一、风电变流器行业概述

风电变流器是风力发电系统中的核心设备，它将风机的变频电能转换为电网所需的恒频电能，同时实现风机的控制和保护。风电变流器的技术水平、可靠性和成本直接影响风电系统的性能和经济效益。风电变流器的主要功能包括：

调节风机的输出功率，使之适应风速的变化，最大限度地利用风能资源；

实现风机的最优转速控制，提高风机的效率和寿命；

实现风机的并网控制，保证风电场的电能质量和电网的稳定性；

实现风机的故障检测、保护和通信，提高风电场的安全性和可靠性。

风电变流器的主要分类有：

根据风机的类型，可以分为双馈式风电变流器和全功率式风电变流器。双馈式风电变流器只对风机的转子侧进行变频控制，其功率等级一般为风机额定功率的20%~30%；全功率式风电变流器对风机的定子侧和转子侧都进行变频控制，其功率等级与风机额定功率相同。

根据风机的功率等级，可以分为1.5MW、2MW、2.5MW、3MW、5MW、6MW、8MW、10MW等不同的规格。随着风电技术的进步和风电场的规模化、海上化，风电变流器的功率等级也在不断提高，目前已有30MW的风电变流器投入使用。

根据风电变流器的拓扑结构，可以分为电压型和电流型。电压型风电变流器的直流侧采用电容器作为中间环节，其输出电压与电网电压同步，具有较高的功率因数和较低的谐波；电流型风电变流器的直流侧采用电感器作为中间环节，其输出电流与电网电流同步，具有较高的效率和较强的抗干扰能力。

风电变流器的主要技术指标有：

效率：指风电变流器的输出功率与输入功率之比，反映了风电变流器的能量转换效率，一般要求在95%以上；

功率因数：指风电变流器的输出有功功率与输出视在功率之比，反映了风电变流器的功率质量，一般要求在0.95以上；

谐波含量：指风电变流器的输出电压或电流中与基波频率不同的分量的比例，反映了风电变流器的电能质量，一般要求在5%以下；

电网适应性：指风电变流器能够在电网发生电压波动、频率偏差、短路故障等异常情况下正常运行的能力，反映了风电变流器的稳定性和可靠性，一般要求能够满足国家标准和电网规范的要求；

环境适应性：指风电变流器能够在不同的温度、湿度、海拔、盐雾、沙尘等环境条件下正常运行的能力，反映了风电变流器的耐久性和可靠性，一般要求能够满足国家标准和行业规范的要求。

二、风电变流器行业市场调查

风电变流器行业的市场调查主要包括对风电变流器的市场规模、需求结构、竞争格局、技术发展趋势和面临的问题等方面的分析，以及对风电变流器企业的市场定位、发展战略、产品优势、客户需求、竞争对手等方面的研究。市场调查的目的是为风电变流器企业提供有价值的市场信息，帮助其制定合理的市场策略，提高市场竞争力，抓住市场机遇，应对市场挑战。

2.1 风电变流器市场规模

风电变流器市场的规模主要取决于风力发电市场的规模，风力发电市场的规模又受到风能资源、政策支持、技术进步、成本降低、市场需求等因素的影响。根据国际能源署（IEA）的数据，2019年全球风电新增装机容量为60.4GW，累计装机容量达到651GW，其中海上风电新增装机容量为6.1GW，累计装机容量达到29GW。预计到2024年，全球风电累计装机容量将达到840GW，其中海上风电累计装机容量将达到76GW。根据中国风能协会的数据，2019年中国风电新增装机容量为25.74GW，累计装机容量达到210.05GW，其中海上风电新增装机容量为2.39GW，累计装机容量达到6.83GW。预计到2024年，中国风电累计装机容量将达到400GW，其中海上风电累计装机容量将达到40GW。

2.2 风电变流器需求结构

风电变流器的需求结构主要受到风电场的类型、风机的类型、风机的功率等级等因素的影响。根据风电场的类型，可以分为陆上风电场和海上风电场。陆上风电场是指在陆地上建设的风电场，其优势是建设成本低、运维方便、风能资源丰富；其劣势是受到土地、环境、电网等限制，风速不稳定、风能利用率低。海上风电场是指在海洋上建设的风电场，其优势是风速高、风能利用率高、不受土地和环境的限制；其劣势是建设成本高、运维困难、技术要求高。根据中国风能协会的数据，2019年中国陆上风电新增装机容量为23.35GW，占中国风电新增装机容量的90.8%；海上风电新增装机容量为2.39GW，占中国风电新增装机容量的9.2%。预计到2024年，中国陆上风电新增装机容量将达到60GW，占中国风电新增装机容量的85.7%；海上风电新增装机容量将达到10GW，占中国风电新增装机容量的14.3%。

