2017年中國風(fēng)電及風(fēng)電變流器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢分析【圖】北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng) 來源:中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng) 2017/4/17 16:51:17 我要投稿 關(guān)鍵詞: 風(fēng)電設(shè)備 風(fēng)電機組 風(fēng)電

 

北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)訊:風(fēng)電作為應(yīng)用最廣泛和發(fā)展最快的新能源發(fā)電技術(shù)，已在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，風(fēng)電變流器是目前風(fēng)力發(fā)電機組不可缺少的能量變換單元，是風(fēng)電機組的關(guān)鍵部件之一。風(fēng)電變流器的行業(yè)規(guī)模一般以風(fēng)電機組裝機容量衡量。

 

（1）世界風(fēng)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

 

① 提高可再生能源消費占比是全球主要國家和地區(qū)的中長期計劃隨著全球?qū)τ诃h(huán)境污染、氣候變化等問題的日益關(guān)注，各主要國家和地區(qū)均設(shè)立了可再生能源的發(fā)展目標，以推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，應(yīng)對氣候和環(huán)境問題。其中，歐盟提出到 2020 年、2030 年，可再生能源消費量占地區(qū)能源總消費量的比例將分別達到 20%、27%以上。德國提出到 2020 年、2050 年，電力消費總量中的 35%、80%將來自可再生能源；能源消費總量中的 18%、50%將來自可再生能源。美國到 2020 年所有美國政府機構(gòu)實現(xiàn) 20%可再生能源發(fā)電，各州也推出了可再生能源利用計劃，例如紐約州宣布到 2030 年該州可再生能源發(fā)電量占比為50%。日本提出2020年可再生能源發(fā)電量占比達到約22%-24%。中國提出到2020年、2030 年，非化石能源占一次能源消費比重分別達到 15%、20%。

 

此外，各國政府也致力于加強應(yīng)對氣候變化的國際合作。2016 年 4 月 22 日175 個國家正式簽署《巴黎氣候變化框架公約》（以下簡稱“巴黎協(xié)定”），并于2016 年 11 月 4 日正式生效。在《巴黎協(xié)定》的框架下，中國設(shè)定了非化石能源在總的能源占比提升到20%左右和二氧化碳排放比2005年下降60%-65%的減排目標。

 

② 風(fēng)力發(fā)電是最具商業(yè)前景的可再生能源開發(fā)方式之一

 

風(fēng)電是一類清潔、綠色的可再生能源，也是可再生能源領(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。從全球范圍發(fā)展趨勢來看，由于技術(shù)發(fā)展及裝機規(guī)模的擴大，產(chǎn)業(yè)更加成熟，包括風(fēng)電機組價格、風(fēng)電場投資和運行維護等風(fēng)電開發(fā)利用的成本都在持續(xù)降低，過去 5 年約降低 30%。

 

考慮到化石能源在未來承擔(dān)碳排放經(jīng)濟責(zé)任的可能性，風(fēng)電機組單位成本有可能將達到與煤電機組單位成本持平的水平，未來風(fēng)電與傳統(tǒng)化石能源相比將具有經(jīng)濟競爭力。

 

加快發(fā)展風(fēng)電已成為各國推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、應(yīng)對氣候和環(huán)境問題的重要解決方案之一。按發(fā)電技術(shù)劃分，2015 年化石燃料發(fā)電量占全球總發(fā)電量的66.00%，比重持續(xù)下降；風(fēng)能發(fā)電占比逐年上升，從 2010 年的 2.06%提升到 2015年的 4.08%。從不同地區(qū)來看，2016 年美國、歐盟地區(qū)、中國的風(fēng)能發(fā)電量在總發(fā)電量中占比已分別達到 5.5%、10.4%和 4%。美國 2016 年新增發(fā)電裝機容量26.21GW，其中風(fēng)電新增裝機容量 7.865GW，占比達到 30.00%，成為僅次于天然氣的第二大新增裝機能源。歐盟 2016 年新增發(fā)電裝機容量 24.5GW，其中風(fēng)電新增裝機容量 12.5GW，占比達到 51.02%，風(fēng)電累計裝機容量已經(jīng)超越火電，成為歐洲第二大電力供應(yīng)來源。

