平安证券：风机格局步入新阶段 成本重要性凸显

风电机组技术路线简介。按照传动链结构来看，风电机组可分为高速传动、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。根据FTI的统计，2017年，全球采用半直驱传动的风机占比2.9%，传统的高速齿轮箱传动占比68.8%，直驱占比28.4%（其中永磁直驱21.6%，电励磁直驱6.8%）。

技术路线变迁：迈向大兆瓦，巨头如何选择。风机大型化是较为确定的产业趋势，在迈向大型化的过程中，头部风机企业在技术路线方面作出了不同的选择。海外风机巨头维斯塔斯在2MW、4MW功率等级的陆上风机产品采用带高速齿轮箱的技术方案，但在6MW级别的陆上机组改用了中速永磁方案。国内方面，陆上机组仍然以双馈为主流，但在迈向大兆瓦时，一些头部企业的技术路线变化可能具有风向标意义。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；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。

风机格局步入新阶段，成本的重要性凸显。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。我们认为，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。

成本核心要素：技术路线和零部件自主能力。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。我们认为，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，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；二是风机企业在核心零部件自产能力方面的差异性，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。

投资建议。综合考虑技术路线和核心零部件自产能力等方面因素，建议关注头部风机企业。

风险提示。1、电源的发展受宏观经济和用电需求影响较大，如果用电增速明显下降，将对风电在内的各类电源发展产生负面影响。2、经济性将是未来各类电源竞争的关键要素之一，如果风电的降本速度不及预期，或者其他电源品种降本速度超预期，可能影响风电的发展。3、不同风机技术路线在不同的时间阶段展现出来竞争力可能发生变化。

正文

01 风电机组技术路线简介

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

双馈机组的叶轮通过增速齿轮箱与双馈异步发电机转子相连，转子的励磁绕组通过变流器连接电网，定子绕组直接联网。转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变流器自动调节，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；由于发电机转子侧需配置励磁绕组，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

半直驱机组的叶轮通过中速齿轮箱与永磁同步发电机转子连接，发电机的定子绕组通过全功率变流器连网。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，发电机定子绕组经全功率变流器联网。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。

根据FTI的统计，2017年，全球采用半直驱传动的风机占比2.9%，传统的高速齿轮箱传动占比68.8%，直驱占比28.4%（其中永磁直驱21.6%，电励磁直驱6.8%）。从全球范围来看，采用传统高速齿轮箱传动的主流风机企业包括维斯塔斯、西门子-歌美飒、GE、远景等，采用直驱的主流风机企业包括金风（永磁直驱）、Enercon（电励磁直驱）以及西门子-歌美飒的海上机组等，采用半直驱的主流风机企业包括明阳智能、维斯塔斯等。

02 技术路线变迁：迈向大兆瓦，巨头如何选择

2.1 风机大型化是明显的产业趋势

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