产业化规模和效率优势,使公司成为中国电力电子器件领域产业初具规模,在全球行业市场中有较强影响力的企业,使 PERI 成为国际知名的行业品牌。

目前,我国电力电子产业总体水平与国外先进水平还有一定的差距,特别是关系到国民经济发展和国家安全的若干关键领域中的核心技术与国外相比较差距更大,这已成为制约我国建立独立自主的现代科学、工业和国防体系的瓶颈之一,对国家安全以及经济发展也带来了严重威胁。

公司在大功率电力半导体器件领域,积累了雄厚的技术优势与市场优势,成为了行业市场的领头企业,技术处于国内外领先地位,但随着应用市场的技术升级,市场对公司技术创新能力的要求越来越高。

两个阶段目标

第一阶段目标:建立8英寸芯片生产线,进一步研发更大直径的独立芯片。提升大功率电力半导体器件的研发水平、更新和强化现有硅功率器件生产线的规模、生产能力和扩大硅功率器件的产品种类和功率,研发8英寸功率器件,额定电流达到或超过8000A,为直流输电工程的不断提升提供有力的支持。

第二阶段目标:研发SiC器件及模块,建立SiC器件实验中心,在第一阶段成果的基础上形成小批量生产SiC器件的能力,为实现SiC器件产业化奠定基础

柔性直流输电是新型电网建设发展的重要方向,公司为柔性直流输电用相关器件的研制取得了实质性进展,相关产品已在张北柔直、乌东德工程中投入使用,公司还将持续加大研发力度,对产品进行创新、升级,发现新的业绩增长点,实现公司业务的持续增长。

主要看点:碳化硅+特高压+电力元器件
1、公司由西电所出资设立,西电所为我国电力半导体器件及其应用技术研究奠定了技术基础,我国七大整流器厂的技术基础和发展都与西电所息息相关。
2、公司拥有自主知识产权的6英寸特大功率电控品闸管和5英寸特大功率光控品闸管,成功应用于我国多个特高压直流输电工程。公司已建成了世界一流水平的电力半导体器件研发生产基地,拥有一流的功率生产和测试试验设备。
3、公司建立具有小批量一定中试能力的碳化硅基器件研发实验中心,以满足新产品的研发和中试供应市场,目前公司募投项目中包括第三代半导体器件的研发;子公司爱派科从事IGBT 模块及其他电力电子器件模块的研发制造、生产和销售业务;
4、公司专注于高电压大电流电力变换领域,公司产品已成功运用于国内外多条直流输电工程中,新能源发电通常需要储存后进行远距离输送到终端,在储能和并网时,都需要进行电力变换,都需要电力电子开关器件,以上场合将发挥高压大功率半导体的优势
5、公司主营电力半导体器件和装置的产研销;高压直流阀用晶闸管在国内超高压和特高压直流输电工程中拥有较高的市场份额;公司已掌握了先进的5英寸超大功率电控、光控晶闸管制造技术。

当前为什么要重视特高压直流?
特高压直流投资建设的确定性来源于三个方面:1)特高压输电通道建设是稳投资举措之一;2)能源保供和能源转型需要特高压外送通道建设;3)“十四五”特高压直流投资持续高增长。

特高压直流产业链该关注什么?
相较于特高压交流,特高压直流的最主要差别在于换流站存在交直流转换环节和相关特有设备,主设备支出最主要来自换流变和换流阀。换流变压器成本占比高,份额集中在特变电工、山东电工、保变电气和中国西电等公司。换流阀仅存在于特高压直流工程,份额集中在国电南瑞、许继电气、中国西电和荣信汇科等公司;受端电网直流落点日益密集,混合直流应用增多,增大了换流阀价值。此外,特高压直流穿墙套管近年实现国产技术突破,平高电气和中国西电相关产品已有工程实际应用。
特高压直流投资怎么看?
综合实力看,总营收最受益是国电南瑞、中国西电、特变电工等公司。特有环节看,换流阀是特高压直流特有的环节,相关产业链更易呈现业绩弹性。特高压直流阀用晶闸管主要由派瑞股份、时代电气供应,其中派瑞股份受特高压直流影响更为突出;特高压直流纯水冷却设备企业行业垄断度高,龙头企业高澜股份预计将显著受益特高压直流投资建设。弹性标的方面,派瑞股份、保变电气、平高电气、中国西电和许继电气预计更具业绩弹性。

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