 

③ 全球風(fēng)電裝機容量快速增長

 

過去五年間全球風(fēng)電市場累計裝機容量的復(fù)合增速達到 15.38%，保持了持續(xù)增長的態(tài)勢。截至 2016末，全球風(fēng)電累計裝機容量已達到 486.75GW。

 

2016 年 10 月，全球風(fēng)能理事會在《全球風(fēng)電發(fā)展展望 2016》中對不同情景下全球 2020 年、2030 年、2050 年的風(fēng)電累計裝機容量進行了預(yù)測。到 2020 年、2030 年和 2050 年底，全球風(fēng)電累計裝機容量將分別達到 639.48GW、1,259.97GW 和 2,052.58GW，仍將保持較快的增長速度。

 

2001-2016 年全球累計裝機容量

 

（2）中國風(fēng)電發(fā)展概況

 

① 我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展概況

 

A. 風(fēng)力發(fā)電行業(yè)走向成熟

 

2005 年至 2009 年，我國新增風(fēng)電裝機量始終保持著 80%以上的年復(fù)合增長率。然而，在風(fēng)電場大規(guī)模擴張的同時，風(fēng)電本地消納能力不足、調(diào)峰困難、輸送通道有限等問題逐步顯現(xiàn)。2011 年前后，風(fēng)電行業(yè)步入低谷，“棄風(fēng)限電”成為行業(yè)陣痛期的主題。2011 年至 2013 年，風(fēng)電行業(yè)經(jīng)歷了大規(guī)模的整合，缺乏競爭力的企業(yè)遭到淘汰，企業(yè)更加關(guān)注自主研發(fā)以提升自身的競爭實力，在此過程中整個行業(yè)逐漸走向成熟。自 2013 年 5 月開始，國務(wù)院將核準企業(yè)投資風(fēng)電站項目的權(quán)限下放到地方政府，大型風(fēng)電項目核準權(quán)首次歸入地方。國家能源局也為未來數(shù)年設(shè)定了較高規(guī)劃裝機量。“十二五”期間，國家能源局規(guī)劃風(fēng)電新增裝機容量 72.69GW。根據(jù)最新發(fā)布的《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，2016 年至2020 年期間，全國風(fēng)電新增裝機容量將達到 81GW 以上。在風(fēng)電行業(yè)整合、項目審批權(quán)下放、規(guī)劃目標明確的推動下，風(fēng)電行業(yè)開始走向成熟，市場調(diào)節(jié)開始發(fā)揮作用。

 

B. 風(fēng)力發(fā)電裝機容量快速增長，發(fā)電量占比不斷提升2006-2016 年我國風(fēng)電裝機容量增長情況如下圖所示：

 

2006-2016 年全國累計裝機容量及增速

 

自 2006 年至 2016 年，中國累計裝機容量（指出廠吊裝容量，即風(fēng)電場現(xiàn)場已完成吊裝工程的風(fēng)電機組容量，包括并網(wǎng)及未并網(wǎng)容量）自 2.54GW 增長至168.73GW，年均復(fù)合增長率為 52.16%。2016 年，全國新增裝機容量 23.37GW，相比 2015 年有所回調(diào)，主要受 2015 年“搶裝潮”的暫時性波動影響。

 

2016 年，全國累計風(fēng)電裝機占全部發(fā)電裝機容量的 9%，風(fēng)電發(fā)電量 2,410 億千瓦時，占全部發(fā)電量的 4%。根據(jù)《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到 2020 年，全國風(fēng)電年發(fā)電量將達到 4,200 億千瓦時，約占全國總發(fā)電量的 6%。

