智研咨詢發(fā)布：中國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)競爭格局及發(fā)展前景研究報告

智研咨詢發(fā)布：中國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)競爭格局及發(fā)展前景研究報告內(nèi)容概要：相較于美國等發(fā)達國家構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機技術(shù)及行業(yè)應(yīng)用情況而言，目前我國構(gòu)網(wǎng)型并網(wǎng)技術(shù)尚處于研發(fā)創(chuàng)新階段，構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機產(chǎn)品國產(chǎn)制造應(yīng)用能力較弱。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)推進，我國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)發(fā)展政策支持力度日益提升，構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機逐漸成為國內(nèi)風(fēng)電企業(yè)技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)推進的關(guān)鍵，不少企業(yè)及研發(fā)機構(gòu)已對其進行了研發(fā)布局，國內(nèi)構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)技術(shù)積累不斷加深，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展及國家新型電網(wǎng)運行提供強有力支撐。關(guān)鍵詞：構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機、新能源電網(wǎng)、風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)、構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機商業(yè)化應(yīng)用一、構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)概述在風(fēng)電等新能源電力逐漸由從屬角色向主導(dǎo)角色轉(zhuǎn)變過程中，沿用傳統(tǒng)基于電壓鎖相環(huán)的跟網(wǎng)型并網(wǎng)控制技術(shù)（GFL）出現(xiàn)了一系列并網(wǎng)問題，促使市場各方加速尋找過渡時期并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用新方案。在此背景下，基于功率同步環(huán)的電網(wǎng)構(gòu)造型并網(wǎng)控制技術(shù)（GFM）開始步入大眾視野，市場研發(fā)應(yīng)用不斷增加。從技術(shù)特性分析，構(gòu)網(wǎng)型并網(wǎng)控制技術(shù)受控于電壓源，可控制輸出電壓（包括幅值和相角），依靠功率同步環(huán)模擬同步機機電暫態(tài)完成并網(wǎng)。因此，應(yīng)用該項并網(wǎng)技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機，即構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機，又可稱為電壓源型風(fēng)機。該種風(fēng)機可通過模擬同步發(fā)電機組轉(zhuǎn)子運動方程，對外呈現(xiàn)電壓源控制和自同步電網(wǎng)特性，直接控制其輸出電壓幅值和相位，能支撐電網(wǎng)頻率及電壓穩(wěn)定，并對系統(tǒng)提供慣量及阻尼支撐。構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機技術(shù)特征介紹跟網(wǎng)型風(fēng)機采用鎖相環(huán)跟蹤其交流母線電壓的相位角從而保持與電網(wǎng)同步，呈現(xiàn)電流源特征，依賴于電網(wǎng)，必須并網(wǎng)運行，自身無法提供電壓和頻率支持，無法實現(xiàn)自治組網(wǎng)，適用于以同步機為主導(dǎo)的強電網(wǎng)環(huán)境，不能孤島運行。而構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機的控制邏輯已發(fā)生了根本性改變，具備孤島運行能力，可以獨立構(gòu)建電網(wǎng)，能夠在并網(wǎng)和單獨運行兩種方式中靈活切換，適用于強度弱、慣量低的高比例新能源電力系統(tǒng)。簡單來說，跟網(wǎng)型風(fēng)機就像火車廂，具備載客能力，只能通過火車頭進行牽引運行。構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機則像動車車廂，每一節(jié)車廂都有動力系統(tǒng)，可以獨立載客運行，也可以與其它動車車廂、火車廂組合載客運行。當(dāng)火車?yán)d的車廂越來越多時，為保障列車正常運行，就需要提高動力源的占比。綜合分析，構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機產(chǎn)品技術(shù)、成本優(yōu)勢均相當(dāng)明顯，可解決未來新型電力系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)，行業(yè)具有廣袤發(fā)展和應(yīng)用前景。