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    中國風電行業自動化市場發展趨勢分析
    發布時間:2020-03-03

    當前,我國具有自主知識產權的風電機組整機缺口很大,風電機組制造的核心技術國內尚不掌握。對此,國家發展和改革委員會與財政部正在研究制定風電機組整機與零部件國產化的支持方案,或將對擁有自主知識產權的風電電機的整機及零部件的制造給予資金支持。
    目前,從我國風電設備的發展水平看,雖然已具備600kW和750kW風力發電機組的批量生產能力,但我國人部分風電設備制造企業仍停留在中低端設備的設計與制造水平。由于核心技術的缺失,我國目前能批量生產的電機設備都是發達國家10年前生產的產品。

    在高端風電電機產品的研發方面,我國部分企業雖然已邁入了兆瓦級的設計制造領域,但由于缺乏野外運行的檢驗(設備的質量要經過大約20年的野外運行考核),樣機的推廣還存在一定困難。

    國內風電設備市場很廣闊,但由于國內企業設計能力薄弱,高端設備技術大多掌握在外方手中,致使大部分國內市場被進口設備壟斷。隨著我國能源發展戰略的實施,圍內風電設備的市場逐年擴大。在國家發展和改革委員會制定的《風力發電中長期發展規劃》中明確指出,到2010年底,全國風電總裝機規模達到400萬kW;到2015年底,全國風電總裝機規模達到l000萬kW;到2020年底,全國風電總裝機規模達到2000萬kW。

    風電規?;l展給風電設備制造業的發展提供了廣闊的市場空間。如何實現風電設備的國產化已成為我國加快風電產業發展的當務之急。

    據悉,政府將對風電設備產業的發展給予相應的政策性支持。目前,由于風電設備行業自身的特殊性,對其整機或零部件的支持力度孰重孰輕,相關部門仍在研究審議中。

    由于風電產業投資存在周期長與風險高等特點,專家認為,國家應在風電設備自主化方面給予大力支持。例如,目家應從法律法規、檢測認證方面來推進風電設備產業的發展。

    目前,科技部已將風電設備產業化列入《2007年度科技型中小企業技術創新藎金若干重點項目指南》的重點支持項目中??萍疾肯嚓P負責人表示,國家將通過貸款貼息等方式支持大、中型風力發電機組產品的產業化。

    風電自動化產品業務模式

    1.基本業務模式

    如果自動化產品供應商希望把自己的產品推進風電市場,一個基本的業務模式基本上是自動化產品供應商風力發電機組生產商風場投資商的模式。對于控制器類產品、伺服類產品和SCADA類產品,由于其產品技術含量較高,用戶不易掌握,而且需要與風電和自動化知識的緊密結合,因此目前很多風力發電機組生產商不具備這些產品的系統開發能力,需要有系統集成商的支持和幫助??刂破?、伺服以及SCADA產品的系統集成商目前主要有:國外的GH、Averdon和Vensys以及國內的中科院電工所、金風科技等公司。另外,很多國外的風電機組供應商的自動化產品選型設計和采購都在國外完成,例如Dewind、Repower和Vestas(維斯塔斯)等。

    隨著國內風機機組供應商技術能力的小斷強大,他們逐漸也掌握了控制器和伺服等產品的系統集成,很多的海外采購也將轉移到國內。

    2.主要自動化產品供應商

    按照不同自動化產品的分類,我們列出風電行業主要自動化產品供應商的名單如表l所示。

    3.業務模式發展趨勢

    目前來說,風力發電機組設備供應商對自動化產品的選型起到決定性作用,而風場的投資和管理人員只要求風力發電設備穩定運行,對自動化品牌影響力不大。但相信隨著風力發電設備市場競爭的小斷加劇,風場投資和管理人員對風電設備所采用的自動化產品的影響力會越來越大。