 

C. 2015 年“搶裝潮”部分透支 2016 年風(fēng)電行業(yè)發(fā)展空間

 

2009 年，國家發(fā)展改革委首次頒布四類風(fēng)電上網(wǎng)標桿電價政策，對我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展起到了積極的作用。為推動技術(shù)創(chuàng)新、降低平準化度電成本、緩解可再生能源發(fā)展基金壓力，國內(nèi)有關(guān)部門計劃逐漸下調(diào)風(fēng)電上網(wǎng)電價，并最終實現(xiàn)風(fēng)電平價上網(wǎng)。

 

2014 年 3 月，全國人大通過《關(guān)于 2013 年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃執(zhí)行情況與 2014 年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃草案的報告》，將“適時調(diào)整風(fēng)電上網(wǎng)電價”作為 2014 年主要任務(wù)之一。2014 年 9 月，國家發(fā)改委價格司組織國內(nèi)大型風(fēng)電企業(yè)和地方物價管理部門召開風(fēng)電電價調(diào)整征求意見的研討會，首次釋放風(fēng)電調(diào)價信號。

 

由于上述發(fā)改委征求意見草案中擬定調(diào)整后的新電價適用于 2015 年 6月 30 日以后并網(wǎng)的風(fēng)電項目，眾多風(fēng)電開發(fā)商為能享受調(diào)整前的電價政策,從2014 年第四季度加大風(fēng)電項目的開發(fā)力度，短期內(nèi)增加了對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)產(chǎn)品的市場需求，從而引起 2014 年末至 2015 年全年的風(fēng)電“搶裝潮”。2014 年 12月 31 日，國家發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于適當(dāng)調(diào)整陸上風(fēng)電標桿上網(wǎng)電價的通知》，正式公布此次電價調(diào)整方案，明確電價或風(fēng)資源評級逐漸調(diào)整的政策方向。

 

2015 年上半年中國共有 270 個風(fēng)電場項目開工吊裝，新增裝機共 5,474 臺，裝機容量為 10.1GW，同比增長 40.8%。2015 年全國風(fēng)電新增吊裝裝機容量達到 30.75GW，超越 2014 年創(chuàng)歷史新高，風(fēng)電投資商搶裝現(xiàn)象較為明顯。受此影響，2016 年全國風(fēng)電新增吊裝裝機容量有所回落，達到 23.37GW，同比下降 24.01%。

 

此外，相比 2014 年，2015 年、2016 年全國平均棄風(fēng)率受搶裝影響有所提高，分別達到 15%和 17.1%。

 

D. 國內(nèi)整機廠商是主要的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備供應(yīng)商

 

風(fēng)電行業(yè)在 2005 年出臺的《國家發(fā)展改革委關(guān)于風(fēng)電建設(shè)管理有關(guān)要求的通知》（發(fā)改能源[2005]1204 號）中有關(guān)“風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化率要達到 70%以上”等一系列要求的推動下，國內(nèi)風(fēng)機設(shè)備生產(chǎn)商迅速壯大，通過聯(lián)合設(shè)計或引入戰(zhàn)略合作方從事發(fā)展風(fēng)電機組的整機設(shè)計和制造。這些企業(yè)大部分在引進的基礎(chǔ)上進行了國產(chǎn)化的工作，并針對我國風(fēng)資源的特點進行了適應(yīng)性開發(fā)。國有大型企業(yè)和民營企業(yè)與國內(nèi)大學(xué)和研究機構(gòu)合作自主研發(fā)機型，也取得了一定成果。盡管根據(jù)《關(guān)于取消風(fēng)電工程項目采購設(shè)備國產(chǎn)化率要求的通知》（發(fā)改能源[2009]2991 號），風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化率 70%的要求已經(jīng)取消，但經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)整機及上游設(shè)備廠商已經(jīng)具備了較強的競爭力。

 

