2023風(fēng)電變流器行業(yè)市場現(xiàn)狀及未來市場規(guī)模預(yù)測

• 黃文玉 2023年6月26日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1067 68
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風(fēng)電變流器，是雙饋風(fēng)力發(fā)電機中，加在轉(zhuǎn)子側(cè)的勵磁裝置。其主要功能是在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n變化時，通過變流器控制勵磁的幅值、相位、頻率等，使定子側(cè)能向電網(wǎng)輸入恒頻電。包括功率模塊、控制模塊、并網(wǎng)模塊。

一、風(fēng)電變流器行業(yè)概況

風(fēng)電變流器，是雙饋風(fēng)力發(fā)電機中，加在轉(zhuǎn)子側(cè)的勵磁裝置。其主要功能是在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n變化時，通過變流器控制勵磁的幅值、相位、頻率等，使定子側(cè)能向電網(wǎng)輸入恒頻電。包括功率模塊、控制模塊、并網(wǎng)模塊。

變流器通過對雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)子進行勵磁，使得雙饋發(fā)電機的定子側(cè)輸出電壓的幅值、頻率和相位與電網(wǎng)相同，并且可根據(jù)需要進行有功和無功的獨立解耦控制。變流器控制雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機實現(xiàn)軟并網(wǎng)，減小并網(wǎng)沖擊電流對電機和電網(wǎng)造成的不利影響。

變流器提供多種通信接口，如Profibus, CANopen等(可根據(jù)用戶要求擴展)，用戶可通過這些接口方便的實現(xiàn)變流器與系統(tǒng)控制器及風(fēng)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)的集成控制。變流器配電系統(tǒng)提供雷擊、過流、過壓、過溫等保護功能。變流器提供實時監(jiān)控功能，用戶可以實時監(jiān)控風(fēng)機變流器運行狀態(tài)。變流器可根據(jù)海拔進行特殊設(shè)計，可以按客戶定制實現(xiàn)低溫、高溫、防塵、防鹽霧等運行要求。

二、風(fēng)電變流器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2021年中國新增海上風(fēng)電裝機容量占比全球的80%，這使中國一舉成為海上風(fēng)電裝機規(guī)模最大的國家。國內(nèi)海上風(fēng)電行業(yè)的蓬勃發(fā)展 ，加上一系列相應(yīng)政策的出臺，一方面積極推動了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)向好、向上，另一方面，也推動了海上風(fēng)電機組制造技術(shù)、風(fēng)電機組大型化發(fā)展。隨之帶動的是配套設(shè)備風(fēng)電變流器技術(shù)新一輪的創(chuàng)新與升級。

近年來，風(fēng)電整機制造企業(yè)的市場份額集中趨勢明顯，排名前五的風(fēng)電整機企業(yè)新增裝機市場份額由54%增長到76%，增長了21.9%;排名前十的風(fēng)電整機企業(yè)新增裝機市場份額由77.8%增長到95%，增長了17.2%。與大型風(fēng)電整機商建立了良好合作關(guān)系的風(fēng)電變流器企業(yè)將受益整機市場集中化趨勢。2020年受風(fēng)電行業(yè)搶裝影響，CR5、CR10略有下降。

變流器采用三相電壓型交-直-交雙向變流器技術(shù)，核心控制采用具有快速浮點運算能力的“雙DSP的全數(shù)字化控制器”;在發(fā)電機的轉(zhuǎn)子側(cè)變流器實現(xiàn)定子磁場定向矢量控制策略，電網(wǎng)側(cè)變流器實現(xiàn)電網(wǎng)電壓定向矢量控制策略;系統(tǒng)具有輸入輸出功率因數(shù)可調(diào)、自動軟并網(wǎng)和最大功率點跟蹤控制功能。功率模塊采用高開關(guān)頻率的IGBT功率器件，保證良好的輸出波形。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國風(fēng)電變流器行業(yè)市場全景調(diào)研及投資價值評估研究報告》顯示：

當(dāng)前，我國陸上風(fēng)電變流器已經(jīng)完全實現(xiàn)國產(chǎn)化。隨著海上風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展、國家政策推動、國內(nèi)風(fēng)電企業(yè)技術(shù)水平不斷提高，國內(nèi)企業(yè)在海上大功率變流器應(yīng)用市場占比正在快速提升。取代進口變流器設(shè)備、完全實現(xiàn)核心技術(shù)的自主可控指日可待。

國內(nèi)風(fēng)電變流器廠商整體起步較晚，在風(fēng)電行業(yè)發(fā)展初期，主要的風(fēng)電變流器廠商包括ABB、西門子、Converteam等。隨著相關(guān)政策的出臺，風(fēng)電變流器的進口替代與國產(chǎn)化率顯著提升，國內(nèi)產(chǎn)品在國內(nèi)市場逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，進口產(chǎn)品的市場占有率逐年下滑，部分企業(yè)甚至淡出了國內(nèi)風(fēng)電市場競爭。

這種整流逆變裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、諧波含量少等優(yōu)點，可以明顯地改善雙饋異步發(fā)電機的運行狀態(tài)和輸出電能質(zhì)量。這種電壓型交-直-交變流器的雙饋異步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了基于風(fēng)機最大功率點跟蹤的發(fā)電機有功和無功的解耦控制，是雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組的一個代表方向。變流器由主電路系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成。包括定子并網(wǎng)開關(guān)、整流模塊、逆變模塊、輸入/輸出濾波器、IGBT、PLC、JCE1000-AXS電流傳感器、風(fēng)機、有源Crowbar電路、控制器、監(jiān)控界面等部件。

政策上，2021年9月30日，國家能源局下發(fā)《關(guān)于2021年能源領(lǐng)域行業(yè)標準制(修)訂計劃及英文版翻譯出版計劃的通知》，能源領(lǐng)域行業(yè)標準制(修)訂計劃共計305項，其中與風(fēng)電變流器相關(guān)標準共3條。標準修訂計劃的出臺，預(yù)示著風(fēng)電變流器特別是海上風(fēng)電變流器技術(shù)標準的提升，行業(yè)壁壘將進一步加強。

三、風(fēng)電變流器市場未來發(fā)展趨勢預(yù)測

時代變革推著風(fēng)電人不斷前行，2022~2023年是夯實“十四五”可再生能源裝機的關(guān)鍵年，風(fēng)電市場的擴張為國內(nèi)風(fēng)電變流器企業(yè)提供了巨大的成長空間。可以預(yù)見的是，在雙碳目標引領(lǐng)下，創(chuàng)新、融合將成為新能源發(fā)展關(guān)鍵詞，中國風(fēng)電企業(yè)將以更具創(chuàng)新的技術(shù)實力與能力，提升行業(yè)整體競爭力水平，成為賦能“雙碳”目標實現(xiàn)的關(guān)鍵力量。

據(jù)統(tǒng)計，2020年我國風(fēng)電變流器市場空間為104.29億元，預(yù)計2021-2025年國內(nèi)風(fēng)電變流器市場規(guī)模將從74.54億元增長至138.67億元，4年復(fù)合增長率為16.79%。

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