根据风机的类型，可以分为双馈式风机和全功率式风机。双馈式风机是指风机的转子侧采用双馈式风电变流器进行变频控制，其优势是成本低、效率高、控制灵活；其劣势是可靠性差、电网适应性弱、维护复杂。全功率式风机是指风机的定子侧和转子侧都采用全功率式风电变流器进行变频控制，其优势是可靠性高、电网适应性强、维护简单；其劣势是成本高、效率低、控制困难。

根据风机的功率等级，可以分为1.5MW、2MW、2.5MW、3MW、5MW、6MW、8MW、10MW等不同的规格。随着风电技术的进步和风电场的规模化、海上化，风机的功率等级也在不断提高，目前已有30MW的风机投入使用。根据华经产业研究院的报告，2019年全球风机的平均功率等级为2.7MW，其中陆上风机的平均功率等级为2.5MW，海上风机的平均功率等级为4.5MW。预计到2024年，全球风机的平均功率等级将达到3.5MW，其中陆上风机的平均功率等级为3MW，海上风机的平均功率等级为6MW。根据中国风能协会的数据，2019年中国风机的平均功率等级为2.4MW，其中陆上风机的平均功率等级为2.2MW，海上风机的平均功率等级为4MW。预计到2024年，中国风机的平均功率等级将达到3MW，其中陆上风机的平均功率等级为2.5MW，海上风机的平均功率等级为5MW。

2.3 风电变流器竞争格局

风电变流器的竞争格局主要受到风电变流器企业的技术水平、产品质量、服务能力、品牌影响力、市场渠道等因素的影响。根据华经产业研究院的报告，2019年全球风电变流器市场的前五大企业分别是ABB、西门子、通用电气、施耐德和金风科技，其市场份额分别为18%、15%、12%、10%和8%。预计到2024年，全球风电变流器市场的前五大企业将保持不变，但其市场份额将有所变化，分别为16%、14%、11%、9%和10%。根据中国风能协会的数据，2019年中国风电变流器市场的前五大企业分别是金风科技、华能电气、中车电气、中航电子和中电科风电，其市场份额分别为20%、15%、12%、10%和8%。预计到2024年，中国风电变流器市场的前五大企业将保持不变，但其市场份额将有所变化，分别为18%、14%、11%、9%和10%。

风电变流器的竞争格局也受到风电场的类型、风机的类型、风机的功率等级等不同的细分市场的影响。

2.4 风电变流器技术发展趋势

风电变流器的技术发展趋势主要受到风电场的技术需求、风电变流器的技术挑战、风电变流器的技术创新等因素的影响。根据华经产业研究院的报告，风电变流器的技术发展趋势主要有以下几个方面：

高功率化：随着风电场的规模化、海上化，风机的功率等级也在不断提高，风电变流器也需要提高其功率等级，以满足风电场的输出要求。目前，全球最高功率的风电变流器已达到30MW，预计未来将出现更高功率的风电变流器，如40MW、50MW等。

高效率化：随着风电成本的降低，风电变流器的效率也成为影响风电经济性的重要因素。风电变流器的效率不仅取决于其本身的能量转换效率，还取决于其与风机和电网的匹配程度。目前，风电变流器的效率一般在95%以上，预计未来将出现更高效率的风电变流器，如97%、98%等。

高可靠性化：随着风电场的复杂化、远离化，风电变流器的可靠性也成为影响风电安全性和可靠性的重要因素。风电变流器的可靠性不仅取决于其本身的故障率和寿命，还取决于其对风机和电网的保护能力。目前，风电变流器的平均无故障运行时间（MTBF）一般在2万小时以上，预计未来将出现更高可靠性的风电变流器，如3万小时、4万小时等。

高智能化：随着风电场的数字化、网络化，风电变流器的智能化也成为影响风电运维和管理的重要因素。风电变流器的智能化不仅取决于其本身的控制和通信能力，还取决于其与风机和电网的协调能力。目前，风电变流器已具备自适应控制、远程监控、故障诊断等功能，预计未来将出现更高智能化的风电变流器，如自学习控制、云端分析、故障预测等。

2.5 风电变流器面临的问题

风电变流器作为风力发电系统的核心设备，也面临着一些问题和挑战，主要有以下几个方面：

技术壁垒：风电变流器的技术水平直接影响风电系统的性能和经济效益，因此风电变流器的技术壁垒也相对较高，需要投入大量的人力、物力和财力进行研发和创新。同时，风电变流器的技术标准和规范也不断更新和完善，要求风电变流器企业不断跟进和适应，增加了风电变流器的技术难度和风险。

市场竞争：风电变流器的市场规模和需求不断增长，吸引了众多的风电变流器企业参与竞争，导致风电变流器的市场竞争日趋激烈。同时，风电变流器的市场需求也不断细分和多样化，要求风电变流器企业不断拓展和创新，增加了风电变流器的市场压力和成本。

政策影响：风电变流器的市场发展受到政策的影响和制约，主要体现在风电补贴、风电并网、风电消纳等方面。随着风电产业的成熟和发展，风电补贴逐渐减少或取消，风电变流器的价格优势也相应减弱，要求风电变流器企业提高产品的性价比和竞争力。