新型电力系统建设提速，如何打造高品质国产化装备？

在双碳目标的大背景下，新型电力系统的建设对新能源无疑提出了更高的要求，而国产设备也必须紧跟发展潮流，在坚持质量标准的前提下，持续合理降本增效。

1月6日，国家能源局就《新型电力系统发展蓝皮书(征求意见稿)》公开征求意见。在向新型电力系统转变的过程中，《蓝皮书》给出的发展方向中包括，系统形态由“源网荷”三要素向“源网荷储”四要素转变，电网多种新型技术形态并存。

新型电力系统更着重强调的是以“新能源”为主体，要大幅提升光伏、风电等新能源发电的比例，核心是高比例可再生能源叠加高比例电力电子设备。

国产替代的必修课

能源技术革命驱动着大型以及重大的新能源设备国产化。在风电产业向上，国内变流器技术不断升级突破下，陆上风电变流器已基本实现国产化。随着海上风电规模化开发，大兆瓦风电变流器实现“中国芯”也指日可待。从进口品牌垄断到国产品牌崛起引领，国产风电变流器实现了市场跃迁。

作为风力发电机组中的关键设备，其对风电场能否顺利并网有着至关重要的作用。但近期一些变流器故障的相关新闻，也让业内对国产变流器产生了不少疑问。

“变流器表面的故障率偏高主要有几个原因。一是变流器作为风机的智能传感系统，很多故障为关联反应，并不是变流器本身的问题。”禾望电气集团总部营销部部门总经理崔少森说，“另一方面，变流器作为精密的电力电子设备，高度的复杂性也越容易让其出问题。”

早在“十五”期间，中国风电刚刚起步，就在规划中提出要掌握兆瓦级风电变流器技术。国内开始出现一批变流器厂家样机研制和试点示范。2006~2010的五年间，是中国风电装机批量化的开局五年。这段时间中国风电变流器市场牢牢被国外品牌占领，中国风电变流器的进口率高达95%。

2005年，《国家发展改革委关于风电建设管理有关要求的通知》中曾规定：“风电设备国产化率要达到70%以上，不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设。”

在国产化率要求的推进下，中国风电设备开始了全面的国产化，国产变流器企业也纷纷开始发力。2007年，禾望电气开始进入风电变流器行业，便采用完全自主开发思路，自主研发变流器控制软件及驱动控制单元。

“在风电设备国产化浪潮早期，大型设备也往往会更容易出现故障问题。”一位风电设备制造商负责人说，“这是行业发展的必经阶段。”

过去十几年的时间里，中国风电的主流机型从1MW左右，发展到现在主流单机容量开始接近10MW。就在前不久，国内某主机制造商推出了18MW的海上风机。

“中国风电主机的快速迭代和功能要求的不断增多客观上也给电力电子设备带来了不小的压力。”崔少森说，“实际上以禾望电气为代表的国产变流器已经很好地控制了产品的故障率。”

全行业协作，打造最强国产设备

根据GWEC预测，2022-2025年全球风电总装机为101/102/106/119GW，年复合增速6%，其中海风装机9/13/14/25GW，年复合增速41%。国金证券预计2022~25年我国风电新增装机有望达50/80/88/100GW。

而在中国未来潜力巨大的风电市场中，风机大型化是重要的趋势。因此，国产风电变流器也必须紧跟潮流，实现更好更快的发展。

近两年的时间，禾望电气海上大功率风电机组单机功率从6MW~8MW快速提升至了10MW~20MW，同时解决海上风电环境恶劣、运维困难等应用难题。海上风电变流器标配的禾望远程智能运维系统，能够为业主提供运行数据监控和智能故障诊断功能，极大的提高了单机运行的可靠性。

“作为风电发展的关键设备之一，变流器产品的持续技术进步需要整个产业链的协同。”崔少森说，“加强同主机商、业主端、电网侧的沟通，能够更好地保障设备高效进步，从而保证符合行业的可持续发展需求。”

未来新型电力系统的主体能源——风电光伏都具有间歇、不稳定等发电特点，这对电力系统来说是巨大的挑战。储能作为支撑新能源发展的关键技术之一，能够有效地解决新能源发电不稳定的问题，实现削峰填谷。近年来，各地相继出台政策，要求新能源项目配备储能。这一方面加快了储能产业发展，另一方面对相关电子设备提出了更高的要求。

禾望电力凭借多年新能源市场开发经验和行业预判，较早布局了储能市场。针对新能源装机所面临的难点、痛点，禾望研制出一款适应高占比新能源电网运行需求的风储一体变流器。风储一体变流器巧妙地将储能系统与风电系统融合一体，做到1+1>2的应用效果。通过储能技术有效平抑风力发电的波动性，增强新能源发电可控性，提高风电场并网接入能力及风电消纳能力。

在双碳目标的大背景下，新型电力系统的建设对新能源无疑提出了更高的要求，而国产设备也必须紧跟发展潮流，在坚持质量标准的前提下，持续合理降本增效。所以对于本土制造业而言，器件级国产化解决方案既是机遇又是挑战。“我们希望全行业都能形成有效的沟通与反馈机制，对产品的技术标准和器件使用标准合理更新。这些都是在不远的未来新能源能成为电网主力电源的重要基础。”崔少森说。