本文完工于：2021年10月18日

前言：無論是碳中和的大背景，還是近期的“限電”潮，實質上都反映了新能源是大勢所趨，因為新能源是未來大國角力競爭的主賽道，因此國家對新能源的支持會不斷增加。風電、光伏這類的行業是順應了時代的潮流的。今天這方面的消息挺多，我一個個梳理。

本篇目錄

1.事件背景

2.認識風電機組

3.技術路線

4.技術路線變遷

5.行業格局

6.投資策略及相關上市公司

PS：重點內容加粗顯示，方便加快閱讀

一，事件背景

昨日118個城市與600多家風電企業共同發起了“風電伙伴行動·零碳城市富美鄉村”計劃，儀式上發布了風電伙伴行動具體方案。方案明確，“十四五”期間，在全國100個縣，優選5000個村，安裝1萬臺風機，總裝機規模達到5000萬千瓦。毫無疑問，這一計劃的實施，勢必會帶動風電行業的進一步發展，而整個風電的降本核心是風機大型化，風機大型化帶來了產品的升級換代，而風電機組則是首當其沖。

二，認識風電機組

風力發電機組包括風輪、發電機；風輪中含葉片、輪轂、加固件等組成；它有葉片受風力旋轉發電、發電機機頭轉動等功能。風力發電電源由風力發電機組、支撐發電機組的塔架、蓄電池充電控制器、逆變器、卸荷器、并網控制器、蓄電池組等組成。

三，技術路線

按照傳動鏈結構來看，風電機組類型可分為高速傳動、中速傳動（也稱半直驅）和直驅三大類，其中高速傳動方案主要包括雙饋異步和鼠籠異步兩種。

1.雙饋機組

雙饋機組可以在不同的轉速下實現恒頻發電，具有調速范圍較寬、有功和無功功率可獨立調節、轉子勵磁變換器的容量較小（約 30%發電機額定容量）等優點；轉速高、轉矩小，尺寸較小、重量小；齒輪箱增速比大，發電機帶滑環、電刷，一定程度影響可靠性。目前，雙饋機組是最主流的風電機組。

2.永磁直驅機組

永磁直驅機組的葉輪與發電機直接相連，省去了增速齒輪箱，轉子為永磁體勵磁，無需外部提供勵磁電源，同時也減少了勵磁損耗。永磁直驅機組的發電機通過全功率變流器并網，具有效率高、噪音低、低電壓穿越能力強等優點；永磁同步發電機極對數多，體積及重量較大。直驅機組除了永磁直驅以外，還包括電勵磁直驅方案；電勵磁直驅機組的發電機結構相對復雜，應用相對較少，僅德國 Enercon 等少數風機企業采用。

3.半直驅機組

與直驅相比，半直驅增加了中速齒輪箱，發電機轉子轉速比永磁直驅高，可以減少永磁同步發電機轉子磁極數，有利于減小發電機的體積和質量，同時保留了永磁直驅風電機組容量大、低電壓穿越能力較強等優點。與雙饋和直驅相比，半直驅是折中的方案，齒輪箱制造難度較雙饋低，發電機制造難度較直驅低。

4.鼠籠異步機組

與雙饋異步相比，鼠籠異步的主要區別在于發電機轉子為封閉式籠型結構，不需要電刷和滑環等結構。籠型異步發電機沒有專門的勵磁結構，通過定子側變換器為其提供勵磁，實現變速恒頻控制。籠型異步風力發電系統具有可靠性較高、調速范圍寬等優點。

四，技術路線變遷

1.風機大型化是明顯的產業趨勢

風機的大型化是風電產業長期以來的發展規律，全球主要風電市場風機單機容量呈現逐年提升的趨勢，從 2015 年到 2020年，美國陸上風機單機容量提升 37%，德國提升 25%。國內風機單機容量長期以來低于歐美，但整體也呈現增長趨勢。海上風電也呈現單機容量快速大型化的趨勢風電滑環，部分頭部海上風機企業已經推出單機容量超過 10MW 的海上風電機組。

當前，三北和西南地區大型風電項目以 4-5MW 機組為主風電滑環，根據風機企業的技術儲備，未來升級至 6-7MW 機型的可見度較高。2020年北京國際風能展上，明陽智能率先發布其 6MW 陸上機組 MySE6.25-173。預計后續其他風機企業也將跟進推出 6MW 級別的陸上機組，國內 6-7MW 陸上大功率機組的商業化、規模化應用可期。

