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风电机组
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李卿云·头豹分析师
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行业定义
风力机(wind turbine)是将风的动能转换为另一种形式能的旋转机械,风力发电机组(wind turbine generator system, WTGS)是将风的动能转换为电能的系统。风电机组由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成,工作原理是借助风力推动叶轮旋转,通过传动系统增速达到发电机的转速后再驱动发电机发电,有效地将风能转化成电能。依据目前的风电机组技术,大约3m/s的微风速度即可进行发电。
AI访谈
行业分类
根据风电机组布设位置的不同,风电机组可分为海上风电机组与陆上风电机组。
AI访谈
行业特征
中国风电机组以陆上风电为主,截至2022年年底,陆上风电机组累计装机容量达3.6亿千瓦,占比92.3%,海上风电机组的装机规模有望逐年提升。近年来中国风电机组加速大型化发展,单机容量持续提升,目前7MW陆上风电机组已实现批量应用,2023年将推出10MW陆上风电机组,海上风电机组最大单机容量达到18MW。中国向海外出口的风电机组累计容量持续上升,风电相关企业国际化进程加快。
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发展历程

风电机组行业

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风电机组行业
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AI访谈
竞争格局
中国风电机组行业呈头部集中现象,2022年,中国风电市场有新增装机的整机制造企业共15家,新增装机容量4,983万千瓦,排名前5家的企业市场份额合计为72.3%,排名前10家的企业市场份额合计为98.6%。其中金风科技、远景能源、明阳智能、运达股份各维度表现优异,稳居行业内第一梯队;三一重能、中国中车、中国海装、电气风电新增装机容量在300万千瓦以上,居于第二梯队;东方电气、联合动力位于第三梯队。
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摘要
风力机(wind turbine)是将风的动能转换为另一种形式能的旋转机械,风力发电机组(wind turbine generator system, WTGS)是将风的动能转换为电能的系统。当前中国风电机组以陆上风电为主,截至2022年年底,陆上风电机组累计装机容量达3.6亿千瓦,占比92.3%,海上风电机组的装机规模有望逐年提升。近年来中国风电机组加速大型化发展,单机容量持续提升,目前7MW陆上风电机组已实现批量应用,2023年将推出10MW陆上风电机组,海上风电机组最大单机容量达到18MW。中国向海外出口的风电机组累计容量持续上升,风电相关企业国际化进程加快。中国风电机组行业的投资规模整体呈先上升、后下降、再稳步增长态势,2022年中国风电新增装机容量4,983万千瓦,投资规模为1,306.6亿元,预计2027年新增装机规模13,847.7万千瓦,投资规模突破2,000亿元,达2,157.9亿元。中国风电机组行业呈头部集中现象,2022年,中国风电市场有新增装机的整机制造企业共15家,新增装机容量4,983万千瓦,排名前5家的企业市场份额合计为72.3%,排名前10家的企业市场份额合计为98.6%。其中金风科技、远景能源、明阳智能、运达股份各维度表现优异,稳居行业内第一梯队;三一重能、中国中车、中国海装、电气风电新增装机容量在300万千瓦以上,居于第二梯队;东方电气、联合动力位于第三梯队。预计未来风电机组行业的集中度有望持续提升,形成强者恒强格局。一方面头部企业入局较早,提早布局帮助企业抢占优秀的风口点位,在风电技术日益成熟的今天,优秀的风口点位将被置换成更大的机组,提供新的增量,金风科技在国内的风电新增装机容量已连续十二年排名全国第一。另一方面风电行业正全面步入“平价时代”,头部风电机组制造企业具备产业链一体化布局能力,在产品制造上形成规模效应,有利压低成本,在市场竞争中占据优势地位。
风电机组行业定义
