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    風機改造推動變流器行業發展

    編輯:嘉興富上電子制品有限公司  時間:2022/02/17
    風電裝機容量快速擴張,事故不斷引發變流器改造需求。根據中國風能協會的統計,截至2010年,我國風電累計裝機容量已達44.73GW,相對于技術可開發量的297GW,開發率已達到15.1%。根據規劃,2015年我國風電規模將超過90GW,到2020年將達到150GW以上。雖然我國風電行業維持了近10年的高速增長,但由于低電壓穿越能力不足,大規模風機脫網事故對電網造成了巨大沖擊。目前國內運行的大部分風機都沒有加裝低電壓穿越模塊,還有部分以前加裝的也不能滿足電科院的最新要求,不斷發生的脫網事故將引發變流器改造需求。?

    行業整改催生風電變流器廣闊市場。自今年8月份開始,電監會組織開展風電安全檢查,其中風電設備情況中最重要的就是檢查機組低電壓穿越能力檢測及改造情況。此后能源部發布“大型風電場并網設計技術規范”等18項重要標準,包括風機的低電壓穿越能力。根據我們的測算,變流器改造將帶來30億元的新增市場空間。而且,由于改造的毛利率水平相對變流器整機更高,因此相關廠商的受益程度將會更大。我們預計,未來將會進一步對低電壓穿越問題進行集中整治,通過對不具備低電壓穿越能力的機組進行整改,從而有效地防止風機掛網事故的再次發生。?

    國內廠商蓄勢待發??

    依靠雄厚的技術積累,市場仍有外資廠商主導。目前國產風電變流器的大部分市場份額仍然由外資廠商占據,內資企業占比僅5%,主要有ABB、西門子、converteam、艾默生等,這已成為制約我國風力發電產業化的一個瓶頸。ABB、西門子此類公司并不是專門的風電制造商,但是他們在電氣行業卻是名副其實的巨頭,在涉足風電產業之前,就已擁有大量的變流器專利,具有雄厚的技術儲備。?

    國內廠商起步較晚,但已突破在即。國內研究變流器起步較晚,近幾年國家出臺了很多政策和舉措支持民族品牌的發展,2006年開始,國內企業申請的專利逐漸增多。北京科諾偉業能源科技有限公司、合肥陽光電源有限公司、北京清能華福風電技術有限公司、天津瑞能電氣、龍源電氣、九洲電氣、科陸新能和禾望電氣等10多家企業已具備兆瓦級風電機組變流器研發、生產和供貨能力。?

    風電變流器的壁壘主要集中在三方面:系統可靠性要求高,對應于風電運行特點的設計,全套的安全性和穩定性測試技術。由于行業存在較高的進入壁壘,因此無論是變流器廠商希望橫向拓寬產品結構,還是風電整機廠商希望縱向產業鏈擴張,都需要付出較高的成本和較長的時間。這使風電變流器行業在短期內不用面臨新進入者帶來的競爭加劇。?

    系統可靠性要求方面,只有具備抗干擾能力,才能保持系統可控從而達到可靠性要求。應對干擾,不僅需要系統硬件部分抗干擾,軟件部分也需要具備抗干擾能力。對于硬件部分的抗干擾要求主要集中在結構設計、電源設計、采樣通道、接地設計、去耦、PCB設計等幾個方面。對于軟件部分的抗干擾要求主要包括陷阱技術、時間冗余技術、容錯技術、數字濾波技術等。?

    對應于風電運行特點的設計方面,由于風電變流器的重要制造難度之一是根據風電運行的特點設計控制系統。所以制造企業需要對風電特點有較為深刻的理解,具體包括對于風電運行環境的適應性、低電壓穿越、高電壓穿越等。?

    全套的安全性和穩定性測試技術方面,由于風機運行一般以20年不下線為標準,因此在質量控制上非常嚴格。不僅下游整機廠商需要對變流器進行型式試驗來控制質量,一般在變流器廠商內部也需要具有幾十步的質量控制體系,如過流保護、過溫保護、過載試驗等。?

