本文完工于：2021年10月18日

前言：无论是碳中和的大背景，还是近期的“限电”潮，实质上都反映了新能源是大势所趋，因为新能源是未来大国角力竞争的主赛道，因此国家对新能源的支持会不断增加。风电、光伏这类的行业是顺应了时代的潮流的。今天这方面的消息挺多，我一个个梳理。

本篇目录

1.事件背景

2.认识风电机组

3.技术路线

4.技术路线变迁

5.行业格局

6.投资策略及相关上市公司

PS：重点内容加粗显示，方便加快阅读

一，事件背景

昨日118个城市与600多家风电企业共同发起了“风电伙伴行动·零碳城市富美乡村”计划，仪式上发布了风电伙伴行动具体方案。方案明确，“十四五”期间，在全国100个县，优选5000个村，安装1万台风机，总装机规模达到5000万千瓦。毫无疑问，这一计划的实施，势必会带动风电行业的进一步发展，而整个风电的降本核心是风机大型化，风机大型化带来了产品的升级换代，而风电机组则是首当其冲。

二，认识风电机组

风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成；它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能。风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成。

三，技术路线

按照传动链结构来看，风电机组类型可分为高速传动、中速传动（也称半直驱）和直驱三大类，其中高速传动方案主要包括双馈异步和鼠笼异步两种。

1.双馈机组

双馈机组可以在不同的转速下实现恒频发电，具有调速范围较宽、有功和无功功率可独立调节、转子励磁变换器的容量较小（约 30%发电机额定容量）等优点；转速高、转矩小，尺寸较小、重量小；齿轮箱增速比大，发电机带滑环、电刷，一定程度影响可靠性。目前，双馈机组是最主流的风电机组。

2.永磁直驱机组

永磁直驱机组的叶轮与发电机直接相连，省去了增速齿轮箱，转子为永磁体励磁，无需外部提供励磁电源，同时也减少了励磁损耗。永磁直驱机组的发电机通过全功率变流器并网，具有效率高、噪音低、低电压穿越能力强等优点；永磁同步发电机极对数多，体积及重量较大。直驱机组除了永磁直驱以外，还包括电励磁直驱方案；电励磁直驱机组的发电机结构相对复杂，应用相对较少，仅德国 Enercon 等少数风机企业采用。

3.半直驱机组

与直驱相比，半直驱增加了中速齿轮箱，发电机转子转速比永磁直驱高，可以减少永磁同步发电机转子磁极数，有利于减小发电机的体积和质量，同时保留了永磁直驱风电机组容量大、低电压穿越能力较强等优点。与双馈和直驱相比，半直驱是折中的方案，齿轮箱制造难度较双馈低，发电机制造难度较直驱低。

4.鼠笼异步机组

与双馈异步相比，鼠笼异步的主要区别在于发电机转子为封闭式笼型结构，不需要电刷和滑环等结构。笼型异步发电机没有专门的励磁结构，通过定子侧变换器为其提供励磁，实现变速恒频控制。笼型异步风力发电系统具有可靠性较高、调速范围宽等优点。

四，技术路线变迁

1.风机大型化是明显的产业趋势

风机的大型化是风电产业长期以来的发展规律，全球主要风电市场风机单机容量呈现逐年提升的趋势，从 2015 年到 2020年，美国陆上风机单机容量提升 37%，德国提升 25%。国内风机单机容量长期以来低于欧美，但整体也呈现增长趋势。海上风电也呈现单机容量快速大型化的趋势，部分头部海上风机企业已经推出单机容量超过 10MW 的海上风电机组。

当前，三北和西南地区大型风电项目以 4-5MW 机组为主，根据风机企业的技术储备，未来升级至 6-7MW 机型的可见度较高。2020年北京国际风能展上，明阳智能率先发布其 6MW 陆上机组 MySE6.25-173。预计后续其他风机企业也将跟进推出 6MW 级别的陆上机组，国内 6-7MW 陆上大功率机组的商业化、规模化应用可期。