目前，我國已基本掌握兆瓦級風(fēng)電機組的制造技術(shù)，開發(fā)出若干具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機型，并得到風(fēng)場的大規(guī)模應(yīng)用和長時間的驗證；3MW 及以下兆瓦級機組總體設(shè)計及零部件制造技術(shù)已經(jīng)成熟，正在開發(fā)更大單機容量的系列化產(chǎn)品。5-6MW 風(fēng)電機組也已投入運行。根據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會公布的《2016 年中國風(fēng)電裝機容量統(tǒng)計簡報》，2016 年中國風(fēng)電有新增裝機的整機制造商共 25 家，新增裝機容量 2,337 萬千瓦,其中新增裝機容量前二十大整機廠商合計市場份額達到 99.42%，國外整機廠商市場份額僅為 5.19%。國內(nèi)整機廠商已成為中國風(fēng)電行業(yè)的主要整機設(shè)備供應(yīng)商。2016 年我國風(fēng)電整機制造商前二十大的新增裝機量分別如下：

 

2016 年中國前二十大風(fēng)電整機制造商新增裝機容量

 

E. 風(fēng)電機組出口規(guī)模不斷增加

 

自 2007 年以來，國內(nèi)風(fēng)電機組整機制造企業(yè)開始開拓海外市場，2008 年實現(xiàn)零的突破，2009-2010 年取得初步進展。2011 年以來，以金風(fēng)科技等為代表的中國風(fēng)電機組制造產(chǎn)品開始批量進入國際市場。到 2015 年底，先后已有超過 15家企業(yè)向外國出口風(fēng)電機組整機設(shè)備，覆蓋國家達到 28 個，累計出口風(fēng)電機組容量達到 2,035.75MW。2016 年 1-10 月，中國風(fēng)力發(fā)電機組出口金額為 45,647.4萬美元，同比增長 106.6%。隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實施，國內(nèi)各主要風(fēng)電機組整機制造企業(yè)已經(jīng)或正在加快制定開拓國際市場的規(guī)劃，未來大型風(fēng)電設(shè)備出口量將會逐年穩(wěn)步增加。

 

F. 與煤電成本的差距逐步縮小

 

從全球范圍發(fā)展趨勢來看，在當(dāng)前可再生能源發(fā)電技術(shù)中，風(fēng)電的技術(shù)進步和成本預(yù)期比較明確，未來與常規(guī)能源電力相比將具有經(jīng)濟競爭力。根據(jù)國家發(fā)展與改革委員會能源研究所與國際能源署執(zhí)行并發(fā)布的《中國風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》（2014 版），在風(fēng)電規(guī)模擴大和技術(shù)更為成熟后，風(fēng)電機組單位成本有可能到達到與煤電機組單位成本持平的水平。風(fēng)電機組價格、風(fēng)電場投資和運行維護成本的降低將相應(yīng)地拉低風(fēng)電發(fā)電成本。與此同時，考慮煤電價格上漲因素以及出臺化石能源資源稅（或環(huán)境稅、碳稅等）的可能性，預(yù)計到 2020 年前后，風(fēng)電的成本和價格將與煤電成本和價格相持平。我國風(fēng)電行業(yè)由于發(fā)電成本高而依賴國家補貼支持的風(fēng)險將有望逐步減小。

 

G. 海上風(fēng)電進入規(guī)?；ㄔO(shè)階段

 

海上風(fēng)電方面，《中國風(fēng)電發(fā)展路線圖 2050》（2014 版）對我國水深 5m-50m的海上風(fēng)能資源進行了詳細分析，根據(jù)對我國陸地和近海 100m 高度風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量的分析計算結(jié)果，我國近海水深 5m-50m 范圍內(nèi)，風(fēng)能資源潛在開發(fā)量達到 500GW。根據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會《2016 年中國風(fēng)電裝機容量統(tǒng)計簡報》公布的數(shù)據(jù)，截至 2016 年末我國海上風(fēng)電累計裝機容量達到 163 萬千瓦，其中新增裝機容量 59 萬千瓦。近五年海上風(fēng)電裝機容量增長情況如下圖所示：

