报告行业投资评级 - 看好，维持 [2] 报告的核心观点 - 电源系统是可控核聚变装置的重要组成部分，在托卡马克装置中价值量占比约15%，其供电特点为大功率、脉冲式、储能高，且会对电网造成冲击，需建设无功补偿设备 [14][17] - 磁体电源是控制等离子体的核心关键，中科院合肥研究院等离子体物理研究所承担了ITER中国采购包的大部分研发任务，变流器电源系统是实现磁约束聚变反应的关键 [41][43] - 为达到反应温度，需辅助加热手段进一步加热，高压电源是辅助加热系统的核心部件，目前常见方案有带大功率脉冲调制器的高压电源、基于PSM技术的高压电源和逆变型直流高压电源 [54][72] - 储能技术是应对聚变电源系统功率冲击问题的有效解决途径，电容器、动力电池等高倍率储能元件是核心关键，其中锂离子电容器综合性能较好 [90][103] - 磁惯性约束聚变融合了磁约束聚变与惯性约束聚变的优势，场反位形装置中电源占比或高于传统磁约束装置，Z箍缩装置的压缩能力高度依赖电源系统 [107][112][117] - 核聚变电源壁垒较高，多家公司已取得进展，如四创电子、英杰电气、许继电气等公司在可控核聚变电源相关业务上有中标项目或产品研发成果 [124] 根据相关目录分别进行总结 电源系统是托卡马克的动力来源 - 电源系统在ITER装置中主要功能为提供能量、产生磁场、供电与保护，价值量占比约15% [14][16] - 托卡马克装置供电特点为大功率、脉冲式、储能高，会对电网造成冲击，需建设大容量无功补偿设备 [17][22] - ITER电源系统由稳态和脉冲高压变电站、磁体电源系统等组成，工作过程包括降压变压、交流转直流、失超保护 [23][26] - 电网通过高压变电网络为装置供电，无功补偿和滤波系统可稳定电网电压，ITER的该系统设计为69KV电压等级，总容量约600MVA [27][33][34] 磁体电源：控制等离子体的核心关键 - 磁体变流电源负责维持等离子体的形状、平衡和稳定性，并提供保护，ITER托卡马克聚变装置主要由多种线圈组成 [41] - 中科院合肥研究院等离子体物理研究所承担了ITER中国采购包的大部分研发任务，变流器电源系统是实现磁约束聚变反应的关键，装机容量2.3GVA [43] 辅助加热电源：达到反应温度的必要环节 - 仅靠欧姆加热不足以将等离子体加热到聚变反应温度，需采用辅助加热手段，如中性束注入加热、低杂波电流驱动、离子回旋共振加热、电子回旋共振加热 [54][61] - 高压电源是辅助加热系统的核心部件，常见方案有带大功率脉冲调制器的高压电源、基于PSM技术的高压电源和逆变型直流高压电源，各有优缺点 [72][87] 储能系统：解决电源系统功率冲击问题的关键 - 现有抑制无功功冲击和滤除谐波的方案对聚变电源支撑能力和作用范围有限，增大电网容量和增设脉冲发电机组也存在不足，兼顾长脉冲和高倍率的储能技术是有效解决途径 [90][94] - 常用储能形式分为能量型和功率型，聚变冲击补偿需求兼具二者特征，需寻求更优储能方案 [98] - 工业领域常用的高倍率储能元件有双电层电容器、锂离子动力电池和锂离子电容器，其中锂离子电容器综合性能较好，具备较好应用前景 [99][103] 磁惯性约束：电源的价值量占比更高 - 磁惯性约束聚变融合了磁约束聚变与惯性约束聚变的优势，技术路径包括场反位形和Z箍缩等 [107] - 场反位形装置中电源或为更重要组成部分，其电源系统为线圈供电产生磁场，部分装置采用高频振荡磁场预电离气体 [112][116] - Z箍缩装置的压缩能力高度依赖电源系统，脉冲电源系统向直接驱动型演进，快脉冲线型变压器成为重要技术路线 [117] 核聚变电源壁垒较高，多家公司已取得进展 - 可控核聚变电源系统壁垒较高，价值量占比不菲，多家公司已取得项目实质进展，如四创电子、英杰电气、许继电气等 [124]