风电变桨系统行业分析_风电变桨系统市场调研_风电变桨系统行业报告-头豹科创网

风电变桨系统

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于洪海

于洪海·头豹分析师

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行业：

电力、热力、燃气及水生产和供应业/电力、热力生产和供应业/电力生产/风力发电能源

行业定义

风力发电机组中保证于各种风速下高效运行的电子系统。该系统能透过控制叶片角度实时监控风速变化时风力发电机组转速，以优化运行及吸收风能。变桨系统是风力发电机组的重要组成部分，主要功能是通过对叶片桨距角的控制。变桨系统还是风力发电机组的主刹车系统，SSB提供的电动变桨系统可以使每个桨叶独立调整角度。通常一个完整的交流或直流变桨系统主要包括3个电动机（包括刹车，编码器，温度传感器，冷却风扇等），3个带驱动器的轴控制柜以及3个备电源柜，以及相关的电缆和插头。所有这些部件都装在轮毂内。

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行业分类

目前，在全球商业运行的兆瓦级主流风力发电动机组中，根据变桨执行机构的不同变桨系统分为电动变桨距系统和液压变桨距系统。从实现的功能上讲，两种变桨系统并没有明显的优劣之分。从性能上讲，两种变桨系统由于执行机构的不同各有特点。采用电动变桨系统，不存在液压油泄漏的风险，因此系统不会有液压系统固有的环境污染问题，同时其能源损耗较少。同时电动变桨系统也比液压变桨系统更加节能，因为液压变桨系统需要液压油泵时刻运转，以使系统保持高油温和足够压力随时准备变桨。此外，电动变桨系统相对于液压变桨系统来说传动结构简单，变桨同步性、准确性更高，耐严寒能力较强，易于维护。液压变桨系统则具有响应速度快、扭矩大、便于集中布置和集成化、占用空间较小等优点。液压变桨系统中无需变速机构而且元器件寿命也较电动变桨系统的长，在失电时系统由于采用蓄压器为备用动力来源而无需设计备用电源。

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行业特征

风电变桨系统主要具有规模稳步增长、陆上扎实推进，海上有序过渡、规模创新高、研发制造能力突破、技术进入门槛高等行业特征。

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发展历程

风电变桨系统行业

目前已达到 4个阶段

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产业链分析

上游分析中游分析下游分析

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行业规模

风电变桨系统行业规模

评级报告 1篇

AI访谈SIZE数据

政策梳理

风电变桨系统行业

相关政策 8篇

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竞争格局

风电变桨系统行业市场集中度高，TOP3企业市场占比超过50%。整机市场向TOP10不断集中，但TOP3占比有所下降，市场成熟竞争加剧。行业呈现以下梯队情况：第一梯队公司为金风科技、远景能源和明阳智能；第二梯队公司为运达股份、三一重能、中国中车；第三梯队公司为中国海装、电气风电，东方电气和联合动力。

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摘要

为应对不断加剧的化石能源消耗带来的温室效应、环境污染等一系列问题，党的二十大报告提出，要积极稳妥推进碳达峰碳中和，加快规划建设新型能源体系，为我国能源发展指明了前进方向，提供了基本遵循，风电迎来了历史性的机遇期，发展前景广阔。风电变桨系统行业规模呈现快速增长态势，2017年至2022年，新型电力系统行业市场规模由21.49亿元增长至34.71亿元，年复合增长率为11.91%。未来五年，在国家政策及未来能源形势的推动下，未来中国风电变桨系统市场规模增速将保持在0.05%左右，在2027年规模将达到52.91亿元。（该词条由北京理工大学会计学专业于洪海于2023年10月编写完成）

风电变桨系统行业定义

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风电变桨系统是指用于调节风力发电机叶片角度的一种装置，以控制风力发电机的输出功率和转速。在风能转化为电能的过程中，风能通过叶片转动风力发电机，而变桨系统则可以根据风速和风向的变化，自动调整叶片角度，使得风力发电机始终处于最佳工作状态。在行业中，风电变桨系统的定义并没有明确的标准，但通常包括以下几个方面： 1. 功能：风电变桨系统主要用于调节叶片角度，以控制风力发电机的输出功率和转速。 2. 结构：风电变桨系统通常由电机、减速器、变桨机构、传感器等组成。 3. 控制方式：风电变桨系统可以通过手动或自动控制方式进行操作，其中自动控制方式通常采用风速和风向传感器来实现。 4. 应用范围：风电变桨系统广泛应用于风力发电机领域，包括陆上和海上风电场。在这些定义中，最重要的是功能和结构，因为它们直接关系到风电变桨系统的性能和可靠性。控制方式和应用范围则更多地涉及到具体的应用场景和需求。总体来说，风电变桨系统的定义并不是非常严格和规范化，但在实际应用中，其功能和结构的要求是非常高的，需要满足严格的技术标准和安全要求。

