風能以其清潔無污染、可再生的特性成為傳統化石能源有競爭力的替代品，但其不穩定性給風電并網及大規模應用帶來巨大困難。風電變流器作為風力發電中不可或缺的重要部件，是一種通過整流、逆變原理將不穩定的風電變換成為電壓、頻率、相位符合并網要求的電能的控制裝置。因此，要達到并網要求，每臺風機必須配備一套變流裝置。此次乘著風電裝機之東風，風電變流器的市場需求也隨之持續走俏。
奮起直追，從優秀品牌到行業領軍
與工業自動化所涉及的領域一樣，由于國內風力發電整體技木起步較晚，最初我國風電場應用的風電變流器市場主要被國外品牌占據。此后，隨著國家出臺相關政策和舉措大力扶持民族企業，為日后國產實現進口替代創造了有利條件。
自2007年10月起，國內首臺自主1.5兆瓦風力發電全功率變流器試制完成，拉開了我國在兆瓦級永磁直驅風力發電并網技術國產化的序幕。之后，隨著以禾望電氣（下文簡稱“禾望”）等為代表的一批優秀民族企業的奮起直追，徹底改寫了國外企業在該領域壟斷格局的歷史。
作為一家以風電變流器起家，產品涵蓋風電變流器、光伏逆變器、電氣傳動三大領域的電力電子設備企業，早在2009年禾望風電變流器產品就實現了批量發貨，并迅速得到了市場的高度認可。2017年7月上市以來，禾望以中壓大功率電力電子技術優勢為依托，依靠風電變流器主營產品，進一步向光伏逆變器、中大功率傳動變頻器領域發力。
年報顯示：2019年禾望電氣實現營業總收入17.86億元，實現利潤9531萬元，共銷售風電變流器2036臺。此外，另據不完全統計，禾望兆瓦級風電變流器等產品裝機量超過1.6萬套。目前，禾望主營風電變流器產品，在第三方供應市場占有率第一，市場份額保持在30~40%，整體市場中占比15~20%。
從單一部件來看，風電變流器是繼風電用軸承外，技術含量最高、開發難度最大的產品，同時價值量也較大。雖然國內風機龍頭整機廠也開發自有變流器，但是禾望憑借技術和產品可靠性優勢，仍然切入大型整機廠供應鏈，尤其是海上風電變流器產品更是國內自主品牌的不二選擇。2016年禾望與聯合動力、遠景能源和明陽風電等整機廠合作且形成銷售收入，并在與其他大型主機廠商合作中取得突破。此后，隨著原有外商留下的售后市場以及陸上風電的封閉市場的逐步打開，禾望在陸上風電的銷售進一步增長。除部分風電整機廠外，國內風電機組制造企業和業主單位均是禾望電氣的合作伙伴，其產品也被廣泛的應用在全國各類風電場。而隨著風機大功率迭代加速、海上風電蓄勢待發，禾望變流器產品又將迎來新一輪成長機遇。
風機大功率迭代加速 海上風電打開成長空間
據CWEA統計，我國新增風電單機平均功率在2007年突破1MW、2011年突破1.5MW，2017年突破2MW，約以每年0.12MW的速度提升。主流雙饋變流器的功率僅在300~700kW之間，全功率變流器也在2MW以下。但是從2018年開始，國內大功率風機的提升速度明顯加快，尤其是海上風機基本從4MW級別啟動。而從2019、2020年起，國內風機廠商開始提供5.5MW、6MW甚至7.25MW級別的大功率風機。
數據顯示，2018年我國風電新增裝機中，2MW以上機型的比例已經達到45%。特別是在2016年之后，2017、2018年分別提高到了34%、45%，分別提高了14個、11個百分點。以2019年烏蘭察布6GW風電基地中標機型為例，投標機型中最小容量為3.4MW，最大容量為5.17MW，而最終中標機型容量平均高達4.2MW。另一方面，海上風電的單機容量都在3MW以上。截至2018年底，我國4MW機組累計裝機占海上總裝機容量的52.8%；3.2MW、4.2MW、6MW機組累計裝機量，同比大幅增長8910%、604.8%、133.33%。隨著大兆瓦、全功率變流器需求的提升，整個市場環境已發生了變化。
經過十多年的研發技術積累，禾望形成了以電力電子技術、電氣傳動技術、工業通信及互聯
技術和整機工藝、制造工藝技術為核心的技術平臺。在四大核心技術平臺的基礎上，禾望根據產品類別的不同，建立了以中小功率變流器、兆瓦級低壓變流器、IGCT中壓變流器和級聯中壓變流器為核心的四大產品平臺。
禾望電氣四大技術平臺（招股說明書）