構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機與跟網(wǎng)型風(fēng)機對比分析隨著全球風(fēng)電等新能源發(fā)電逐漸替代火/水電機組，使得大電網(wǎng)對新能源參與系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)壓、阻尼的需求日益迫切，相關(guān)構(gòu)網(wǎng)控制策略加速面世，構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)也得以加速發(fā)展。在我國，風(fēng)電企業(yè)開始將目光聚焦于構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)是在2017年前后，主要原因在于，當(dāng)時一些風(fēng)電出口項目在國外遇到了比例風(fēng)電接入電網(wǎng)的挑戰(zhàn)，我國風(fēng)電行業(yè)卻缺乏應(yīng)對措施與技術(shù)儲備。此后一至兩年間，金風(fēng)科技等國產(chǎn)風(fēng)機企業(yè)逐漸完成了構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機的初步研究工作，在2019年前后相繼形成整個技術(shù)構(gòu)型，并在2021年前后提出了構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電機組的1.0版本。構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)發(fā)展歷程二、中國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)發(fā)展環(huán)境分析國家在“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要中重點提到，要大力提升風(fēng)力發(fā)電規(guī)模、有序發(fā)展海上風(fēng)電，在“雙碳”目標(biāo)指引下，國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)開始進入爆發(fā)式增長階段。據(jù)國家能源局發(fā)布的《2023年全國電力工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)》顯示，截至2023年12月底，我國新增風(fēng)力發(fā)電裝機總?cè)萘窟_7590萬千瓦，全國風(fēng)力發(fā)電裝機累計容量約達4.4億千瓦，同比增長20.7%，較2014年復(fù)合增長18.42%。2024年1-2月，國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電新增裝機容量為989萬千瓦，同比增加405萬千瓦，全國風(fēng)電累計裝機總?cè)萘考s達4.5億千瓦，同比增長21.3%。2014-2023年2月中國風(fēng)力發(fā)電裝機容量變化（單位：萬千瓦）“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下，我國風(fēng)力發(fā)電裝機容量增長，風(fēng)電發(fā)電量占國內(nèi)發(fā)電總量比例日益提升。據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2023年，我國風(fēng)電發(fā)電總規(guī)模達8090.5億千瓦小時，同比增長17.81%，占國內(nèi)電力業(yè)發(fā)電總量比例達8.56%，較上年末提高了0.79個百分點；2024年第一季度，全國風(fēng)力發(fā)電總量達2419.4億千瓦小時，同比增長11%，占國內(nèi)電力業(yè)發(fā)電總量比例達10.81%，較上年末提高了2.26個百分點。2018年至2024年3月，我國風(fēng)力發(fā)電規(guī)模增速遠高于國家電力產(chǎn)業(yè)增速，風(fēng)電在全國電力能源中占比已提升了6.27個百分點。風(fēng)電在國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中扮演的角色越來越重要。照此發(fā)展趨勢，未來，全球風(fēng)電等新能源電力占比將持續(xù)提升，各國以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)工程的建設(shè)推進也愈加重要，將為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)細分市場帶來廣袤發(fā)展空間。中國風(fēng)力發(fā)電量及占比變化（單位：億千瓦小時，%）近幾年來，中央及地方有關(guān)部門頒布的系列能源政策中，均重點提到要集中優(yōu)勢力量精準(zhǔn)攻克構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機、500kV電壓等級超高壓直流海纜/低頻高壓送出系統(tǒng)、大功率（15MW級以上）海上風(fēng)電變流器技術(shù)等一批核心技術(shù)，支持構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電、構(gòu)網(wǎng)型光伏發(fā)電、構(gòu)網(wǎng)型儲能、新能源低頻組網(wǎng)送出等技術(shù)研發(fā)與工程示范建設(shè)。政策指出，要依托儲能、構(gòu)網(wǎng)控制、虛擬同步機等技術(shù)的創(chuàng)新突破，使得煤電等傳統(tǒng)電源逐漸轉(zhuǎn)型為系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源，風(fēng)電等新能源項目普遍具備可靠電力支撐、系統(tǒng)調(diào)節(jié)等重要功能，使之逐漸成為國家發(fā)電量結(jié)構(gòu)中的主體電源和基礎(chǔ)保障性電源。