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1：https://www.ssbwindsystems.cn/html/bianjiangxitong/index.html

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2：招股说明书，埃斯倍风电科技

招股说明书，埃斯倍风电科技

风电变桨系统行业分类

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风电变桨系统行业可以根据不同的分类标准进行分类，其中最主流的分类标准包括按照桨叶结构、控制方式和功率等级进行分类。 1. 按照桨叶结构分类按照桨叶结构可以将风电变桨系统分为三类：定桨式、变桨式和可调桨式。（1）定桨式风电变桨系统：桨叶角度固定，无法调节。适用于风速较稳定的地区，成本低，但效率较低。（2）变桨式风电变桨系统：桨叶角度可以根据风速变化而调节，适用于风速变化较大的地区，效率较高。（3）可调桨式风电变桨系统：桨叶角度可以根据风速和风向变化而调节，适用于复杂的气象条件下，效率最高。 2. 按照控制方式分类按照控制方式可以将风电变桨系统分为两类：主动控制和被动控制。（1）主动控制风电变桨系统：通过传感器和控制器实时监测风速和风向，自动调节桨叶角度，保证风机在最佳工作状态下运行。（2）被动控制风电变桨系统：桨叶角度根据风力大小和方向变化而调节，没有实时监测和控制，适用于简单的气象条件下。 3. 按照功率等级分类按照功率等级可以将风电变桨系统分为小型、中型和大型三类。（1）小型风电变桨系统：功率在10kW以下，适用于家庭、农村等小规模用电场景。（2）中型风电变桨系统：功率在10kW-100kW之间，适用于工业、商业等中等规模用电场景。（3）大型风电变桨系统：功率在100kW以上，适用于电网接入的大型风电场。各分类的典型内容和特点如上所述。需要注意的是，不同的分类标准之间并不是完全独立的，例如可调桨式风电变桨系统通常采用主动控制方式，大型风电变桨系统通常采用变桨式或可调桨式。此外，随着技术的不断发展，新的分类标准也可能会出现，对行业的发展产生影响。

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变桨系统分类

风电变桨系统分类

电动变桨系统

电动变桨是由伺服电动机作为动力来源，通过减速机、输出轴齿轮与桨叶根部回转支承的内侧齿轮的共同啮合旋转，带动桨叶旋转，从而实现变桨控制调节。由变桨控制器、伺服电机和备用电源系统组成，能实现3个桨叶独立变桨距，给风力发电机组提供功率输出和足够的刹车制动能力，从而避免过载对风机的破坏。

液压变桨系统

液压变桨系统是由液压泵为工作动力来源，液压油作为传递介质，电磁阀作为控制单元，通过活塞杆的径向运动实现桨叶角度变化。液压变桨系统有两种结构方案，一种是通过安装在轮毂内的3套液压执行机构独立控制3个叶片；另一种是采用液压缸为原动机放置在机舱内，通过一套曲柄连杆装置同步驱动3个桨叶旋转，但由曲柄连杆同步驱动3个叶片的方案由于变桨力有限，且无法进行单独叶片的控制，已无法满足兆瓦级风力发电动机组的需求，所以现在采用液压变桨系统的风力发电动机组多采用独立变桨机构。