據悉，在國內前十大風機廠商中，明陽智能、聯合動力、運達風電、中國海裝等均是禾望的主要客戶，金風科技、遠景能源也有批量供貨。以明陽智能為例，禾望已經成為了明陽智能的變流器主要供應商，其3MW及以上風機全面采用了半直驅技術，需要采用全功率變流器。禾望電氣全功率變流器的技術優勢、成本優勢已經開始得到展現。其次，風機向著5MW~10MW級別推進，功率提升速度也在進一步加快，變流器的技術壁壘也日益提升，仿制難度、生產難度也將不斷提高。
自2009年開始陸續推出風電變流器產品，且作為國內第一家提供5MW以上變流器的廠家，禾望正是憑借技術及成本優勢，屢屢斬獲海上風電項目訂單。2018年底明MySE5.5/7MW半直驅機組在廣東粵電湛江外羅項目中完成了首臺機組吊裝，正是采用了望禾的變流器。2019年7月禾望中標明陽2.45億合同，伴隨著下半年明陽會安裝很多5.5MW的裝機，禾望或將獲得更多訂單。近期，在2020年廣東海上風電項目中，禾望已為明陽智能、東方電氣和金鳳科技提供風電變流器。其中，明陽智能MySE5.5/7.0MW平臺海上風海上低穿測試采用即是禾望變流器。
目前，禾望電氣具備完善的變流器產品系列。包括1.5MW~3.XMW風冷雙饋變流器、3.XMW~5.XMW水冷雙饋變流器、1~12MW水冷全功率變流器等。未來隨著三電平技術的逐步成熟，禾望電氣將會主推950V/1140V低壓三電平雙饋變流器、950V/1140V低壓三電平全功率變流器、3300V中壓三電平IGCT全功率變流器等。伴隨國內風機廠海上風電風機的加快推出，禾望海上風電變流器的國內市場空間有望進一步打開，開始與國外品牌正面交鋒。這將利好禾望的業績報表。
探索風電新模式：遠程監控和智能運維
隨著風機大功率趨勢的加速，以及海上風電的需求啟動，市場對于大功率段的變流器產品的需求已經開始快速增加。目前，陸上大基地項目招標機型功率等級一般在3MW~5MW，海上風電項目招標機型功率等級超過5MW達到8~10MW等級。大功率風電機組尤其是海上風電機組，由于單機功率大導致維護困難，故障停機會造成較大損失，所以對變流器的可靠性有著更高的要求，需要大量陸上風場運行數據的支持和海上運行經驗的探索。
針對未來海上大功率應用，在低壓領域由于器件的特性需要多IGBT并聯應用，禾望變流器采用模塊化設計理念，通過多臺（N臺）單機變流器冗余并聯的方式提升可用性，當其中一臺變流器故障，可以快速自動切出，剩余N-1臺變流器繼續工作，大幅度降低變流器故障給業主造成的發電量損失。在更大功率機組和更高電壓風電機組領域，禾望變流器采用中壓IGCT技術方案，通過高可靠單管大功率器件來提升變流器的運行可靠性。
此外，近年來隨著陸上風電機組的迅猛發展及海上風電的大量裝機，風電將逐步成為繼火電、水電之后的第三大常規能源。大功率并網風電機組變流器是風力發電中能量轉換的重要環節，然而風電機組長時間、頻繁和大范圍的隨機出力變化，導致其電能轉換單元持續承受劇烈的熱應力沖擊，是風電機組故障率最高的部件之一。其高運維成木問題日益凸顯，已引起Vestas、Siemens Gamesa等國際風電知名企業的廣泛關注。特別是5MW、6MW等更大功率風電機組相繼運行，其變流器運行可靠性問題可能更為突出。而發展變流器狀態監測技術，對于制定和優化變流器檢修計劃、降低風電機組變流器故障率、提高風電機組的運行可靠性都具有十分重要的學術意義和工程價值。
據悉，變流器狀態監控技術屬于風電大數據的一個典型應用，禾望電氣一直在推進風電領域的遠程監控和智能運維。變流器通過對多層級高精度運行數據的監控，配合hopeView專家系統，實現對運行數據的自動化分析和預測，可以大大降低風場故障維護難度，減少故障維護時間。在針對海上應用的模塊化風電變流器上，采用了模塊化標準化的設計理念，從1MW~12MW全功率范圍段，采用統一的功率模塊單元，柜內散熱系統采用單一型號風扇，配電器件采用同一標準規格，通過這些標準化設計既可以降低現場維護檢修技術難度，又方便了現場備件的儲備和管理。隨著風電智能化發展，變流器的運維系統也必將更加智能化，通過對狀態監控獲取的大數據分析，變流器智能運維系統既能橫向對比及時發現運行異常風機單元，又能縱向分析給出器件壽命預測和維護建議。
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