    看好雙饋技術下綁定整機廠商的變流器廠商。雙饋整機占存量的77%,其上游的變流器廠商市場空間更大。從存量來看,雙饋整機占比77%,而直驅整機僅占23%。因此我們認為,上游變流器中雙饋變流器廠商的市場空間更大。由于直驅整機廠商國內主流僅金風科技和湘電股份,其可選性也較小。雙饋整機廠商則有六十余個,其對下游廠商的選擇性也更寬泛。?

    目前來看,國內在技術上已實現突破并且有能力為大型整機廠商集中供貨的公司可分為三類:整機廠商的子公司,如金風科技、湘電股份均在旗下設有變流器子公司;電力電子企業通過技術突破后實現為大型整機廠商供貨,如科陸新能、榮信股份、九洲電氣;早期專注于可再生能源發電產品開發的廠商,如清能華福、合肥陽光、禾望電氣等。?

    我們認為,通過與整機廠商進行緊密合作從而實現長期供貨的變流器廠商具有較大成長空間,在進口替代的進程中也將走的更快,如科陸新能、禾望電氣等。

    新增裝機助推增量市場??

    從累計裝機來看,華銳、金風、東汽合計占累計裝機容量的57%,其中雙饋機組華銳和東汽占比36%,直驅機組的金風占比21%。因此,我們認為,綁定三大廠商的變流器企業在整機改造的過程中將充當不可或缺的角色。?

    從存量市場來看,直驅的裝機容量10.17GW,雙饋的是34.57GW。假設每臺1.5MW,則直驅機組共6779臺,雙饋機組共23044臺。低電壓穿越改造的價格一般差異較大,如金風科技由于直驅機組結構簡單,改造約10多萬元;東方汽輪機改造成本最低,低于10萬元;而華銳風電由于機組設計較為緊湊,改造時需要對變流器機箱進行整體改造,價格超過20萬元。在市場規模測算的過程中,我們假定其均價為10萬元,那么存量市場改造的市場規模合計約30億元,其中雙饋23億元,直驅約7億元。?

    從新增裝機來看,華銳、金風、東汽合計占累計裝機容量的56%,其中雙饋機組華銳和東汽占比36%,直驅機組的金風占比20%。因此,綁定三大廠商的變流器企業在配套市場中將擁有穩固的行業地位和穩定的訂單來源。?

    從新增市場來看,“十二五”期間年均新增裝機容量為9053MW,“十三五”期間為12000MW。我們假定直驅占比23%,雙饋占比77%,且1.5MW/臺風機進行測算,則“十二五”期間直驅風機年均需求為1388臺,“十三五”期間為1840臺。雙饋風機“十二五”期間年均需求為4647臺,“十三五”期間為6160臺。根據直驅變流器價格70萬元,雙饋變流器價格40萬元測算,則“十二五”期間變流器市場規模為28.3億元,其中直驅9.7億元,雙饋18.6億元?!笆濉逼陂g為37.5億元,其中直驅12.9億元,雙饋24.6億元。?

    我們認為,改造市場的需求將會在2012-2013年集中爆發,因此我們將改造市場規模分攤到2012-2013年,則2012-2013年均市場規??蛇_到43.2億元,受益整改政策,風電變流器市場或將集中爆發。?

    雖然無論是累計裝機容量還是風機整機產量,我國已成為風電大國,但是由于發展的無序性,下一階段的重點將落實到提升并網比率、提高風電電能質量和穩定性。風電變流器,作為電能轉換的關鍵部件,其國產化比率卻不到10%,大部分仍依托于外資廠商。今年多次脫網事故、電監會的檢查以及未來的改造,都將成為本土風電變流器廠商的突圍契機。我們認為,雙饋機組綁定下游整機客戶的風電變流器廠商將迎來廣闊市場前景。預期相關設備商科陸電子、陽光電源、海得控制等將受益。其中,科陸電子由于技術領先、產品穩定可靠,此前已與東汽簽訂長期戰略合作協議,這對于科陸只是一個開始,隨著公司在風機改造方面的示范效應不斷顯現和直驅風電變流器產品推出,公司在該領域將有望獲得更大發展空間。

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