乘风而起！变流器“闯关”新能源

　　岁末，在海上风电项目火热抢装的同时，传来一个振奋人心的消息！

　　截至2021年11月14日，我国风电累计并网装机容量突破3亿千瓦大关，较2016年底实现翻番，已连续12年稳居全球第一。

　　在风电机组设备中，变流器作为关键设备之一，与并网环节密切相关。风电变流器规模一般以装机容量计算，每台风机配备一套变流器设备，由此，其市场规模可见一斑。

　　“双碳”目标下，新能源高速增长的“黄金时代”已然到来，风电装机容量的增长必将带动上游变流器的稳定需求。

　　高比例新能源并网呼唤

　　受益于“双碳”目标的提出，风电行业一片飙红。业内分析指出“十四五”风电要保证年均新增装机5000万千瓦以上，2025年后不低于6000万千瓦，助力12亿千瓦装机目标的实现。

　　当前“双碳”目标背景下的新一代能源系统，清洁低碳参与博弈，电能质量领域也面临前所未有的新机遇、新挑战、新需求。

　　风电作为主体能源、发展主力军，市场迎来巨大红利的同时，我们也应看到，新能源发电也有其固有的波动性、低抗扰、弱支撑特征，大规模并入电网给其安全稳定性造成一定程度的隐患。

　　2011年，甘肃酒泉风电基地598台、84万千瓦风电机组相继脱网，而事故的起因是某风电场一次“一般性电网电压波动”的事故。脱网事故导致电压大幅波动，甚至波及甘肃电网，对整个西北电网造成威胁，这在当时引起了行业巨大反响。

　　风电与电网建设之间的协调是其大规模发展的瓶颈之一。风电变流器可以使风机处于最佳发电功率状态，同时将风力发电机发出的频率、幅值不稳定的电能，转换为频率、幅值稳定的、符合电网要求的电能后并入电网。

　　一方面是需求旺盛的装机市场，另一方面是新能源并网友好型求解，风电变流器市场前景可期的同时，未来还有多个“关卡”要闯。

　　国产化品牌替代需加速

　　1986年5月，我国第一座陆上风电场成功并网发电，揭开了我国风电从无到有的发展大幕。在逐渐走向成熟的同时，风电技术也在突破创新，关键设备方面国产化的水平明显提高。

　　在发展早期，因技术及工艺设计难度大，可靠性要求高等因素，风电变流器等变频技术被国外电气巨头所垄断，设备主要依靠国外厂家供应。

　　数据来源：公开数据

　　据了解，早期国外供应商变流器单台售价100万以上，质保期三年，此外，质保后续繁琐的售后条款和高昂的售后费用等问题日益凸显，极大掣肘我国风电健康加速度发展。

　　为此“十一五”、“十二五”期间，我国重点支持了风电变流器的国产化，在政策指引和行业鼓励下，国产化风电变流器品牌实现了华丽转身。

　　2009年左右，风电变流器开始进入国产化替代阶段，部分风电整机商龙头设立自己的变流器子公司，同时独立变流器生产厂商也广泛参与市场竞争，这期间，以禾望电气、阳光电源、海得控制、日风电气等一批企业为代表的产品脱颖而出。

　　时间来到2021年，历经十几年发展创新，中国风电变流器产品平台已经实现了双馈机型1.xMW-6.XMW，全功率机型2.XMW-12.XMW的全覆盖，国产品牌风电变流器伴随着中国风电行业也迈入了大功率时代。

　　值得注意的是，与陆上风电相比，海上风电变流器对产品功率、可靠性、稳定性以及抗高湿高盐雾性能的要求更为苛刻，技术壁垒极高。

　　此外，风电变流器的国产化，便肯定重点提及IGBT。“双碳”目标利好，产业发展对IGBT的需求量级增大，但在中高端领域90%以上的IGBT器件依赖进口，IGBT国产化需求刻不容缓。

　　未来随着平价时代到来，风电规模化发展和走向深远海，国产变流器还有很长的路要走。

　　核心竞争力破局平价未来

　　国内风电产业链经过多年成长已经逐步告别混战，变流器市场国产和进口的角色已发生转变，竞争格局以主机厂自供VS第三方供应商为主。

　　目前风电变流器市场龙头企业，其产品及技术均经过长时间的积累、发展及市场的验证，行业存在技术、认证等多重壁垒，对新进入者门槛限制较高，风电变流器产业链呈现强者恒强的局面。

　　面对未来年均新增装机5000万千瓦的机遇，要想不被超越，唯有不断突破，二三线的变流器厂家也要发力迎头赶上，核心竞争力是第一要素。

　　据了解，2009年禾望电气率先实现国内变流器整机批量供货，打破了国外技术垄断，并发布了风光储一体化解决方案及电网友好型新能源场站生态系统，在漂浮式等方面也有提前布局。

　　阳光电源更是已经完成了12MW海上风电变流器的电机带载测试，配套应用于大功率固定式和漂浮式风机，还发布了“风储一体变流器”新品，变流器规格涵盖2MW-15MW功率等级。

　　日风电气主营1.5MW、2.0MW、2.5MW、3.0MW双馈式风力发电变流器、2.0MW-5.5MW直驱式风力发电变流器。

　　海得控制相继研制出高性价比1140V三电平全新拓扑的全功率变流器（5.0MW-6.0MW）和1140V三电平双馈变流器产品（4.0MW-5.0MW），并在业内率先实现5MW-6MW产品的批量供货。

　　天诚同创、新风光、瑞能电气等其他国产品牌在争取销量的同时，也在不断突破自己。

　　今年陆上风机价格普遍低于3000元/kW，海上整机也惊现低价，面临平价甚至更低价挑战，整机成本降低的同时，风电变流器也将承压。

　　如果将风电比作一场马拉松，风电变流器企业如何坚守品质底线，突破技术垄断做大做强国产化品牌，还需不断“闯关”。

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