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风电机组行业最常用的定义是指一种能够将风能转换成电能的设备,通常由风轮、发电机、塔架、控制系统等部分组成。其主要功能是通过风轮转动,带动发电机产生电能,再通过逆变器将其转换为交流电供电使用。 然而,在实际应用中,风电机组的定义可能会有所不同。例如,在国际上,通常将风电机组定义为具有额定输出功率超过100千瓦的设备;而在中国,风电机组的定义则主要依据其轴功率大小来划分。 此外,风电机组的定义还可以根据其安装方式、叶片形状、转速等不同特征进行区分。例如,按照安装方式可分为陆地风电机组和海上风电机组;按照叶片形状可分为水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组;按照转速可分为变速风电机组和恒速风电机组等。 总之,风电机组的定义可以根据不同的特征进行分类,而在实际应用中,其定义也可能会因地区、标准等因素产生差异。
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风力机(wind turbine)是将风的动能转换为另一种形式能的旋转机械,风力发电机组(wind turbine generator system, WTGS)是将风的动能转换为电能的系统。风电机组由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成,工作原理是借助风力推动叶轮旋转,通过传动系统增速达到发电机的转速后再驱动发电机发电,有效地将风能转化成电能。依据目前的风电机组技术,大约3m/s的微风速度即可进行发电。
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3:GB/T 2900.53-2001 《电工术语 风力发电机组》,国际风力发电网
GB/T 2900.53-2001 《电工术语 风力发电机组》,国际风力发电网
风电机组行业分类
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风电机组行业的主流分类标准主要包括以下几种: 1. 风力发电机组按照功率大小分类 风力发电机组按照功率大小可以分为小型、中型和大型三类。其中,小型风力发电机组的功率一般在10kW以下,适用于家庭、小型企业等小规模应用;中型风力发电机组的功率在10kW~1000kW之间,适用于中小型工业企业及城市供电等;大型风力发电机组的功率在1000kW以上,主要用于大型工业企业和城市供电等。 2. 风力发电机组按照轴向分类 风力发电机组按照轴向可以分为水平轴和垂直轴两种。水平轴风力发电机组是目前主流的发电机组,其特点是转子轴与水平面平行,转子叶片通过叶轮传动能量;垂直轴风力发电机组的转子轴与地面垂直,其叶片通过摆动传递风能,适用于低风速地区。 3. 风力发电机组按照叶片数量分类 风力发电机组按照叶片数量可以分为单叶片、双叶片和三叶片三种。单叶片风力发电机组的叶片数量少,结构简单,但是转速较高,噪音较大;双叶片风力发电机组转速较低,但是启动和运行时需要较大的力矩;三叶片风力发电机组结构合理,转速适中,是目前主流的风力发电机组类型。 4. 风力发电机组按照制造工艺分类 风力发电机组按照制造工艺可以分为传统型和新型两种。传统型风力发电机组采用机械式传动技术,成本较低,但是效率有限;新型风力发电机组采用直驱技术,结构更加简单,效率更高,但是成本较高。 以上四种分类标准是目前风电机组行业中比较主流的分类方法。不同的分类标准在特点和差异方面也存在一定的区别。例如,按照功率大小分类的风力发电机组,不同类别之间的结构、材料和制造工艺等方面都存在较大的差异;按照轴向分类的风力发电机组,水平轴风力发电机组在成本方面比垂直轴风力发电机组更具有优势;按照叶片数量分类的风力发电机组,单叶片风力发电机组在噪音方面比三叶片风力发电机组更大;按照制造工艺分类的风力发电机组,传统型风力发电机组在成本方面比新型风力发电机组更具有优势,但是效率较低。 综上所述,不同的分类标准对于风电机组行业的分类和特点都有一定的影响。根据实际需求和应用场景,选择合适的风力发电机组类型可以更好地满足需求。
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根据风电机组布设位置的不同,风电机组可分为海上风电机组与陆上风电机组。
风电机组行业分类(按布设位置分类)
风电机组分类
陆上风电机组
中国陆上风能资源丰富,具有良好的先天开发条件,风能资源主要分布在“三北”地区,云贵高原和东南沿海地区次之。受风能资源分布和开发难度等因素的影响,中国陆上风电的发展呈现“从北向南”“从戈壁平原到山区”“从集中到分散”的特点。在陆地平原地区,风力发电存在先天不足的劣势,公路运输的相对发达使得风电机组选型受限较小,而土地类型及风能资源状况对机组选型的影响相当显著,土地资源的短缺推动风力发电朝大容量方向发展,低风速风力发电的大规模开发促使风机制造商加速高塔筒、大叶片的产品研发,随着需求导向的逐步明晰与技术水平的持续提升,高塔筒、长叶片、大容量成为陆上风电机组发展的主流方向。
海上风电机组