2.半直驅是海陸延展性相對較好的技術路線

在陸上風機大型化的趨勢下，半直驅和雙饋暫時在輕量化方面擁有一定優勢，從而有望占據有利的競爭位置。

就海上風電而言，海外主要的風機生產企業包括西門子-歌美颯、維斯塔斯、GE，國內主要的風機生產企業包括明陽智能、電氣風電、金風科技、遠景能源。對于這幾家主流的海上風機企業，其海上風機產品采用的技術路線以直驅和半直驅為主，沒有企業選擇雙饋路線。

對于占據主流的直驅和半直驅，值得注意的是，長期采用永磁直驅技術的電氣風電在 2020年推出了 Synergy 半直驅平臺和WG5.55F-172 機型。

綜合來看，相對直驅和雙饋，半直驅可能是海陸延展性相對較好的技術路線。

3.邁向大兆瓦

在邁向大兆瓦時，一些頭部企業的技術路線變化可能具有風向標意義，國內出貨排名第三的明陽智能已從雙饋全面轉型半直驅，國內排名第一的金風科技有望在 6MW 級別的陸上風機產品中重啟中速永磁方案。綜合來看，在陸上功率等級邁向 6MW 級別的過程中，中速永磁（半直驅）的勢頭邊際加強，雙饋和直驅均呈現邊際的弱化，其中直驅的弱化更為明顯。

五，行業格局

1.國內風機企業早期從歐洲引進技術

國內風機產業起步較歐美晚，多數主要風機企業早期引進歐洲先進的風電產品與技術，通過長期的消化吸收與自主研發，實現自主產品技術體系的構建。

2.國內風機競爭格局步入新階段

2021 年以來，國內風機行業競爭格局邁入新的階段，這一階段的競爭主要集中在頭部企業之間，這些頭部企業均具有較強的風機系統集成能力和新品迭代能力，價格競爭是這一階段相對以往其他階段更為顯著的特征。

激烈的價格競爭是三一、中車等新興企業具有較強的成本競爭力的結果，傳統的風機巨頭所面臨的主要競爭對手發生重大變化，2021 年以來的競爭態勢大概率將在未來較長時間內延續。

從核心競爭要素來看，風機品牌的影響相對弱化，企業之間的成本差異（最終反映到價格競爭力）可能將發揮關鍵作用。

3.風機生產成本的差異化主要來自兩方面：技術路線、核心零部件自產能力

考慮價格因素成為主流風機企業競爭的關鍵要素之一，成本控制能力則是主流風機企業的核心競爭力之一。因此風機生產成本的差異化主要來自兩方面：一是不同技術路線體現出來的成本差異；二是風機企業在核心零部件自產能力方面的差異性。

1）不同技術路線對應的輕量化效果不同

近年，國內主流風機企業紛紛推出單機容量更大的機型，機型的大型化帶來重量、尺寸的提升，增大吊裝、運輸的難度，風機輕量化成為大型風機設計的重要考量。參考主流風機企業單機容量從 2MW 到 5-6MW 的演變歷程，不同技術路線在輕量化方面展現出不同的屬性。

2）零部件自產一定程度提升風機毛利率

風機的主要成本構成是原材料，另外包括運輸成本、人工等；原材料的主要構成是各大零部件，其中葉片、齒輪箱、發電機的成本占比較高。對于傳統的風機巨頭，主要的零部件依靠外采，部分企業能夠自主生產葉片等少數重要的零部件。

以三一重能為例，公司不僅自主生產葉片，也能自主生產發電機，同時還參股了主要的齒輪箱供應商，相較于核心零部件全部依賴外購的競爭對手，產品自主可控性更強、綜合成本更低。對比 4家主流風

六，投資策略及相關上市公司

1.投資策略：

影響風機成本的核心因素包括技術路線以及核心零部件自主化生產能力等，隨著風機的快速大型化，不同技術路線的風機產品在輕量化方面的差異突顯，預計將對風機成本產生重要影響；另外，具有較強核心零部件自產能力的風機企業有望獲得一定的成本優勢。 綜合考慮技術路線和核心零部件自產能力等方面因素，關注頭部風機企業。

2.相關上市公司

三一重能（三一重工，擬科創板IPO）、明陽智能、金風科技、運達股份

后記

以上是我自己研究的方向和思路，也就是和大家一起分享下。

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