 

2011-2016 年海上風(fēng)電累計裝機容量及增速

 

我國海上風(fēng)電發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：第一階段是引進技術(shù)，試點先行，啟動?xùn)|海大橋海上風(fēng)電試點項目并建成投運；第二階段是 2009 年啟動海上風(fēng)電規(guī)劃工作，采用特許權(quán)招標方式探索發(fā)展；第三階段是 2010 年以來，國家能源局成立能源行業(yè)風(fēng)電技術(shù)標準委員會，加強規(guī)范化和標準化管理，實施規(guī)模化探索。目前，我國海上風(fēng)電已進入規(guī)模化發(fā)展階段，項目多分布于江蘇、廣東、福建等地的潮間帶和近海地區(qū)，單機容量以 4MW 機組最多，累計裝機容量達到 74 萬千瓦，占海上裝機容量的 45.5%；其次是 3MW，裝機容量占比為 14%。

 

② 我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)發(fā)展趨勢分析

 

A. 陸上風(fēng)電裝機將繼續(xù)增長

 

為促進風(fēng)電產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定健康發(fā)展，自 2012 年起，國家能源局先后發(fā)布《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》（國能新能[2012]195 號）、《2016 年全國風(fēng)電開發(fā)建設(shè)方案》（國能新能[2016]84 號）、《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（國能新能[2016]314 號）。

 

根據(jù)最新的“十三五”規(guī)劃，到 2020 年底，風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機容量確保達到 2.1億千瓦以上，其中陸上風(fēng)電并網(wǎng)裝機容量達到 1.6 億千瓦以上。隨著行業(yè)技術(shù)水平的不斷進步和行業(yè)發(fā)展秩序的規(guī)范，自 2014 年起，我國對陸上風(fēng)電標桿上網(wǎng)電價陸續(xù)進行了三次下調(diào)。受風(fēng)電補貼退坡政策影響，2015 年我國風(fēng)電行業(yè)經(jīng)歷了大規(guī)模投資搶裝，全年新增吊裝裝機容量達到 30.75GW。2016 年全年新增吊裝裝機容量相比 2015 年有所下降，達到 23.37GW。根據(jù)規(guī)劃，“十三五”期間年新增風(fēng)電裝機容量會有所回調(diào)，規(guī)劃新增風(fēng)電并網(wǎng)裝機容量約 80GW，保持持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展。

 

B. 海上風(fēng)電將成為風(fēng)電行業(yè)新的增長點

 

中國近海風(fēng)力資源豐富，相比遠在“三北”地區(qū)的陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電能夠更便捷、低成本地為東部沿海省份提供有效能源補充。經(jīng)過“十二五”期間的孕育和成長，海上風(fēng)電目前具備了規(guī)模開發(fā)的條件和基礎(chǔ)。我國海上風(fēng)電正處于“項目示范”向“快速開發(fā)”的轉(zhuǎn)折時期，眾多電力開發(fā)商、裝備制造和工程服務(wù)等企業(yè)都將參與到海上風(fēng)電開發(fā)?！讹L(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中，國家能源局根據(jù)海上風(fēng)電實際發(fā)展情況，將 2020 年中國海上風(fēng)電裝機目標設(shè)定為海上風(fēng)電開工建設(shè)規(guī)模達到 10GW，力爭累計并網(wǎng)容量達到 5GW 以上。同時，重點推動江蘇、浙江、福建、廣東等省的海上風(fēng)電建設(shè)，到 2020 年四省海上風(fēng)電開工建設(shè)規(guī)模均達到百萬千瓦以上。海上風(fēng)電預(yù)計增速將超過風(fēng)電行業(yè)整體裝機預(yù)計增速。

