公司经营新能源赛道核心部件 受益十四五规划

2022/1/6 13:06:43 | 广州万隆·成长投资顾问群

  派瑞股份(300831)简要分析报告

  

  基本亮点:

  

  1、2021年10月27日晚间公司发布的2021年三季报显示,公司第三季度实现营业收入6533.31万元,同比增长248.79%;归母净利润3008.02万元,同比增长334.68%;归母扣非净利润2911.36万元,同比增长756.33%。 2021年前三季度,公司累计实现营业收入1.36亿元,同比增长26.1%;归母净利润4146.97万元,同比增长47.09%;归母扣非净利润3914.02万元,同比增长125.64%;公司一直专注于电力半导体器件的研制和生产。经过多年的发展,公司在大功率、大直径的高等级晶闸管领域成为行业龙头,占据了领先的国内市场份额。目前在大功率电力电子器件领域积聚了技术与市场优势,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。十四五期间,国家将建设很多条特高压直流输电线路,公司产品技术含量高,是新型电力系统的核心部件,将直接受益国家特高压线路的建设实施。

  

  关注点:

  

  1、国内特高压线路建设的进展状况;

  

  2、公司主营业务的发展情况;


  分析要点:

  

  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,创造性的研制出了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。


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  截至 2020 年年底,全国跨区输电能力达到 15615 万 kW。其中交流 2584 万 kW,直流 13031 万 kW,我国已建成 22 条特高压线路,其中交流 6 条、直流 16 条。直流特高压不但在数量上占据大部分,也是输送可再生能源的主力军, 直流输电技术以其输送容量大、线路造价低,且不存在电容效应导致的过电压问题,尤其适合远距离大容量输电,目前直流输电已经成为我国电网主要的输电方式, 青豫直流是国内第一条以新能源多能互补为主要电源的直流线路。


  常规直流采用线性整流型换流器( LCC),换流过程通过控制导通角实现,需要消耗大量无功,随着大城市等负荷中心火电逐步关停,对外来电依赖加大,负荷高峰期电压稳定问题突出。 通过采用基于全控型电力电子器件(如 IGBT、GTO)的电压源型换流器( VSC),柔性直流输电克服了常规直流技术的缺陷: 可向孤岛供电、无换相失败问题、不需要无功支撑、有功无功可独立控制、可实现多端直流电网。采用柔性直流技术建设特高压直流受端换流站,便可降低对受端电网电压支撑能力的需求,减小换相失败的概率,提升电网安全稳定性。


  但是由于柔性直流核心 IGBT 器件额定电流较小(目前最高 3000A,晶闸管可达6000A),故障电流耐受能力弱(最大关断电流 6kA/1ms),耐受时间短,相较于常规直流核心晶闸管器件 10 倍于额定电流的故障耐受能力相差甚远。 因此在工程实际中,多采用送端常规直流、受端柔性直流(或常规 /柔性混合级联)的方案,以充分发挥常规直流输送能力强、柔性直流对受端电网要求低、灵活性高的优势。


  比如近期最新建设的昆柳龙特高压 柔直方案和白鹤滩 -江苏特高压柔直方案都是采用送端常规直流(晶闸管器件)、受端柔性直流( IGBT 为主、晶闸管为辅) :

  

  从直流工程投资额构成来看,换流站价值量占比较高。 直流工程投资中换流站成本约占 50-60%,其中换流阀、换流变、 GIS、控制保护系统等构成了设备采购的主要部分。其余包括直流场设备如平波电抗器、直流断路器、直流滤波器等;交流场设备如交流电抗器、滤波器、电容器等,起到无功补偿作用。 换流站主设备中以换流阀制造难度最大、壁垒最深、毛利最丰厚。

  

  换流阀是换流站内的核心装备之一,起到交流/直流转换的作用。通常一座换流站中出线为正 /负两个极。对于常规直流换流站每极需用 2 套双 12 脉动换流阀,每套换流阀价值量在 1.8 亿~2 亿元之间,即一座换流站换流阀价值量在 7.2 亿~8 亿之间,毛利率通常在 35%以上。换流阀由晶闸管、阻尼电容、均压电容、阻尼电阻、均压电阻、晶闸管控制单元等零部件组成。 其中,晶闸管是换流阀的核心部件,它决定了换流阀的通流能力,晶闸管约占常规换流阀价值量的25%.


  在柔直换流站中柔直阀价值量占比更高, 对于柔直阀,由于 IGBT 模块制造难度较高,价值量可占到柔直阀的 30%以上。柔直换流阀由多组 MMC 模块化多电平换流器组成,与常规换流阀结构不同。由于其技术更复杂、且高电压大电流 IGBT 制造难度大,因此同容量柔直阀造价是常规阀的 3-5 倍。昆北站 8000MW 常规阀总价约 8 亿,柳北站 3000MW 柔直阀总价约 14 亿、龙门站 5000MW 柔直阀总价约 17 亿。


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  根据国家电网 “十四五”规划,“十四五”预计总投资较 “十三五”增长约10%,两网合计增长约 15%左右,年均电网投资额将突破 6500 亿元。


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  根据目前国网、南网 “十四五”规划情况,预计 2021-2025 年将有 10 条左右的特高压直流线路开工,其中主要的就是直流线路。


