风电变流器行业的概况及格局

来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-01-13 15:13:48】【打印】【关闭】

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在风力发电设备中，风电变流器是目前风力发电机组不可缺少的能量变换环节，风电变流器的功能是将风机在自然风的作用下发出电压频率、幅值不稳定的电能转换为频率、幅值稳定、符合电网要求的电能后并入电网。风电变流器不仅提高了机组效率，而且对于机组并网、电网安全稳定运行起到了良好作用，每一套新增风机均需要配备一套风电变流器。风电变流器以控制复杂、可靠性及稳定性要求高为主要特点，是风电机组的关键部件之一。

风电变流器主要有全功率式和双馈式两种类型，分别对应直驱式风电机组和双馈式风电机组。直驱式风电机组在传动链中省略了齿轮箱，将风轮与低速同步发电机直接连接，降低了机械故障率和定期维护成本，同时作为同步电机能够更加平稳地发电，提高了风电转换效率和运行可靠性，在大功率领域表现更好。但是直驱式风电机组较双馈式风电机组的体积更大、价格更高。双馈式风电机组采用了多级齿轮箱驱动异步发电机，它的电机转速高、转矩小、重量轻、体积小，但齿轮箱的运行维护成本较高且存在机械损耗。两种机型各有优劣，并存于市场。

根据《2014年全国大型风能设备行业年会报告》，目前双馈式风电机组的技术更加成熟，相对市场份额也较高，达到约70%。但是从发展趋势看，直驱式机组的比例在缓慢上升，在3MW以上的大功率风电机组中，直驱式机型的比例超过了双馈机组。对应到变流器，双馈式变流器依然在市场中占据主导地位，而随着金风科技、湘电风能等国内直驱式机组主要厂商的快速发展，风电机组大功率化趋势日益明显。

目前我国风电机组功率主流机型为1.5MW与2MW。国产1.5MW、2MW控制系统和变流器已经批量生产，已能满足国内风电整机配套需要。根据中国可再生能源学会风能专业委员会（CWEA）发布的《2014年中国风电装机容量统计》，2014年，我国新增装机的风电机组平均功率达到1,768kW，与2013年的1,720kW相比，增长2.81%；累计装机的风电机组平均功率为1,503kW，同比增长3.8%。与2013年相比，2014年1.5MW机组市场份额下降了5%，而2MW机组所占份额上升了10%。2014年新增装机容量中，2MW占比41%，已经接近1.5MW的46%。而随着风电机组大功率化，大功率风电变流器的市场份额将进一步攀升。2014年中国不同功率风电机组新增装机容量占比

2014年中国不同功率风电机组累计装机容量占比

此外，随着海上风电场规划规模的不断扩大，各主要风电机组整机制造厂商都积极投入大功率海上风电机组的研究开发，随着机组单机容量不断增大和利用率的不断提高，未来风电变流器向大功率和海上风电的方向发展。目前海上风电场的主流机型主要为3-5MW机组，世界上最大功率的Vestas8MW海上风力发电机组也已经下线并开始测试。为了具有更好的经济性，海上风电的机组单机一般大于4MW，高于陆上风电单机2MW的平均功率。海上风电变流器是海上风电系统的核心部件之一，海上风电机组的变流器技术要求和设计难度明显高于陆上风电变流器。4MW功率等级的风机国内有采用低压690V技术方案，而5MW及以上的机组基本上采用中压方案。当前国内海上风电使用的主要为ABB、西门子和GE等国际大型电气公司的中压变流器。

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