海上风电的开发区域由近及远可分为潮间带、潮下带滩涂、近海以及远海,目前已建成的风电项目大部分为滩涂和近海风电场。海上风力发电具有风能资源稳定、不占用土地资源、无能源消纳问题等优势,但同样面临巨大的技术难题,海上风电机组所处环境远比陆上风电复杂,机组面临着风、波浪、流等多重载荷的考验,对风力机的支撑结构和叶片要求较高,风电机组的设计需考虑盐水对设备的腐蚀,以及冰、船舶的意外碰撞等情况,基础建设成本较高,海上施工作业难度较大,同时在开发过程中,还需考虑对军事、航运、海洋生态保护等方面的影响。
[2]
1:https://www.in-en.com/article/html/energy-2305254.shtml
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3:国际能源网
风电机组行业特征
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1.商业模式 中国风电机组行业的商业模式主要是基于建设、运营和销售的模式。在建设阶段,公司需要投入大量资金来建设风力发电场和风电机组,通常需要与政府和其他企业合作,以获得土地和其他资源。在运营阶段,公司需要维护风力发电场和风电机组,以确保其正常运行和维持高效率。在销售阶段,公司需要将电力销售给电力公司或其他客户。 数据来源:中国风力发电行业协会 2.竞争环境 中国风电机组行业竞争激烈,主要竞争者包括国内外企业。中国本土企业的优势在于其在中国市场的熟悉度和低成本优势,而国际企业则在技术和管理方面具有优势。此外,中国政府的政策支持也为本土企业提供了一定的竞争优势,如政府资金支持和优惠政策等。 数据来源:Windpower Intelligence 3.用户画像 中国风电机组的主要用户是电力公司和其他企业,他们需要大量的电力来满足其业务需求。此外,个人用户也可以成为风电机组的用户,主要是那些寻求绿色能源的环保主义者和那些追求低碳生活的消费者。 数据来源:中国风力发电行业协会
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中国风电机组以陆上风电为主,截至2022年年底,陆上风电机组累计装机容量达3.6亿千瓦,占比92.3%,海上风电机组的装机规模有望逐年提升。近年来中国风电机组加速大型化发展,单机容量持续提升,目前7MW陆上风电机组已实现批量应用,2023年将推出10MW陆上风电机组,海上风电机组最大单机容量达到18MW。中国向海外出口的风电机组累计容量持续上升,风电相关企业国际化进程加快。
1
以陆上风电为主
中国风电机组以陆上风电为主,海上风电机组的装机规模有望逐年提升。
2022年,中国风电新增装机4,983万千瓦,其中陆上风电装机4,467万千瓦,占比89.6%,海上风电装机516万千瓦。截至2022年年底,中国风电累计装机容量超3.9亿千瓦,其中陆上风电为3.6亿千瓦,占比92.3%,海上风电为3,051万千瓦。近年来海上风电正在逐步从近海向深远海发展,离岸距离和水深也在向外突破,随着漂浮式等技术的成熟,远海风电也将成为中国巨大的海上风电可开发空间。中国200公里以内,水深1,000m以内水域的海上风电技术性开发潜力为2,982GW,其中固定式1,400GW、漂浮式1,582GW,海上风电机组的装机规模有望逐年提升。
2
机组大型化趋势显著
近年来中国风电机组加速大型化发展,单机容量持续提升。
随着2021年后海上风电国家补贴的取消,中国风电行业将全面进入“平价时代”。机组的大型化将加快风电度电成本的下降速度,推动风电投资成本持续下行。近5年来,更大叶轮、更高塔架机型的快速发展,推动风电的度电成本大幅下降30%以上。2021年风力机整机公开市场共推出46款陆上新机型,其中单机容量介于4-5MW之间的机型占比35%,单机容量介于5-6MW之间的机型占比35%,单机容量大于6MW的机型占比13%,海上风电机组逐渐形成7MW、9MW、12MW平台等大容量梯次序列。目前,7MW陆上风电机组已实现批量应用,8MW机型完成样机吊装,2023年将推出10MW陆上风电机组;海上风电机组最大单机容量达到18MW。
3
风电“出海”势头强劲
中国向海外出口的风电机组累计容量持续上升,风电相关企业国际化进程加快。
2022年,中国风电新增出口容量229万千瓦,截至2022年年底累计出口容量1,193万千瓦,遍布五大洲、49个国家和地区。金风科技的产品已出口至30多个国家和地区;远景能源拿下国际风电项目大订单,总容量达340万千瓦;明阳智能打进英国、意大利、日本等发达国家市场;大金重工获得英国、美国、法国的多个项目订单。随着中国风电开发企业、零部件企业、服务类企业纷纷加快布局海外市场,一条覆盖技术研发、开发建设、设备供应、检测认证、配套服务的国际业务链已经成型。
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