在風(fēng)機(jī)大容量成為趨勢(shì)和國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電啟動(dòng)的當(dāng)下，中壓風(fēng)能變流器市場(chǎng)前景可期。在日前舉行的北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)上，以陽(yáng)光電源為代表的一些變流器廠商均推出了中壓風(fēng)能變流器技術(shù)解決方案，似乎在宣告風(fēng)電中壓時(shí)代的即將來臨。
陽(yáng)光電源股份有限公司副總裁屠運(yùn)武接受本報(bào)記者采訪時(shí)明確指出：“中壓變流器技術(shù)方案代表了海上風(fēng)電未來的發(fā)展方向。”然而，市場(chǎng)現(xiàn)狀卻讓人有 些苦惱，目前，低壓變流器仍壟斷市場(chǎng)，中壓技術(shù)路線很少被問津，只有個(gè)別廠家在堅(jiān)持，但由于市場(chǎng)一邊倒的壓力，即使堅(jiān)守的廠商似乎也多了一些飄忽不定的想法。
開啟中壓變流器產(chǎn)業(yè)化時(shí)代
陽(yáng)光電源在此次展會(huì)上重磅推出的系列風(fēng)能變流器，輸出電壓3300V，功率范圍涵蓋5兆瓦-10兆瓦，特別適用于海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。其實(shí)，去年 的北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)上，陽(yáng)光電源就率先在業(yè)內(nèi)推出了中壓全功率風(fēng)能變流器。屠運(yùn)武告訴記者：“去年我們生產(chǎn)出了樣機(jī)，而今年我們則具備了批量化生產(chǎn)能力， 可以真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化了。目前，已經(jīng)有了一些潛在意向客戶。”
據(jù)介紹，中壓技術(shù)方案可將發(fā)電機(jī)、變流器、升壓變壓器及線路損耗降至最低。額定電流的減小，可優(yōu)化提升機(jī)組部分主功率回路單元的功率密度，節(jié)省 機(jī)組內(nèi)部空間，提升安裝及運(yùn)維簡(jiǎn)便性；各主功率單元連接導(dǎo)線的大量減少，可提升機(jī)組系統(tǒng)發(fā)電及運(yùn)維效率，解決由于連接導(dǎo)線過多帶來的導(dǎo)線均流、相互磨損短 路、偏航解纜笨重等諸多難題。此外，也更利于擴(kuò)大風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模效應(yīng)，減少占地面積，適用于機(jī)組輕量化設(shè)計(jì)需求。
風(fēng)電行業(yè)是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)鏈，風(fēng)能變流器成本在整個(gè)風(fēng)電機(jī)組中占比很低，只相當(dāng)于單只葉片的成本，但卻是整個(gè)機(jī)組中核心的電氣部件，是連接電機(jī) 與電網(wǎng)的橋梁。目前，5兆瓦以下的風(fēng)電機(jī)組大部分使用690V低壓技術(shù)方案，而隨著節(jié)約用海以及進(jìn)一步向深海開發(fā)的目標(biāo)推進(jìn)，對(duì)單機(jī)容量提升的需求是迫切 的、不容回避的。對(duì)于5兆瓦及以上的風(fēng)電機(jī)組，3300V中壓技術(shù)路線被認(rèn)為是最優(yōu)化的選擇之一。
需從全生命周期比較兩條技術(shù)路線
盡管在大容量機(jī)組中，中壓技術(shù)方案具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但眼下的市場(chǎng)狀況讓屠運(yùn)武感覺并不樂觀。
在他看來，雖然行業(yè)逐步開始關(guān)注度電成本了，但是在實(shí)際的風(fēng)電采購(gòu)中，業(yè)主對(duì)于初始的設(shè)備采購(gòu)成本還是非常敏感。為了適應(yīng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，整機(jī)商千 方百計(jì)降低設(shè)備成本，而采用低壓設(shè)備，在短期內(nèi)確實(shí)有成本優(yōu)勢(shì)。“在海上風(fēng)電領(lǐng)域，低壓設(shè)備對(duì)陸上風(fēng)電有一定繼承性，因此在采購(gòu)招標(biāo)中，中壓路線明顯居于 下風(fēng)。”屠運(yùn)武說。
不過，風(fēng)電作為長(zhǎng)跑型行業(yè)，不僅要看其初始采購(gòu)成本，更要看整個(gè)20年甚至25年的全壽命周期內(nèi)的度電成本。屠運(yùn)武給記者算了一筆賬，采用一臺(tái) 6兆瓦中壓變流器比低壓變流器初期多投入不到200萬元（按照目前中壓變流器沒有產(chǎn)業(yè)化的成本來計(jì)算），但綜合來看，電纜、施工、偏航等這一塊能節(jié)約50 萬元，如果系統(tǒng)效率按照提高2.0%來計(jì)算，所增加的投入，在5年左右的時(shí)間就將全部收回。另外，隨著中壓變流器的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展，其自身成本未來也 有進(jìn)一步下降的空間，同時(shí)也將為機(jī)組其它部件提供可持續(xù)降成本空間。
屠運(yùn)武告訴記者，陽(yáng)光電源從2004年進(jìn)入風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，一直專注于風(fēng)能變流器的研發(fā)和制造。幾年前，陽(yáng)光電源承擔(dān)了“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng) 目課題“海上風(fēng)電7兆瓦中壓全功率變流器的研制”。在他看來，之所以國(guó)家投入力量完成這樣的科研項(xiàng)目，表明4、5年以前業(yè)內(nèi)就對(duì)中壓變流器是風(fēng)電未來的發(fā) 展趨勢(shì)有充分論證和共同期待。
