風電變流器行業(yè)現(xiàn)狀

風電變流器行業(yè)現(xiàn)狀風電變流器主要是指在雙饋風力發(fā)電機中，加在轉(zhuǎn)子側(cè)的勵磁裝置，包括功率模塊、控制模塊、并網(wǎng)模塊。風電變流器分為雙饋變流器和全功率變流器兩個大類，分別使用在雙饋型風機和全功率風機上。風電變流器主要功能是通過控制發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩，從而使風機處于最佳發(fā)電功率狀態(tài)，同時將風力發(fā)電機發(fā)出的頻率、幅值不穩(wěn)定的電能，轉(zhuǎn)換為頻率、幅值穩(wěn)定的、符合電網(wǎng)要求的電能后并入電網(wǎng)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為復雜，技術(shù)含量較高。風電變流器的技術(shù)要求可以概括為以下幾個方面電網(wǎng)適應(yīng)性我國電網(wǎng)環(huán)境差異性較大，電能質(zhì)量參差不齊，需要通過軟硬件相結(jié)合的方法，使產(chǎn)品具有電網(wǎng)不平衡控制、低/高電壓穿越、電能質(zhì)量優(yōu)化和一次調(diào)頻等多種功能，以適應(yīng)各種電網(wǎng)的惡劣工況，滿足微電網(wǎng)、弱電網(wǎng)、特高壓、柔直等特殊電網(wǎng)的需求。環(huán)境適應(yīng)性環(huán)境適應(yīng)性主要要求風電變流器在各種惡劣、復雜和嚴酷的環(huán)境下能夠可靠地運行，具體包括

IP

防護等級，“三防”要求（防潮、防鹽霧和防霉菌）等。例如沿海地區(qū)要求變流器能夠適應(yīng)鹽霧、高濕、高雷暴環(huán)境；超低溫地區(qū)要求變流器能夠適應(yīng)超低溫環(huán)境，縮短低溫啟動時間，提升冬季發(fā)電量；而超高原地區(qū)則要求變流器能夠適應(yīng)高海拔、低氣壓、雷暴、晝夜溫差大等客觀環(huán)境因素?？焖夙憫?yīng)能力為了最大程度的捕獲風能，提高發(fā)電效率，風電變流器在接到風電機組總控下發(fā)的功率指令后，需快速響應(yīng)，將發(fā)電機發(fā)出的電能高效安全饋入電網(wǎng)，同時在響應(yīng)過程中保護整個發(fā)電系統(tǒng)平穩(wěn)地運行。負載適應(yīng)性負載適應(yīng)性主要要求必須與風電整機技術(shù)路線相匹配，風電變流器廠家的產(chǎn)品需全面適配市場上所有發(fā)電機，包括雙饋風力發(fā)電機、感應(yīng)異步發(fā)電機、低速永磁同步發(fā)電機、高速永磁同步發(fā)電機、電勵磁同步發(fā)電機等。目前我國風電機組功率主流機型為

2.0-3.0MW。以發(fā)行人為代表的國產(chǎn)4.XMW、5.XMW

和

6.XMW

的控制系統(tǒng)、變流器已經(jīng)批量生產(chǎn)。隨著海上風電場規(guī)劃規(guī)模的不斷擴大，各主要風電機組整機制造廠商都積極投入大功率海上風電機組的研究開發(fā)，當前國內(nèi)海上風電使用的主要為