2.半直驱是海陆延展性相对较好的技术路线

在陆上风机大型化的趋势下，半直驱和双馈暂时在轻量化方面拥有一定优势，从而有望占据有利的竞争位置。

就海上风电而言，海外主要的风机生产企业包括西门子-歌美飒、维斯塔斯、GE，国内主要的风机生产企业包括明阳智能、电气风电、金风科技、远景能源。对于这几家主流的海上风机企业，其海上风机产品采用的技术路线以直驱和半直驱为主，没有企业选择双馈路线。

对于占据主流的直驱和半直驱，值得注意的是，长期采用永磁直驱技术的电气风电在 2020年推出了 Synergy 半直驱平台和WG5.55F-172 机型。

综合来看，相对直驱和双馈，半直驱可能是海陆延展性相对较好的技术路线。

3.迈向大兆瓦

在迈向大兆瓦时，一些头部企业的技术路线变化可能具有风向标意义，国内出货排名第三的明阳智能已从双馈全面转型半直驱，国内排名第一的金风科技有望在 6MW 级别的陆上风机产品中重启中速永磁方案。综合来看，在陆上功率等级迈向 6MW 级别的过程中，中速永磁（半直驱）的势头边际加强，双馈和直驱均呈现边际的弱化，其中直驱的弱化更为明显。

五，行业格局

1.国内风机企业早期从欧洲引进技术

国内风机产业起步较欧美晚，多数主要风机企业早期引进欧洲先进的风电产品与技术，通过长期的消化吸收与自主研发，实现自主产品技术体系的构建。

2.国内风机竞争格局步入新阶段

2021 年以来，国内风机行业竞争格局迈入新的阶段，这一阶段的竞争主要集中在头部企业之间，这些头部企业均具有较强的风机系统集成能力和新品迭代能力，价格竞争是这一阶段相对以往其他阶段更为显著的特征。

激烈的价格竞争是三一、中车等新兴企业具有较强的成本竞争力的结果，传统的风机巨头所面临的主要竞争对手发生重大变化，2021 年以来的竞争态势大概率将在未来较长时间内延续。

从核心竞争要素来看，风机品牌的影响相对弱化，企业之间的成本差异（最终反映到价格竞争力）可能将发挥关键作用。

3.风机生产成本的差异化主要来自两方面：技术路线、核心零部件自产能力

考虑价格因素成为主流风机企业竞争的关键要素之一，成本控制能力则是主流风机企业的核心竞争力之一。因此风机生产成本的差异化主要来自两方面：一是不同技术路线体现出来的成本差异；二是风机企业在核心零部件自产能力方面的差异性。

1）不同技术路线对应的轻量化效果不同

近年，国内主流风机企业纷纷推出单机容量更大的机型，机型的大型化带来重量、尺寸的提升，增大吊装、运输的难度，风机轻量化成为大型风机设计的重要考量。参考主流风机企业单机容量从 2MW 到 5-6MW 的演变历程，不同技术路线在轻量化方面展现出不同的属性。

2）零部件自产一定程度提升风机毛利率

风机的主要成本构成是原材料，另外包括运输成本、人工等；原材料的主要构成是各大零部件，其中叶片、齿轮箱、发电机的成本占比较高。对于传统的风机巨头，主要的零部件依靠外采，部分企业能够自主生产叶片等少数重要的零部件。

以三一重能为例，公司不仅自主生产叶片，也能自主生产发电机，同时还参股了主要的齿轮箱供应商，相较于核心零部件全部依赖外购的竞争对手，产品自主可控性更强、综合成本更低。对比 4家主流风

六，投资策略及相关上市公司

1.投资策略：

影响风机成本的核心因素包括技术路线以及核心零部件自主化生产能力等，随着风机的快速大型化，不同技术路线的风机产品在轻量化方面的差异突显，预计将对风机成本产生重要影响；另外，具有较强核心零部件自产能力的风机企业有望获得一定的成本优势。 综合考虑技术路线和核心零部件自产能力等方面因素，关注头部风机企业。

2.相关上市公司

三一重能（三一重工，拟科创板IPO）、明阳智能、金风科技、运达股份

后记

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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