 

2014 年至 2016 年，風(fēng)電整機制造企業(yè)的市場份額逐漸趨于集中。排名前五的風(fēng)電機組制造企業(yè)市場份額由 2014 年的 55.3%增加到 2016 年的 60.1%；排名前十的風(fēng)電制造企業(yè)市場份額由 2014 年的 80.3%增長到 2016 年的 84.17%。全國風(fēng)力發(fā)電整機市場主要集中于 10 多家大型風(fēng)電機組制造企業(yè)。到 2020 年，國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造水平和研發(fā)能力將不斷提高，3-5 家設(shè)備制造企業(yè)將全面達到國際先進水平，市場份額明顯提升。

 

D．運維和設(shè)備改造需求提升

 

截至 2016 年末，全國累計裝機容量達到 168.73GW。隨著國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)進入規(guī)模化發(fā)展階段，先期建設(shè)的風(fēng)電機組將逐漸出質(zhì)保期或接受技術(shù)改造。風(fēng)電機組出質(zhì)保容量提高，對于風(fēng)電裝備更換維修的需求將相應(yīng)提高。此外，隨著風(fēng)機技術(shù)的不斷改進，為提高現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電效率，對現(xiàn)有風(fēng)電機組的預(yù)測性運維和主動改造的業(yè)務(wù)需求也將逐漸增長。未來十年中國陸上風(fēng)電運維市場的復(fù)合增速將達到15%，市場體量將從目前的近 15 億美元增長到近 80 億美元，中國將成為全球最大的風(fēng)電運維市場。

 

對在運行風(fēng)力發(fā)電機組的更換維修和主動改造業(yè)務(wù)規(guī)模的增加將給風(fēng)力發(fā)電機組零部件制造商帶來更多的業(yè)務(wù)機會。隨著出質(zhì)保裝機容量的快速提升，該業(yè)務(wù)規(guī)模也將呈持續(xù)增長趨勢。

 

E．特高壓輸電有望解決遠距離跨區(qū)輸送的難題

 

由于我國風(fēng)能資源與能源需求的地域不匹配，在輸電通道有限的情況下，風(fēng)力發(fā)電設(shè)施建設(shè)的規(guī)劃受到影響。特高壓具有遠距離、大容量、低損耗輸電的突出優(yōu)勢，其線路建設(shè)正逐步上升至國家戰(zhàn)略層面。根據(jù)“十三五”規(guī)劃，“三北”地區(qū)將通過已建成、在建及已規(guī)劃的跨區(qū)域特高壓輸電通道，有序消納 4,000 萬千瓦發(fā)電量。這些特高壓輸電線路的建成將有助于緩解風(fēng)力發(fā)電資源和建設(shè)集中地區(qū)的風(fēng)電就地消納困難的問題，降低棄風(fēng)率。

 

（3）風(fēng)電變流器行業(yè)的概況

 

① 行業(yè)規(guī)模

 

在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，風(fēng)電變流器是目前風(fēng)力發(fā)電機組不可缺少的能量變換單元，風(fēng)電變流器的功能是將風(fēng)機在自然風(fēng)的作用下發(fā)出電壓頻率、幅值不穩(wěn)定的電能轉(zhuǎn)換為頻率、幅值穩(wěn)定、符合電網(wǎng)要求的電能后并入電網(wǎng)。風(fēng)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(fēng)機均需要配備一套風(fēng)電變流器。風(fēng)電變流器以控制復(fù)雜、可靠性及穩(wěn)定性要求高為主要特點，是風(fēng)電機組的關(guān)鍵部件之一。

 

② 主要產(chǎn)品情況

 