在政策驅(qū)動下，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)成為行業(yè)熱議話題，我國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)將迎來技術(shù)攻關(guān)研究投入爆發(fā)式增長階段，市場示范性應(yīng)用測試將不斷增多，同時，隨著國家電網(wǎng)改造升級及配套電網(wǎng)建設(shè)工程加速推進，構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機有望逐步替代現(xiàn)有的跟網(wǎng)型風(fēng)機應(yīng)用，行業(yè)規(guī)模將持續(xù)擴容。近年來中國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機相關(guān)政策匯總相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2024年中國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)商業(yè)化進展及市場前景分析報告》三、中國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)發(fā)展情況分析相較于美國等發(fā)達國家構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機技術(shù)及行業(yè)應(yīng)用情況而言，目前我國構(gòu)網(wǎng)型并網(wǎng)技術(shù)尚處于研發(fā)創(chuàng)新階段，構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機產(chǎn)品國產(chǎn)制造應(yīng)用能力較弱。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)推進，我國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)發(fā)展政策支持力度日益提升，構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機逐漸成為國內(nèi)風(fēng)電企業(yè)技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)推進的關(guān)鍵，不少企業(yè)及研發(fā)機構(gòu)已對其進行了研發(fā)布局，國內(nèi)構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)技術(shù)積累不斷加深，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展及國家新型電網(wǎng)運行提供強有力支撐。如2022年8月5日，由浙江大學(xué)申請且已獲授權(quán)的專利“海上風(fēng)電二極管整流單元送出系統(tǒng)的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機控制方法”，是一種對構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機的控制具有指導(dǎo)作用，通用性強，適用于多種海上風(fēng)電經(jīng)DRU并網(wǎng)系統(tǒng)，無需附加額外設(shè)備，能夠降低工程造價，在實際工程中有巨大的應(yīng)用價值的控制方法；2023年3月3日，由內(nèi)蒙古電力（集團）有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院分公司申請的專利“基于自適應(yīng)功率校正補償?shù)臉?gòu)網(wǎng)型風(fēng)機控制方法”，可適用于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機并網(wǎng)系統(tǒng)控制參數(shù)對電網(wǎng)的穩(wěn)定性分析，通過矯正風(fēng)機并網(wǎng)點電壓的電壓目標(biāo)值，提高暫態(tài)電壓，當(dāng)網(wǎng)側(cè)發(fā)生短路時起電壓支撐作用。近年來中國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機相關(guān)專利申請情況匯總由于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機涉網(wǎng)性能測試方案、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)空缺，嚴(yán)重制約了構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機的發(fā)展。為了確保構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機測試工作順利開展，早在2022年，國網(wǎng)新疆電科院新型電力系統(tǒng)研究所便聯(lián)合金風(fēng)科技有限公司成立了構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機測試專項小組，有序開展構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機測試準(zhǔn)備工作，針對構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機測試內(nèi)容、現(xiàn)存的問題，確定了“測試方案—現(xiàn)場實測—半實物仿真-標(biāo)準(zhǔn)制定”的技術(shù)路線，并制定了先開展單機測試，確定構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機涉網(wǎng)性能后再開展整站測試的測試計劃。