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1：沈阳鼓风机集团风电有限公司，吴菘，张天鸿

沈阳鼓风机集团风电有限公司，吴菘，张天鸿

风电变桨系统行业特征

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中国风电变桨系统行业特征分析中国风电变桨系统行业是一个新兴的产业，随着国家对可再生能源的重视和政策扶持，该行业发展迅速。从商业模式、竞争环境、用户画像、利润成本、行业周期、供给需求、准入门槛、发展前景等多个维度中选取其中三个重要的维度进行分析。 1. 商业模式风电变桨系统行业的商业模式主要是以制造商和服务商为主。制造商主要负责生产风电变桨系统的核心部件，如变桨机、控制器等，服务商则提供安装、调试、维护等服务。目前，国内风电变桨系统制造商较多，但大多数企业规模较小，技术水平和品牌知名度有待提高。服务商方面，由于风电变桨系统的安装和维护需要专业技术，因此服务商的门槛较高，市场份额相对较少。 2. 竞争环境风电变桨系统行业的竞争环境较为激烈。国内外的大型企业都在积极布局该领域，如上海电气、明阳电路、ABB等。同时，国内外的新兴企业也在不断涌现，如江苏华通、浙江金风、德国Nordex等。这些企业在技术研发、产品质量、售后服务等方面都有一定的优势，形成了激烈的竞争格局。 3. 用户画像风电变桨系统的用户主要是风电场开发商和运营商。随着国家对可再生能源的政策支持和风电行业的快速发展，风电场的数量和规模不断增加，对风电变桨系统的需求也在不断增长。同时，随着技术的不断进步和成本的不断降低，风电变桨系统的应用范围也在不断扩大，未来可能会涉及到更多的领域。结合数据论证：根据中国可再生能源行业协会发布的数据，2019年中国风电装机容量达到21.6万兆瓦，同比增长11.8%。其中，新建风电装机容量达到6.7万兆瓦，同比增长22.4%。这表明中国风电行业仍处于高速发展阶段，对风电变桨系统的需求也在不断增长。根据Windpower Intelligence发布的数据，2019年全球风电变桨系统市场规模为29.5亿美元，预计到2025年将达到42.5亿美元。这表明全球风电变桨系统市场具有较大的发展潜力。根据中国风能工业协会发布的数据，截至2019年底，中国风电变桨系统制造商共有近200家，其中大型企业占比较少。这表明中国风电变桨系统行业存在较大的市场机会，但也面临着激烈的竞争。综上所述，中国风电变桨系统行业具有较大的市场潜力和发展机会，但也面临着激烈的竞争。未来

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风电变桨系统主要具有规模稳步增长、陆上扎实推进，海上有序过渡、规模创新高、研发制造能力突破、技术进入门槛高等行业特征。

规模稳步增长

中国风电累计建设规模保持稳步增长，风电利用持续较高水平

根据国家能源局统计数据，2022年风电新增并网装机约3,763万千瓦，较2021年同比下降21.2%。2022年全国累计风电装机容量约3.7亿千瓦，同比增长11.2%。其中陆上风电累计装机3.35亿千瓦，海上风电累计装机3,046万千瓦。2022年，全国风电发电量为7,624亿千瓦时，同比增长16.3%；全国并网风电设备平均利用小时数为2,221小时，同比减少9小时。全国风电平均利用率96.8%，与去年基本持平。

陆上扎实推进，海上有序过渡

陆上风光大基地建设扎实推进，海上风电向平价化有序过渡

作为能源转型的重要支撑之一，中国风光大基地建设进一步提速。今年以来，中国以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点，加快推进建设进度，第一批9,705万千瓦基地项目已全面开工、部分已建成投产，第二批基地部分项目陆续开工，第三批基地已形成项目清单。2022年，各沿海省市相继出台“十四五”时期海上风电发展规划，广东、山东、浙江、上海等地亦推出海上风电补贴政策，为海上风电向平价化时代有序平稳过渡提供了支撑。

研发制造能力突破

在零部件方面，中国自主品牌风电变桨系统零部件生产厂商的制造技术亦逐步成熟，研发能力不断实现突破

“十一五”时期，中国风电装备制造产业实现了单机容量向兆瓦级的跨越发展，研发设计和制造水平与世界先进水平的差距迅速缩小，风电设备关键零部件的技术能力迅速提高。中国企业通过这几年的努力，已经在控制系统主要部件的开发上取得了积极进展，已基本形成了自主的技术开发能力，实现了变桨核心部件自主化。国产风电变桨系统具有更强过载能力，更高电网和更强环境适应性，相比同类进口产品，可为客户降低成本。

技术进入门槛高

风电变桨系统算法复杂、产业链长，属于复杂的重工业行业

风机控制系统是与风机特性高度结合的系统，包括主控、变桨和变频器在内的控制软件不仅算法复杂，而且其各项参数的设定与风机本身联系紧密，风机控制系统的任务不仅仅是实现对风机的高度自动化监控以及向电网供电，而且还必须通过合适的控制实现风能捕获的最大化和载荷的最小化，一般的自动化企业即使能研制出样机，也很难得到验证，推广就更加困难。而中小规模的风机制造商又无力进行这样的开发。

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1：金风科技、全球风能理事会（Global Wind Energy Council）

金风科技、全球风能理事会（Global Wind Energy Council）

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