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  二、公司掌握特高压直流输电系统核心部件的制造技术,进口提高空间大

  

  在直流输电系统中,换流站是核心,换流阀是换流站的核心,其价值约占换流站成套设备总价的 22~25%。



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  目前国内外直流输电工程中,绝大部分都是采用晶闸管换流阀,特别是近来来我国取得重大进展的 800kV 特高压直流输电技术就是采用了基于 6 英寸晶闸管的主流换流阀技术。


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  公司是西电所控股子公司。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。公司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。


  西电所目前就是我国电力半导体器件技术实力最强的单位,我国目前最先进的特高压800kV 直流输电核心器件—特大功率 6 英寸电控和 5 英寸光控晶闸管的研制及产业化工作就是西电所承担的。特大功率晶闸管是直流输电的核心器件,也可称之为直流输电的心脏。2018 年“特高压 800kV 直流输电工程”获得国家科学技术进步奖特等奖。这是继 2009 年荣获国家科学技术一等奖后,西电所又一次荣获国家最高奖项。


  下面主要讲下公司直流输电用大功率晶闸管和 IGBT 模块这两个核心产品:

  

  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,为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提供了有力支撑,是并网和远距离输送不可替代的器件。晶闸管是由 PNPN 四层半导体构成的,他中间形成三个 PN 结。


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  半导体被称为“工业粮食”,是所有电子设备的心脏。目前,我国每年半导体器件 (芯片)进口总额已达数千亿美元,超过了石油进口总额,高端芯片自给率几乎为零, 国内高端制造行业对国外芯片厂商存在严重的依赖局面。我国半导体领域对国外的依赖,不仅体现在存储器、高速微处理器、高速数字处理器、通讯集成芯片等大规模集成电路芯片类半导体,也包括用于大功率控制和变换的功率半导体器件,特别是高频高压工况下的自关断器件。如我国交流机车牵引用 IGBT、 柔性直流输电用高压 IGBT、输配电直流断路器用IGCT,多年来并未摆脱依赖于国外 供应商的局面。


  功率半导体器件分为以晶闸管为代表的双极型器件、以 MOSFET 场效应晶体管为代表的场控器件、以 IGBT 为代表的场控与双极型相结合器件,以及以 SiC 器件为代表的使用宽禁带半导体材料制成的第三代新型器件。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;研制和生产了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。


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  为了进一步提升公司的竞争实力,公司这次上市募集资金,准备投入 5.7 亿元用于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。


  公司做 IGBT 其实基础很好,公司子公司西安爱派科电力电子有限公司的是一个专门研发和生产 IGBT 模块的企业。西安爱派科技术实力雄厚、公司主要产品有 IGBT 模块、快恢复二极管模块、晶闸管模块、整流二极管模块。公司具有较强的技术开发能力,可根据市场需求和客户需求开发专用大功率模块。公司产品广泛应用于逆变焊机、感应加热、电机控制、大功率 UPS 以及其他各种大功率电源。


  争的情形。为解决同业竞争问题,西电所拟转让爱帕克股权或注销爱帕克;与此同时,美国整流器控股(中国)公司的股东国际整流器公司拟退出在中国市场的投资, 因此,西电所和美国整流器控股(中国)公司共同决定注销爱帕克。鉴于 IGBT 模块是电力电子器件的一类重要产品,西电所希望公司承接爱帕克的相关业务,因此,决定由公司出资设立子公司爱派科,继续从事 IGBT 模块及其他电力电子器件模块的生产和销售业务。


  美国整流器公司是老牌的功率半导体厂商。是半导体行业中唯一一家涉足四类功率转换器件(输入整流、控制、开关和输出)的厂家,国际整流器公司可以为用户提供不同电压和电流规格的功率器件。


  受益于公司产品在国家特高压直流输电系统的应用,公司前三季度净利润 4146.97 万元,同比增加 47.09%,营收 1.36 亿元,同比增加 26.09%。目前公司的营收规模还是比较小的。通常一座换流站 晶闸管大约价值 2 亿元。同容量柔直阀造价是常规阀的 3-5 倍。对于柔直阀,由于 IGBT 模块制造难度较高,价值量可占到柔直阀的 30%以上。根据目前国网、南网 “十四五”规划情况,预计 2021-2025 年将有 10 条左右的特高压直流线路开工,其中主要的就是直流线路。大概一条线的晶闸管价值就能够达到公司一年的营收,鉴于公司在特高压直流输电晶闸管的突出实力,公司有很大的进口替代潜力,更重要的是,公司目前正在攻关 IGBT 模块,基础很好,大概率是能够取得突破,这个产品价值量更大,综合来讲,公司未来的发展潜力还是很大。


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  总结:公司主营电力半导体器件和装置的研发和生产,创造性的研制出了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,打破了国外的垄断,目前公司还准备投巨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,公司在 IGBT 领域具备良好的技术基础,大概率能够取得突破。新型电力系统是打破我国能源分布不均衡,新能源占比不断提升带来能源输送难题的重要手段,十四五期间有大量的规划投资,机构也非常看好这个领域的未来投资机会,公司掌握了新型电力系统最核心的部件的制造技术,未来发展潜力很大。


  风险提示:

  

  1, 猜测的路径不发生;

  

  2, 公司业绩发展不及预期;


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