技術(shù)要求提升 將影響風(fēng)電變流器市場(chǎng)集中度

一端是機(jī)組，一端是電網(wǎng)，風(fēng)電變流器于整機(jī)電氣系統(tǒng)中的作用非同小可。當(dāng)風(fēng)電邁入降本增效需求愈發(fā)突出的平價(jià)時(shí)代，變流器在提升整機(jī)效率和降低系統(tǒng)性成本上，將起到更為關(guān)鍵的作用。禾望電氣集團(tuán)（下稱“禾望電氣”）業(yè)務(wù)副總裁兼營(yíng)銷部總監(jiān)、風(fēng)電業(yè)務(wù)營(yíng)銷總監(jiān)蘇煒光日前接受《風(fēng)能》專訪，解讀未來風(fēng)電變流器市場(chǎng)與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

蘇煒光，禾望電氣集團(tuán)業(yè)務(wù)副總裁兼營(yíng)銷部總監(jiān)、風(fēng)電業(yè)務(wù)營(yíng)銷總監(jiān)

Q：就目前風(fēng)電變流器的市場(chǎng)與技術(shù)發(fā)展方向而言，什么是需要著重突破的？

A：隨著風(fēng)電裝機(jī)量的持續(xù)增大，風(fēng)電變流器市場(chǎng)規(guī)模也在不斷增長(zhǎng)，同時(shí)，由于風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)技術(shù)的難度加大，對(duì)變流器的技術(shù)要求越來越高，風(fēng)電變流器市場(chǎng)會(huì)逐步向頭部企業(yè)集中。更大功率、更高電壓和更小體積是風(fēng)電變流器發(fā)展的永恒潮流與趨勢(shì)，因?yàn)檫@會(huì)帶來風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)性成本的持續(xù)降低，進(jìn)一步提升風(fēng)電作為綠色新能源的競(jìng)爭(zhēng)力。目前，風(fēng)電變流器的技術(shù)發(fā)展，主要是以適應(yīng)市場(chǎng)更大功率的需求為主。提升單機(jī)功率是風(fēng)電降低開發(fā)成本的有效手段。目前，陸上機(jī)組單機(jī)功率正從4~5MW快速向6~8MW過渡，海上風(fēng)電則將從6~8MW提升到10~16MW，與之配套的變流器也需要相應(yīng)提升功率，滿足大功率風(fēng)電機(jī)組的需求。因此，在當(dāng)前時(shí)期確保成本可控、質(zhì)量保障的前提下，提升風(fēng)電變流器功率是變流器廠家的重點(diǎn)突破方向。

Q：隨著平價(jià)時(shí)代到來，風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)降本的重要作用凸顯。在這方面，變流器企業(yè)需采取哪些措施和方法，以滿足產(chǎn)業(yè)日益增長(zhǎng)的降本需求？

A：平價(jià)為風(fēng)電帶來新的發(fā)展空間，禾望電氣一直在積極參與和配合。從變流器方面，“加量不加價(jià)”是降低系統(tǒng)成本的有效手段，當(dāng)前4~5MW的風(fēng)電變流器售價(jià)與前期的2~3MW的變流器售價(jià)相當(dāng)，折算后相當(dāng)于變流器每千瓦售價(jià)降低了一半左右。下一步，在成本增加很少的情況下，提升變流器功率到6~8MW，可進(jìn)一步降低單位千瓦售價(jià)，滿足產(chǎn)業(yè)持續(xù)降本需求。除了通過擴(kuò)容降本外，禾望電氣變流器還在增效上為行業(yè)提供了更為先進(jìn)的解決方案：一方面，推出了節(jié)能待機(jī)模式，可以有效降低小風(fēng)待機(jī)期間機(jī)組系統(tǒng)損耗，大大降低風(fēng)電場(chǎng)自用電；另一方面，在模塊化變流器上通過模塊化設(shè)計(jì)提供冗余功能，在故障情況下自動(dòng)切除故障單元，使機(jī)組系統(tǒng)可以降載運(yùn)行，從而降低故障損失等。

Q：有分析認(rèn)為電氣系統(tǒng)是風(fēng)電機(jī)組故障率較高的部分，這些故障一般是怎樣產(chǎn)生的？禾望電氣如何在國(guó)產(chǎn)化替代與降本增效背景下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高可靠性？