風(fēng)電變流器主要有全功率式和雙饋式兩種類型，分別對應(yīng)直驅(qū)/半直驅(qū)式風(fēng)電機組和雙饋式風(fēng)電機組。直驅(qū)式風(fēng)電機組在傳動鏈中省略了齒輪箱，將風(fēng)輪與低速同步發(fā)電機直接連接，降低了機械故障率和定期維護成本，同時作為同步電機能夠更加平穩(wěn)地發(fā)電，提高了風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率和運行可靠性，在大功率領(lǐng)域表現(xiàn)更好。但是直驅(qū)/半直驅(qū)式風(fēng)電機組較雙饋式風(fēng)電機組的體積更大、價格更高。雙饋式風(fēng)電機組采用了多級齒輪箱驅(qū)動異步發(fā)電機，它的電機轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小、重量輕、體積小，但齒輪箱的運行維護成本較高且存在機械損耗。兩種機型各有優(yōu)劣，并存于市場。

 

目前我國風(fēng)電機組按照功率等級主流機型為 1.5MW 與 2MW，合計市場份額達到 78.7%。2016 年我國新增風(fēng)電裝機中，2MW 風(fēng)電機組裝機占全國新增裝機容量的 60.9%，與 2015 年相比上升11 個百分點；1.5MW 機組市場份額下降了 16 個百分點至 17.8%。根據(jù)《2016全國大型風(fēng)能設(shè)備行業(yè)年會暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇會議文件》，2015 年我國新增風(fēng)電機組中，雙饋式風(fēng)電機組約占 68%，其中 2MW 雙饋異步發(fā)電機變速恒頻風(fēng)電機組已經(jīng)成為主流機型。但是從發(fā)展趨勢看，直驅(qū)式機組的比例在緩慢上升。2015年新增大型風(fēng)電機組中，永磁直驅(qū)式風(fēng)電機組約占 30%以上。在 3MW 以上的大功率風(fēng)電機組中，直驅(qū)式機型的比例超過了雙饋機組。 “十三五”期間，2MW-3MW風(fēng)電機組將成為我國陸上風(fēng)電場的主流機型，市場份額將占到 70%以上。永磁直驅(qū)式風(fēng)電機組市場份額將進一步增長，到 2020 年其新增裝機容量將達到 40%以上，基本與雙饋式風(fēng)電機組新增裝機容量相當(dāng)。

 

2016 年中國不同功率風(fēng)電機組新增裝機容量占比

 

隨著海上風(fēng)電場規(guī)劃規(guī)模的不斷擴大，各主要風(fēng)電機組整機制造廠商都積極投入大功率海上風(fēng)電機組的研究開發(fā)，隨著機組單機容量不斷增大和利用率的不斷提高，未來風(fēng)電變流器向大功率和海上風(fēng)電的方向發(fā)展。為了具有更好的經(jīng)濟性，目前海上風(fēng)電場的主流機型為 3-5MW 機組。截至 2015 年底，在所有安裝的海上風(fēng)電機組中，4MW 機組最多，累計裝機容量達到 352MW，占海上裝機容量的 34.69%；其次是 2.5MW 機組，裝機容量占 18.48%；3MW 機組裝機容量占比為 17.74%。“十三五”期間，4MW-5MW 海上風(fēng)電機組將成為我國海上風(fēng)電場建設(shè)的主流機型。海上風(fēng)電變流器是海上風(fēng)電系統(tǒng)的核心部件之一，技術(shù)要求和設(shè)計難度明顯高于陸上風(fēng)電變流器。當(dāng)前國內(nèi)海上風(fēng)電使用的主要為ABB、GE 等國際大型電氣公司的變流器。

 

對應(yīng)到變流器，國產(chǎn) 1.5MW、2MW 控制系統(tǒng)和變流器已經(jīng)批量生產(chǎn)，已能滿足國內(nèi)風(fēng)電整機配套需要。部分風(fēng)電變流器制造商如禾望電氣、海得新能源、陽光電源等已推出 3MW-5MW 海上風(fēng)電變流器。隨著風(fēng)電機組大功率化，大功率風(fēng)電變流器的市場份額進一步攀升。