變流器是風(fēng)電機(jī)組核心部件

風(fēng)電變流器是風(fēng)電機(jī)組的核心部件之一．在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中占有非常重要的地位。變流技術(shù)的應(yīng)用不僅有利于機(jī)組提高效率，同時(shí)能對(duì)機(jī)組的柔性運(yùn)行和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到良好作用。

風(fēng)電變流器可以優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)寬風(fēng)速范圍內(nèi)的變速恒頻發(fā)電，改善風(fēng)機(jī)效率和傳輸鏈的工作狀況，減少發(fā)電機(jī)損耗，提高運(yùn)行效率，提升風(fēng)能利用率。風(fēng)電變流器具有以下一些特點(diǎn)：

表1：風(fēng)電變流器的特點(diǎn)

風(fēng)電變流器市場(chǎng)需求旺盛

風(fēng)能以其清潔無(wú)污染、可再生的特性成為傳統(tǒng)化石能源有競(jìng)爭(zhēng)力的替代品，但其不穩(wěn)定性給風(fēng)電并網(wǎng)及大規(guī)模應(yīng)用帶來(lái)巨大困難。風(fēng)電變流器是風(fēng)力發(fā)電中不可或缺的環(huán)節(jié)，是通過(guò)整流、逆變?cè)韺⒉环€(wěn)定的風(fēng)電變換成為電壓、頻率、相位符合并網(wǎng)要求的電能的控制裝置。因此，要達(dá)到并網(wǎng)要求，每臺(tái)風(fēng)機(jī)必須配備一套變流裝置。

2016年，全國(guó)（除臺(tái)灣地區(qū)外）新增裝機(jī)容量2337萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到1.69億千瓦。2016年，我國(guó)新增裝機(jī)的風(fēng)電機(jī)組平均功率1955千瓦，累計(jì)裝機(jī)的風(fēng)電機(jī)組平均功率為1608千瓦。因此，2016年，我國(guó)新增風(fēng)電變流器需求為1.20萬(wàn)套，累計(jì)風(fēng)電變流器需求量達(dá)10.49萬(wàn)套。

圖表2：2011-2017年中國(guó)新增和累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量（單位：萬(wàn)千瓦）

根據(jù)《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的發(fā)展目標(biāo)，到2020年底，風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量確保達(dá)到2.1億千瓦以上，其中海上風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到500萬(wàn)千瓦以上；風(fēng)電年發(fā)電量確保達(dá)到4200億千瓦時(shí)，約占全國(guó)總發(fā)電量的6%。國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)對(duì)于風(fēng)電變流器的市場(chǎng)需求將不斷擴(kuò)大。

圖表3：《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》發(fā)展目標(biāo)

變流器國(guó)產(chǎn)化率有待提高

目前，我國(guó)風(fēng)電變流器市場(chǎng)主要由國(guó)外品牌占據(jù)，自主品牌占有率很低。由于技術(shù)復(fù)雜，門(mén)檻較高，內(nèi)資企業(yè)中僅有一些實(shí)力較強(qiáng)和技術(shù)積淀深厚的企業(yè)在研制風(fēng)電變流器，且尚未完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。真正具有批量生產(chǎn)能力并進(jìn)入風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的國(guó)產(chǎn)自主品牌變流器相對(duì)較少。一方面是需求旺盛的風(fēng)電市場(chǎng)，另一方面是國(guó)產(chǎn)品牌微小的市場(chǎng)份額，這就是我國(guó)風(fēng)電變流器市場(chǎng)的主要特點(diǎn)。

在風(fēng)機(jī)整機(jī)生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)化率不斷提高的背景下，外資產(chǎn)品市場(chǎng)占有率仍高于本土品牌。國(guó)內(nèi)九洲電氣、清能華福、龍?jiān)措娏Α⒑戏赎?yáng)光等廠商多年來(lái)致力于變流器國(guó)產(chǎn)化，并取得了一定的突破，分別有1.5MW直驅(qū)、雙饋，2MW直驅(qū)變流器面市，在變流器國(guó)產(chǎn)化道路上邁出了寶貴的一步。

圖表4：中國(guó)風(fēng)電變流器產(chǎn)能分析圖（單位：臺(tái)）

風(fēng)電變流器技術(shù)尚待發(fā)展

現(xiàn)階段，隨著風(fēng)電技術(shù)本身的日益成熟，風(fēng)電變流器技術(shù)也會(huì)不斷發(fā)展和完善，具體而言，風(fēng)電變流器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以歸納為以下幾個(gè)方面：

圖表5：風(fēng)電變流器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著中國(guó)對(duì)新能源運(yùn)用的重視度日益提高，我國(guó)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)也必將迎來(lái)一個(gè)快速的發(fā)展階段。但與此同時(shí)我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)的風(fēng)電技術(shù)雖然較過(guò)去進(jìn)步明顯，但在變流器等關(guān)鍵技術(shù)層面上與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有不小的差距。鑒于此，有必要不斷加強(qiáng)對(duì)風(fēng)電變流器技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，從而推動(dòng)其技術(shù)水平不斷得到提高，進(jìn)而為將來(lái)更好地促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。