    風力發電自動化市場容量和增長預測

    風力發電機組設備中用到的自動化產品種類較多,而且就金額來說,自動化產品占整個風力發電機組設備的成本也較大。

    我們以1.5MW風力發電機組為例,來說明各種自動化產品在其風力發電機組設備成本中的大致比例。

    根據表2我們可以看到,發電機、齒輪箱、變流器以及伺服產品在風力發電機組設備成本中占比例較大。

    我們對2008年風力發電市場自動化產品的容最估計為50億元人民幣(其中包括控制器、伺服類產品、齒輪箱、變流器、低壓電器以及SCADA系統,不包括發電機)。

    1.控制器市場的容量以及增長判斷

    2008年風電市場的控制器容量在6.49億元人民幣,比2007年增長93.7%,幾乎是翻倍增長。

    其中基于PC的控制方案仍是主流配置,在800kW級別機組以及800kW~2MW級別機組都有廣泛應用。

    其次是專用控制器,存800kW以上級別機組應用較多。而PLC的解決方案屬于近幾年開發的新方案,目前在800kW以下級別應用普遍,而在800kW以上級別機組的應用仍處于試驗階段。

    我們對2007~2011年控制器市場容量的估計如表3所示。存控制器的增長趨勢上,我們認為,基于PC的控制方式住未來幾年內仍將是主流的選擇方案,會隨著風電市場的增速而同步增長,而PLC一旦在兆瓦級別的風機上應用成功,由于其性能穩定,且成本相對低廉,因此將獲得高速增長。而專用控制器由于其成本高,開發性略有欠缺,因此增長速度會逐漸放緩。

    2.機械傳動在風電市場容量和增長判斷

    專用于風電行業的機械傳動產品——增速齒輪箱在風力發電機組中屬于關鍵部件,其價格較貴,一臺兆瓦級別的雙饋風力發電機,所配的增速齒輪箱價格就超過100萬元人民幣。2008年風力發電行業的增速齒輪箱市場容量在2l億元人民幣左右,較2007年增長100%。

    2007~2011年風電行業機械傳動市場容量的估計如表4所示。

    但正如我們前面所述,增速齒輪箱主要用于變速雙饋風力發電機組,前幾年這種類型的機組發展非常迅速,因而帶動齒輪箱市場的高速發展。

    但我們預計,隨著越來越多的風電機組生產廠家出于成本考慮,把開發重點放到變速恒頻風力發電機,因為其采用直驅的方式,可以不用安裝齒輪箱,因此變速恒頻風力發電機組逐漸將成為市場的主流。

    所以在未來的兒年中,我們預測齒輪箱的增長率將會低于風力發電設備的平均增長率。但變速雙饋風力發電機組不會馬上消失,相當長的時間內,兩者將并存。

    3.變流器市場容量和增長判斷

    變流器單體價格在風力發電機組中也較貴,一臺1.5MW變速恒頻風力發電機組所采用的全功率變流器價格也在80~100萬元人民幣。2008年風力發電行業變流器的市場容量在17.9億元人民幣,比2007年增長約96%,幾乎翻倍增長。

    風力發電行業變流器市場容量如表5所示。

    但變流器市場在風電行業自動化產品中屬于競爭略為激烈的產品,除了一些知名的國際供應商如ABB、西門子外,很多中國內地企業也初步具備變流器的研發、生產和制造能力,而且價格比國外品牌便宜很多。

    因此我們認為,變流器的市場價格在未來幾年下降會較為明顯,其整個市場增長率會略低于風電行業本身增長率。盡管如此,到2011年其市場容量還是會達到74億元的市場規模。

    4.伺服產品市場容量和增長判斷

    伺服產品單體金額相對其他自動化產品來說較小,2008年其在風電領域市場規模約為3.2億元人民幣,較2007年增長100%,實現翻倍增長。

    風力發電行業伺服市場容量和增長如表6所示。

    伺服系統主要應用于變槳風力機組中,而目前各個風力機組供應商所研發和生產的產品都是基于變槳系統的機組,早期的定槳失速風電機組很少生產。

    因此,我們可以認為,風電本身的發展速度和伺服產品在風電的增長速度可以相匹配。





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