ABB、西門子等國際大型電氣公司的變流器產(chǎn)品。風電變流器不僅提高了機組效率，而且對于機組并網(wǎng)、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行起到了良好作用，每一套新增風機均需要配備一套風電變流器。風電變流器以控制復雜、可靠性及穩(wěn)定性要求高為主要特點，是風電機組的關(guān)鍵部件之一。到目前風電變流器的行業(yè)規(guī)模一般以風電機組裝機容量衡量。風能作為一種清潔而穩(wěn)定的可再生能源，是可再生能源領(lǐng)域中技術(shù)最成熟、最具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。\t"/market/202204/_blank"顯示，近年來，世界各國對能源安全、生態(tài)環(huán)境、氣候變化等問題的日益重視，加快發(fā)展風電產(chǎn)業(yè)已成為國際社會推動能源轉(zhuǎn)型發(fā)展、應(yīng)對全球氣候變化的普遍共識和一致行動。目前全球已有100多個國家開始發(fā)展風電。在當前全球大力提倡發(fā)展低碳經(jīng)濟的背景下，得益于風電技術(shù)進步和成本持續(xù)下降，風能正逐步成為綠色新能源中不可或缺的成員。發(fā)展風電不僅已成為較多國家推進能源轉(zhuǎn)型的核心內(nèi)容和應(yīng)對氣候變化的重要途徑，也是中國深入推進能源生產(chǎn)和消費革命、促進大氣污染防治的重要手段。近年來，國家相關(guān)部委對風電行業(yè)出臺了一系列鼓勵政策，為行業(yè)發(fā)展提供了有力的政策支持。隨著國家“十三五”期間特高壓電網(wǎng)的加速建設(shè)及各項針對可再生能源消納的政策的逐步推行，近年來中國風電累計并網(wǎng)裝機容量不斷增長。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國風電累計并網(wǎng)裝機容量從2016年的14864萬千瓦增長至32848萬千瓦，CAGR為17。2%。其中2021年新增風電4757并網(wǎng)裝機容量萬千瓦。其中在中國風電發(fā)展初期，風機多裝于陸上富風區(qū)域，因此中國風電主要以陸上風電為主，但近幾年來新增裝機量有所放緩。而海上風電作為一種清潔能源，憑借其距離用電負荷近、發(fā)電穩(wěn)定、不占用陸地土地資源等優(yōu)勢，在中國發(fā)展迅速。近年來，海上風電并網(wǎng)裝機容量及新增并網(wǎng)裝機持續(xù)增長。2021年中國陸上風電累計裝機3。02億千瓦，新增裝機3067萬千瓦；海上風電累計裝機2639萬千瓦，新增裝機1690萬千瓦。隨著風電累計并網(wǎng)裝機容量的不斷增長，中國風電變流器市場也隨之發(fā)展。尤其是近幾年海上風電市場的迅速擴容，強勁推動了中國風電變流器市場需求的增長。目前碳中和已成為全球變局下的確定性趨勢，能源結(jié)構(gòu)將不斷優(yōu)化。由此風電裝機高景氣度將帶動變流器需求穩(wěn)步提升。數(shù)據(jù)顯示，2020年中國風電變流器市場規(guī)模從2013年的19億元增長到了56億元。但受由技術(shù)、人才、認證、規(guī)模、客戶等多重壁壘影響，對市場新進入者具有較高的門檻，因此目前中國風電變流器市場主要由國外品牌占據(jù)，自主品牌占有率很低。在此背景下，中國在“十一五”、“十二五”期間，重點支持了風電變流器的國產(chǎn)化。中國風電變流器行業(yè)自2009年左右，開始進入國產(chǎn)化替代階段，部分風電整機商龍頭設(shè)立自己的變流器子公司，同時獨立變流器生產(chǎn)廠商也廣泛參與市場競爭。這期間，以禾望電氣、陽光電源、海得控制、日風電氣等一批企業(yè)為代表的產(chǎn)品脫穎而出。在政策的指引和行業(yè)的鼓勵下，經(jīng)過“十二五”期間產(chǎn)業(yè)界的持續(xù)努力和競爭，目前國產(chǎn)陸上風電變流器在國內(nèi)市場上已成為主導。而雖然取得了一定的突破，但尚未完全實現(xiàn)國產(chǎn)化。與此同時，值得注意的是，技術(shù)實力成為風電變流器的業(yè)務(wù)規(guī)模及市場地位處于行業(yè)前列的必要因素。這主要是因為為了應(yīng)對行業(yè)競爭加劇的風險，行業(yè)內(nèi)公司紛紛在產(chǎn)品研發(fā)、市場拓展上加大投入。而由于風電變流器和光伏逆變