于2023年6月28日啟動了首臺構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機測試，為國內(nèi)構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機應(yīng)用落地奠定了基礎(chǔ)。近兩年來，隨著風(fēng)電企業(yè)在構(gòu)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)投入增加，行業(yè)技術(shù)不斷突破升級，相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品在陸上風(fēng)電項目及海上風(fēng)電項目的應(yīng)用測試工作也加速推進，金風(fēng)科技、明陽智能等構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機領(lǐng)先研究企業(yè)的研究計劃正加速從理論研究階段過渡至實驗測試階段。國內(nèi)構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機規(guī)模化應(yīng)用實現(xiàn)工作正在加速推進。近年來國內(nèi)構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機測試應(yīng)用項目匯總近年來，我國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電技術(shù)理論研究日益成熟，各企業(yè)及研究機構(gòu)對構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電技術(shù)的研究逐漸進入應(yīng)用實測階段，國內(nèi)各地區(qū)構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機及相關(guān)技術(shù)服務(wù)公開招標(biāo)需求不斷增加。如2023年3月，浙江大學(xué)發(fā)布公告，用200萬元公開招標(biāo)采購構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機變流器試驗技術(shù)服務(wù)；2023年8月，康保建投扶農(nóng)新能源有限責(zé)任公司發(fā)布公告，為河北建投康?！吧洗髩盒　憋L(fēng)電平價示范項目公告招標(biāo)采購構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備及附屬設(shè)備；2023年10月，中國三峽建工（集團）有限公司發(fā)布公告，公開招標(biāo)采購18MW級構(gòu)網(wǎng)型相變冷卻海上風(fēng)電變流器及相關(guān)技術(shù)服務(wù)。其中，河北建投康保“上大壓小”風(fēng)電平價示范項目招標(biāo)采購的5臺構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機已于2023年12月正式并網(wǎng)運行，成為我國首個商業(yè)運行的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機組。結(jié)合市場發(fā)展整體情況分析，目前我國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)已進入研發(fā)與工程示范建設(shè)階段。但由于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電技術(shù)實測研究較少，實際應(yīng)用中還存在許多問題，因此，我國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)離正式進入大批量商業(yè)應(yīng)用階段還有一段距離。四、中國構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)競爭格局近年來，隨著能源結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，我國風(fēng)電整機行業(yè)的發(fā)展受到了政府政策的支持，對關(guān)乎風(fēng)電整機行業(yè)的諸多領(lǐng)域均有實質(zhì)性的調(diào)整，使得行業(yè)發(fā)展步伐加快，產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭日益強勁。據(jù)不完全統(tǒng)計，2023年國內(nèi)風(fēng)電市場中標(biāo)再創(chuàng)新高，全國風(fēng)電整機商共計中標(biāo)697個項目累計106.9GW風(fēng)機采購（含國際項目、不含框采），較上一年度增長約20%。其中，遠景能源中標(biāo)最多，超24GW；金風(fēng)科技中標(biāo)超18GW，兩家公司中標(biāo)量與上一年度相比變動不大。另外，執(zhí)行低價戰(zhàn)略的運達股份和三一重能在2023年也收獲頗豐，運達股份中標(biāo)超17GW排在第三，三一重能也超過了13GW，兩家企業(yè)上一年度中標(biāo)分別只有5.6GW和6.7GW。根據(jù)當(dāng)前發(fā)展情況分析，風(fēng)力發(fā)電項目對風(fēng)機本身的可靠性要求越來越高，產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險和開發(fā)難度越來越大，因此行業(yè)競爭情況將日益白熱化。