風電裝機容量快速擴張,事故不斷引發(fā)變流器改造需求。根據(jù)中國風能協(xié)會的統(tǒng)計,截至2010年,我國風電累計裝機容量已達44.73GW,相對于技術(shù)可開發(fā)量的297GW,開發(fā)率已達到15.1%。根據(jù)規(guī)劃,2015年我國風電規(guī)模將超過90GW,到2020年將達到150GW以上。雖然我國風電行業(yè)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(guī)模風機脫網(wǎng)事故對電網(wǎng)造成了巨大沖擊。目前國內(nèi)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(fā)生的脫網(wǎng)事故將引發(fā)變流器改造需求。
行業(yè)整改催生風電變流器廣闊市場。自今年8月份開始,電監(jiān)會組織開展風電安全檢查,其中風電設(shè)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(fā)布“大型風電場并網(wǎng)設(shè)計技術(shù)規(guī)范”等18項重要標準,包括風機的低電壓穿越能力。根據(jù)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(guān)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(wǎng)事故的再次發(fā)生。
國內(nèi)廠商蓄勢待發(fā)
依靠雄厚的技術(shù)積累,市場仍有外資廠商主導。目前國產(chǎn)風電變流器的大部分市場份額仍然由外資廠商占據(jù),內(nèi)資企業(yè)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(fā)電產(chǎn)業(yè)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(yè)卻是名副其實的巨頭,在涉足風電產(chǎn)業(yè)之前,就已擁有大量的變流器專利,具有雄厚的技術(shù)儲備。
國內(nèi)廠商起步較晚,但已突破在即。國內(nèi)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(fā)展,2006年開始,國內(nèi)企業(yè)申請的專利逐漸增多。北京科諾偉業(yè)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(shù)有限公司、天津瑞能電氣、龍源電氣、九州電氣、科陸新能和禾望電氣等10多家企業(yè)已具備兆瓦級風電機組變流器研發(fā)、生產(chǎn)和供貨能力。
風電變流器的壁壘主要集中在三方面:系統(tǒng)可靠性要求高,對應(yīng)于風電運行特點的設(shè)計,全套的安全性和穩(wěn)定性測試技術(shù)。由于行業(yè)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(chǎn)品結(jié)構(gòu),還是風電整機廠商希望縱向產(chǎn)業(yè)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(yè)在短期內(nèi)不用面臨新進入者帶來的競爭加劇。
系統(tǒng)可靠性要求方面,只有具備抗干擾能力,才能保持系統(tǒng)可控從而達到可靠性要求。應(yīng)對干擾,不僅需要系統(tǒng)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(jié)構(gòu)設(shè)計、電源設(shè)計、采樣通道、接地設(shè)計、去耦、PCB設(shè)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(shù)、時間冗余技術(shù)、容錯技術(shù)、數(shù)字濾波技術(shù)等。
對應(yīng)于風電運行特點的設(shè)計方面,由于風電變流器的重要制造難度之一是根據(jù)風電運行的特點設(shè)計控制系統(tǒng)。所以制造企業(yè)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(huán)境的適應(yīng)性、低電壓穿越、高電壓穿越等。
全套的安全性和穩(wěn)定性測試技術(shù)方面,由于風機運行一般以20年不下線為標準,因此在質(zhì)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(zhì)量,一般在變流器廠商內(nèi)部也需要具有幾十步的質(zhì)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(shù)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(qū)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(qū)整機廠商國內(nèi)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(nèi)在技術(shù)上已實現(xiàn)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(shè)有變流器子公司;電力電子企業(yè)通過技術(shù)突破后實現(xiàn)為大型整機廠商供貨,如科陸新能、榮信股份、九州電氣;早期專注于可再生能源發(fā)電產(chǎn)品開發(fā)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(xiàn)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(qū)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(yè)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(qū)的裝機容量10.17GW,雙饋的是34.57GW。假設(shè)每臺1.5MW,則直驅(qū)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(qū)機組結(jié)構(gòu)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(shè)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(guī)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(guī)模合計約30億元,其中雙饋23億元,直驅(qū)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(qū)機組的金風占比20%。因此,綁定三大廠商的變流器企業(yè)在配套市場中將擁有穩(wěn)固的行業(yè)地位和穩(wěn)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(qū)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(qū)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(jù)直驅(qū)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(guī)模為28.3億元,其中直驅(qū)9.7億元,雙饋18.6億元?!笆濉逼陂g為37.5億元,其中直驅(qū)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(fā),因此我們將改造市場規(guī)模分攤到2012-2013年,則2012-2013年均市場規(guī)模可達到43.2億元,受益整改政策,風電變流器市場或?qū)⒓斜l(fā)。
雖然無論是累計裝機容量還是風機整機產(chǎn)量,我國已成為風電大國,但是由于發(fā)展的無序性,下一階段的重點將落實到提升并網(wǎng)比率、提高風電電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。風電變流器,作為電能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件,其國產(chǎn)化比率卻不到10%,大部分仍依托于外資廠商。今年多次脫網(wǎng)事故、電監(jiān)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(guān)設(shè)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(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)品穩(wěn)定可靠,此前已與東汽簽訂長期戰(zhàn)略合作協(xié)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(yīng)不斷顯現(xiàn)和直驅(qū)風電變流器產(chǎn)品推出,公司在該領(lǐng)域?qū)⒂型@得更大發(fā)展空間。