作為國(guó)家科研項(xiàng)目的承擔(dān)者，以陽(yáng)光電源為代表的一批掌握中壓變流器技術(shù)的廠商希望推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到中壓時(shí)代。然而，技術(shù)的先進(jìn)性并沒有同步反 映到市場(chǎng)格局中。“幾年過去了，市場(chǎng)依然是低壓變流器的天下，大部分業(yè)主仍然看重的是眼前的投資收益，很少考慮10年后的投資收益。海上風(fēng)電延用低壓設(shè) 備，一定程度上是對(duì)陸上風(fēng)電的技術(shù)繼承，這種繼承在一段時(shí)期內(nèi)有其合理性，但是，繼承性的另一面是依賴性，這種依賴性一定程度上會(huì)阻礙新技術(shù)在新市場(chǎng)下的 發(fā)展步伐。”屠運(yùn)武說。
不過，屠運(yùn)武對(duì)未來抱有信心。他認(rèn)為，隨著單機(jī)容量越來越大和國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電開始規(guī)模化發(fā)展，中壓變流器技術(shù)方案的優(yōu)勢(shì)地位會(huì)進(jìn)一步突顯。
眾所周知，海上風(fēng)電的運(yùn)維成本在海上風(fēng)電成本中占據(jù)了很大部分。對(duì)于海上風(fēng)電而言，高可靠性尤為關(guān)鍵。因?yàn)椋瑧?yīng)用于海上風(fēng)機(jī)的風(fēng)能變流器，其可靠性狀況不僅僅關(guān)乎風(fēng)能利用率的高低，更關(guān)系到后期維護(hù)成本的高低。
屠運(yùn)武介紹說，為了達(dá)到海上風(fēng)電的高可靠性要求，陽(yáng)光電源采用五防連鎖安全及多重防護(hù)設(shè)計(jì)，從而適用于高濕度易凝露、高鹽霧腐蝕等各類陸上及海 上風(fēng)場(chǎng)；采用系統(tǒng)并聯(lián)方案，增加冗余。在變流器發(fā)生故障時(shí)，通過軟件遠(yuǎn)程控制使變流器工作在降額運(yùn)行模式，從而減少了停機(jī)，提高了系統(tǒng)的可利用率。采用水 電分離式集成冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，大大地減少了冷卻系統(tǒng)的維護(hù)工作；同時(shí)采用了先進(jìn)創(chuàng)新的控制架構(gòu)平臺(tái)及自適應(yīng)軟件控制算法和智能化的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，全面滿 足電網(wǎng)強(qiáng)適應(yīng)性、電網(wǎng)故障穿越及電能質(zhì)量等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。目前，在國(guó)內(nèi)率先通過了整機(jī)廠的電機(jī)拖動(dòng)測(cè)試和GL認(rèn)證測(cè)試。
自供市場(chǎng)和非自供市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將更激烈
在屠運(yùn)武看來，風(fēng)能變流器將朝著單機(jī)功率等級(jí)大型化（中壓路線及多機(jī)并聯(lián)）、風(fēng)電場(chǎng)級(jí)的強(qiáng)電網(wǎng)適應(yīng)能力（包括故障穿越）和不同氣候環(huán)境條件下的 自然環(huán)境適應(yīng)能力、并網(wǎng)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化控制策略、單機(jī)機(jī)組利用小時(shí)數(shù)及發(fā)電效率提升、風(fēng)電場(chǎng)的智能化運(yùn)維數(shù)據(jù)分析及在線控制策略自適應(yīng)處理等方向發(fā)展。
與光伏逆變器在光伏采購(gòu)中相對(duì)獨(dú)立的地位不同，風(fēng)能變流器的銷售主要依托整機(jī)的同時(shí)，也要面向業(yè)主的傾向性需求。因此，風(fēng)能變流器未來面臨的主要挑戰(zhàn)之一就是融合到整機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系統(tǒng)整體性能的不斷提升。
據(jù)屠運(yùn)武介紹，目前國(guó)內(nèi)的變流器市場(chǎng)分為自供市場(chǎng)和非自供市場(chǎng)。自供市場(chǎng)是指整機(jī)廠家的產(chǎn)業(yè)鏈延伸到相關(guān)關(guān)鍵部件領(lǐng)域如風(fēng)能變流器，變流器由整 機(jī)廠控股的企業(yè)所提供。非自供市場(chǎng)是指變流器完全回歸到市場(chǎng)化軌道，通過競(jìng)標(biāo)競(jìng)價(jià)與整機(jī)廠進(jìn)行配套。目前，自供市場(chǎng)方式占據(jù)絕大部分市場(chǎng)份額，并且有逐漸 擴(kuò)大的勢(shì)頭。
“自供和非自供市場(chǎng)的確立，與前期風(fēng)電的粗放式發(fā)展及風(fēng)機(jī)機(jī)組關(guān)鍵部件國(guó)產(chǎn)化率需要達(dá)到的指標(biāo)息息相關(guān)。”屠運(yùn)武說，“當(dāng)前隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)朝著行 業(yè)不斷細(xì)分的理性方向發(fā)展，業(yè)主、投資方和整機(jī)廠也越來越關(guān)注風(fēng)電機(jī)組整個(gè)生命周期的可靠性及其他各關(guān)鍵性能指標(biāo)，專業(yè)變流器廠商的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和服務(wù)優(yōu)勢(shì)得 以進(jìn)一步顯現(xiàn)，這也預(yù)示了未來一個(gè)時(shí)期，自供市場(chǎng)和非自供市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)更加激烈。”