值得注意的是，隨著《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》等政策發(fā)布，遠景能源、金風(fēng)科技、運達股份、中國科技集團、中國南方電網(wǎng)、中國能源投資集團等國產(chǎn)風(fēng)機領(lǐng)先企業(yè)，都不約而同地加大了對構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)及相關(guān)風(fēng)機產(chǎn)品的研發(fā)創(chuàng)新力度，加速積攢市場競爭實力。例如遠景能源有限公司（以下簡稱“遠景能源”），該公司作為我國風(fēng)電領(lǐng)域內(nèi)率先將目光聚焦在構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機技術(shù)的企業(yè)之一，早在遠景能源第七屆技術(shù)高峰論壇上，遠景能源便已重磅推出“1+4”構(gòu)網(wǎng)型全棧解決方案。目前，遠景能源的“1+4”構(gòu)網(wǎng)型全棧解決方案，并不是停留在紙面的理論研究，已在多個商業(yè)化項目中有所實踐。例如，在鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)，遠景能源打造了風(fēng)光儲的構(gòu)網(wǎng)型基地示范工程，包括構(gòu)網(wǎng)風(fēng)機30MW、構(gòu)網(wǎng)儲能10MW/20MWh，光伏600kWp及負荷20MW，能夠?qū)崿F(xiàn)整個源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)的離網(wǎng)長時間運行、并網(wǎng)/離網(wǎng)無縫切換與黑啟動，在實際運行中完成實驗認證與示范帶動作用。遠景能源“1+4”構(gòu)網(wǎng)型全棧解決方案介紹此外，禾望電氣也堅持以市場需求為導(dǎo)向，以技術(shù)研發(fā)為驅(qū)動，通過新產(chǎn)品推出、現(xiàn)有產(chǎn)品迭代以及借助產(chǎn)業(yè)鏈上下游延伸，實現(xiàn)公司的持續(xù)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，2023年，禾望電氣研發(fā)投入資金達3.22億元，同步增長52.81%。在風(fēng)力發(fā)電方面，禾望電氣專注于電網(wǎng)適應(yīng)性研究和未來新機型研發(fā)，風(fēng)電機組轉(zhuǎn)矩跟蹤、電能質(zhì)量、電網(wǎng)適應(yīng)性、高低壓穿越和海上風(fēng)電等解決方案，主要產(chǎn)品包括風(fēng)電變流器、變槳控制系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、多功能模擬裝置以及遠程智能運維系統(tǒng)等。例如，在構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機領(lǐng)域，禾望電氣自2021年起，與國際知名機構(gòu)DNV展開合作，參與了歐盟Horizon2020支持的科研項目Wingrid，在主流風(fēng)電整機企業(yè)的支持下，于荷蘭阿納姆的DNV數(shù)字測試實驗室順利開展了一系列針對構(gòu)網(wǎng)型變流器的前沿性研究和檢測工作。合作項目基于機電和電磁聯(lián)合仿真控制器硬件在環(huán)（ChiL）測試平臺（包括實時數(shù)字仿真系統(tǒng)、Bladed?系統(tǒng)、風(fēng)機PLC控制器和變流控制器硬件等），將經(jīng)過驗證的機械模型與實時電氣模型和控制器硬件結(jié)合起來，用于在各種電網(wǎng)和風(fēng)力條件下對構(gòu)網(wǎng)型變流器及風(fēng)機系統(tǒng)的測試、驗證。2020-2023年禾望電氣研發(fā)投入變化（單位：億元）五、構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機行業(yè)發(fā)展趨勢構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機技術(shù)能夠主動感知電網(wǎng)擾動，主動響應(yīng)和主動支撐，規(guī)避安全風(fēng)險，可有效提高地區(qū)新能源消納能力和電網(wǎng)供電質(zhì)量。因此，隨著新能源發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)用，國家新型能源電網(wǎng)建設(shè)加快推進，構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機的重要性將日益凸顯。為促進新能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，未來國家必將加大新能源產(chǎn)業(yè)及相關(guān)裝備制造業(yè)的政策支持力度。在此驅(qū)動下，我國對國內(nèi)企業(yè)構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機產(chǎn)品測試實驗項目的支持力度將不斷增強，國內(nèi)構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機應(yīng)用測試工作必將加速推進。此外，隨著因各方企業(yè)各自為戰(zhàn)導(dǎo)致的“構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的研究方向失焦且不夠成熟，普遍停留在部件或單機層面”問題日益突出，國內(nèi)外權(quán)威機構(gòu)將聯(lián)合技術(shù)研發(fā)先進企業(yè)，加快制定、完善構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)網(wǎng)