A：風(fēng)電變流器連接電機(jī)和電網(wǎng)，很多風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)故障都會(huì)在變流器上呈現(xiàn)出來，因此，風(fēng)電機(jī)組中變流器屬于故障表現(xiàn)比較高的部件，但不少故障實(shí)際上是系統(tǒng)故障的關(guān)聯(lián)反映。另外，由于近些年機(jī)型發(fā)展變化加快，機(jī)組對(duì)變流器提出的功能要求不斷增多，一定程度上也影響了其穩(wěn)定性。隨著平價(jià)時(shí)代的來臨，面對(duì)降本增效要求，國(guó)產(chǎn)化替代是一個(gè)有效解決方案。在降本壓力、國(guó)產(chǎn)化器件的大批量應(yīng)用背景下，變流器故障率確實(shí)有一定程度的上升，甚至對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來影響。實(shí)際上，變流器在整個(gè)風(fēng)電系統(tǒng)中的成本占比不到3%，但風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)可靠性的一點(diǎn)點(diǎn)提高都會(huì)帶來更大的價(jià)值和收益。而且隨著新能源裝機(jī)占比的提升，變流器還要承接電網(wǎng)適應(yīng)能力等要求，因此，禾望電氣一直堅(jiān)守風(fēng)電變流器質(zhì)量底線，不愿簡(jiǎn)單地為了成本競(jìng)爭(zhēng)力而犧牲可靠性。我們相信，當(dāng)單機(jī)功率越來越大時(shí)，可靠性會(huì)變得越來越有價(jià)值和意義。

Q：在三電平技術(shù)與產(chǎn)品層面，禾望電氣推出了3~12MW低壓三電平變流器和5~24MW中壓三電平變流器，低壓和中壓三電平變流器的性能差異與技術(shù)難度體現(xiàn)在哪些方面？

A：隨著風(fēng)電單機(jī)功率越來越大，逐步分化出低壓三電平方案（1140V/950V）和中壓三電平方案（3300V）。受制于變流器核心的功率器件約束，低壓系統(tǒng)走向多器件并聯(lián)方案，低壓12MW系統(tǒng)需要幾百個(gè)IGBT器件并聯(lián)，因此，核心技術(shù)在于多器件并聯(lián)的均流和可靠性方面。禾望電氣是業(yè)界應(yīng)用模塊并聯(lián)技術(shù)最早、最成熟的公司之一，至今六管并聯(lián)技術(shù)仍是業(yè)界翹楚。后期，禾望電氣推出的獨(dú)立母線并聯(lián)技術(shù)，既有利于模塊均流，又可在故障時(shí)實(shí)現(xiàn)損失最小，維護(hù)代價(jià)最低。

中壓三電平方案采用IGCT功率器件，該器件最大的特點(diǎn)就是單管大電流，一個(gè)功率模塊即可實(shí)現(xiàn)超大功率。目前，禾望電氣推出的單機(jī)12MW中壓IGCT方案是單機(jī)功率最大的風(fēng)電變流器。中壓的單模塊方案可靠性更高，系統(tǒng)效率也更高，正在成為海上風(fēng)電大功率的一個(gè)重要發(fā)展方向。未來，禾望電氣會(huì)繼續(xù)加大中壓大功率的產(chǎn)品研發(fā)，下一步將推出低成本高功率密度的16MW中壓海上風(fēng)電變流器。

Q：2021年，禾望電氣在高原、海上等細(xì)分風(fēng)電市場(chǎng)推出了一系列具有里程碑意義的產(chǎn)品，在2022年又將推出什么樣的產(chǎn)品？

A：2021年，禾望電氣實(shí)現(xiàn)了5000米超高海拔機(jī)型的批量并網(wǎng)運(yùn)行，10MW中壓海上風(fēng)電變流器批量運(yùn)行，并為國(guó)內(nèi)首臺(tái)漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組提供了專用變流器。這三款機(jī)型基本上代表了風(fēng)電變流器應(yīng)用領(lǐng)域的最高水平，是禾望電氣在風(fēng)電領(lǐng)域?qū)嵙Φ募姓宫F(xiàn)。

2022年，禾望電氣會(huì)繼續(xù)努力，推出16MW超大功率變流器，并針對(duì)未來需求開發(fā)大功率海上雙饋?zhàn)兞髌鳎瑸轱L(fēng)電發(fā)展做好技術(shù)儲(chǔ)備。

Q：除上述硬件技術(shù)外，請(qǐng)談?wù)労掏姎庠谥悄芑浖夹g(shù)方面的布局。

A：禾望電氣針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維調(diào)試推出的hopeView和風(fēng)電場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)hopeCloud系統(tǒng)，已經(jīng)持續(xù)優(yōu)化發(fā)展了十多年，目前功能比較完善，智能化水平較高，得到了用戶的一致好評(píng)。hopeView可以讓客戶簡(jiǎn)單方便地調(diào)試設(shè)備，并提供智能故障診斷等功能。

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