乘風而起！變流器“闖關(guān)”新能源

歲末，在海上風電項目火熱搶裝的同時，傳來一個振奮人心的消息!

截至2021年11月14日，我國風電累計并網(wǎng)裝機容量突破3億千瓦大關(guān)，較2016年底實現(xiàn)翻番，已連續(xù)12年穩(wěn)居全球第一。

在風電機組設備中，變流器作為關(guān)鍵設備之一，與并網(wǎng)環(huán)節(jié)密切相關(guān)。風電變流器規(guī)模一般以裝機容量計算，每臺風機配備一套變流器設備，由此，其市場規(guī)?？梢娨话?。

“雙碳”目標下，新能源高速增長的“黃金時代”已然到來，風電裝機容量的增長必將帶動上游變流器的穩(wěn)定需求。

高比例新能源并網(wǎng)呼喚

受益于“雙碳”目標的提出，風電行業(yè)一片飆紅。業(yè)內(nèi)分析指出“十四五”風電要保證年均新增裝機5000萬千瓦以上，2025年后不低于6000萬千瓦，助力12億千瓦裝機目標的實現(xiàn)。

當前“雙碳”目標背景下的新一代能源系統(tǒng)，清潔低碳參與博弈，電能質(zhì)量領域也面臨前所未有的新機遇、新挑戰(zhàn)、新需求。

風電作為主體能源、發(fā)展主力軍，市場迎來巨大紅利的同時，我們也應看到，新能源發(fā)電也有其固有的波動性、低抗擾、弱支撐特征，大規(guī)模并入電網(wǎng)給其安全穩(wěn)定性造成一定程度的隱患。

2011年，甘肅酒泉風電基地598臺、84萬千瓦風電機組相繼脫網(wǎng)，而事故的起因是某風電場一次“一般性電網(wǎng)電壓波動”的事故。脫網(wǎng)事故導致電壓大幅波動，甚至波及甘肅電網(wǎng)，對整個西北電網(wǎng)造成威脅，這在當時引起了行業(yè)巨大反響。

風電與電網(wǎng)建設之間的協(xié)調(diào)是其大規(guī)模發(fā)展的瓶頸之一。風電變流器可以使風機處于最佳發(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)。

一方面是需求旺盛的裝機市場，另一方面是新能源并網(wǎng)友好型求解，風電變流器市場前景可期的同時，未來還有多個“關(guān)卡”要闖。

國產(chǎn)化品牌替代需加速

1986年5月，我國第一座陸上風電場成功并網(wǎng)發(fā)電，揭開了我國風電從無到有的發(fā)展大幕。在逐漸走向成熟的同時，風電技術(shù)也在突破創(chuàng)新，關(guān)鍵設備方面國產(chǎn)化的水平明顯提高。

在發(fā)展早期，因技術(shù)及工藝設計難度大，可靠性要求高等因素，風電變流器等變頻技術(shù)被國外電氣巨頭所壟斷，設備主要依靠國外廠家供應。

數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)

據(jù)了解，早期國外供應商變流器單臺售價100萬以上，質(zhì)保期三年，此外，質(zhì)保后續(xù)繁瑣的售后條款和高昂的售后費用等問題日益凸顯，極大掣肘我國風電健康加速度發(fā)展。

為此“十一五”、“十二五”期間，我國重點支持了風電變流器的國產(chǎn)化，在政策指引和行業(yè)鼓勵下，國產(chǎn)化風電變流器品牌實現(xiàn)了華麗轉(zhuǎn)身。

2009年左右，風電變流器開始進入國產(chǎn)化替代階段，部分風電整機商龍頭設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。

時間來到2021年，歷經(jīng)十幾年發(fā)展創(chuàng)新，中國風電變流器產(chǎn)品平臺已經(jīng)實現(xiàn)了雙饋機型1.xMW-6.XMW，全功率機型2.XMW-12.XMW的全覆蓋，國產(chǎn)品牌風電變流器伴隨著中國風電行業(yè)也邁入了大功率時代。

值得注意的是，與陸上風電相比，海上風電變流器對產(chǎn)品功率、可靠性、穩(wěn)定性以及抗高濕高鹽霧性能的要求更為苛刻，技術(shù)壁壘極高。

此外，風電變流器的國產(chǎn)化，便肯定重點提及IGBT。“雙碳”目標利好，產(chǎn)業(yè)發(fā)展對IGBT的需求量級增大，但在中高端領域90%以上的IGBT器件依賴進口，IGBT國產(chǎn)化需求刻不容緩。

未來隨著平價時代到來，風電規(guī)?；l(fā)展和走向深遠海，國產(chǎn)變流器還有很長的路要走。

核心競爭力破局平價未來

國內(nèi)風電產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)過多年成長已經(jīng)逐步告別混戰(zhàn)，變流器市場國產(chǎn)和進口的角色已發(fā)生轉(zhuǎn)變，競爭格局以主機廠自供VS第三方供應商為主。

目前風電變流器市場龍頭企業(yè)，其產(chǎn)品及技術(shù)均經(jīng)過長時間的積累、發(fā)展及市場的驗證，行業(yè)存在技術(shù)、認證等多重壁壘，對新進入者門檻限制較高，風電變流器產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)強者恒強的局面。

面對未來年均新增裝機5000萬千瓦的機遇，要想不被超越，唯有不斷突破，二三線的變流器廠家也要發(fā)力迎頭趕上，核心競爭力是第一要素。

據(jù)了解，2009年禾望電氣率先實現(xiàn)國內(nèi)變流器整機批量供貨，打破了國外技術(shù)壟斷，并發(fā)布了風光儲一體化解決方案及電網(wǎng)友好型新能源場站生態(tài)系統(tǒng)，在漂浮式等方面也有提前布局。

陽光電源更是已經(jīng)完成了12MW海上風電變流器的電機帶載測試，配套應用于大功率固定式和漂浮式風機，還發(fā)布了“風儲一體變流器”新品，變流器規(guī)格涵蓋2MW-15MW功率等級。

日風電氣主營1.5MW、2.0MW、2.5MW、3.0MW雙饋式風力發(fā)電變流器、2.0MW-5.5MW直驅(qū)式風力發(fā)電變流器。

海得控制相繼研制出高性價比1140V三電平全新拓撲的全功率變流器(5.0MW-6.0MW)和1140V三電平雙饋變流器產(chǎn)品(4.0MW-5.0MW)，并在業(yè)內(nèi)率先實現(xiàn)5MW-6MW產(chǎn)品的批量供貨。

天誠同創(chuàng)、新風光、瑞能電氣等其他國產(chǎn)品牌在爭取銷量的同時，也在不斷突破自己。

今年陸上風機價格普遍低于3000元/kW，海上整機也驚現(xiàn)低價，面臨平價甚至更低價挑戰(zhàn)，整機成本降低的同時，風電變流器也將承壓。

如果將風電比作一場馬拉松，風電變流器企業(yè)如何堅守品質(zhì)底線，突破技術(shù)壟斷做大做強國產(chǎn)化品牌，還需不斷“闖關(guān)”。