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文|《風能》雜志 趙靚
受訪人：蘇煒光
禾望電氣集團業務副總裁
兼營銷部總監、風電業務營銷總監
一端是機組，一端是電網，風電變流器于整機電氣系統中的作用非同小可。當風電邁入降本增效需求愈發突出的平價時代，變流器在提升整機效率和降低系統性成本上，將起到更為關鍵的作用。禾望電氣集團（下稱“禾望電氣”）業務副總裁兼營銷部總監、風電業務營銷總監蘇煒光日前接受《風能》專訪，解讀未來風電變流器市場與技術發展趨勢。
Q：就目前風電變流器的市場與技術發展方向而言，什么是需要著重突破的？
A：隨著風電裝機量的持續增大，風電變流器市場規模也在不斷增長，同時，由于風電機組系統技術的難度加大，對變流器的技術要求越來越高，風電變流器市場會逐步向頭部企業集中。更大功率、更高電壓和更小體積是風電變流器發展的永恒潮流與趨勢，因為這會帶來風電機組系統性成本的持續降低，進一步提升風電作為綠色新能源的競爭力。目前，風電變流器的技術發展，主要是以適應市場更大功率的需求為主。提升單機功率是風電降低開發成本的有效手段。目前，陸上機組單機功率正從4~5MW快速向6~8MW過渡，海上風電則將從6~8MW提升到10~16MW，與之配套的變流器也需要相應提升功率，滿足大功率風電機組的需求。因此，在當前時期確保成本可控、質量保障的前提下，提升風電變流器功率是變流器廠家的重點突破方向。
Q：隨著平價時代到來，風電機組系統降本的重要作用凸顯。在這方面，變流器企業需采取哪些措施和方法，以滿足產業日益增長的降本需求？
A：平價為風電帶來新的發展空間，禾望電氣一直在積極參與和配合。從變流器方面，“加量不加價”是降低系統成本的有效手段，當前4~5MW的風電變流器售價與前期的2~3MW的變流器售價相當，折算后相當于變流器每千瓦售價降低了一半左右。下一步，在成本增加很少的情況下，提升變流器功率到6~8MW，可進一步降低單位千瓦售價，滿足產業持續降本需求。除了通過擴容降本外，禾望電氣變流器還在增效上為行業提供了更為先進的解決方案：一方面，推出了節能待機模式，可以有效降低小風待機期間機組系統損耗，大大降低風電場自用電；另一方面，在模塊化變流器上通過模塊化設計提供冗余功能，在故障情況下自動切除故障單元，使機組系統可以降載運行，從而降低故障損失等。
Q：有分析認為電氣系統是風電機組故障率較高的部分，這些故障一般是怎樣產生的？禾望電氣如何在國產化替代與降本增效背景下實現產品的高可靠性？
A：風電變流器連接電機和電網，很多風電機組系統故障都會在變流器上呈現出來，因此，風電機組中變流器屬于故障表現比較高的部件，但不少故障實際上是系統故障的關聯反映。另外，由于近些年機型發展變化加快，機組對變流器提出的功能要求不斷增多，一定程度上也影響了其穩定性。隨著平價時代的來臨，面對降本增效要求，國產化替代是一個有效解決方案。在降本壓力、國產化器件的大批量應用背景下，變流器故障率確實有一定程度的上升，甚至對系統的穩定運行帶來影響。實際上，變流器在整個風電系統中的成本占比不到3%，但風電機組系統可靠性的一點點提高都會帶來更大的價值和收益。而且隨著新能源裝機占比的提升，變流器還要承接電網適應能力等要求，因此，禾望電氣一直堅守風電變流器質量底線，不愿簡單地為了成本競爭力而犧牲可靠性。我們相信，當單機功率越來越大時，可靠性會變得越來越有價值和意義。
Q：在三電平技術與產品層面，禾望電氣推出了3~12MW低壓三電平變流器和5~24MW中壓三電平變流器，低壓和中壓三電平變流器的性能差異與技術難度體現在哪些方面？
A：隨著風電單機功率越來越大，逐步分化出低壓三電平方案（1140V/950V）和中壓三電平方案（3300V）。受制于變流器核心的功率器件約束，低壓系統走向多器件并聯方案，低壓12MW系統需要幾百個IGBT器件并聯，因此，核心技術在于多器件并聯的均流和可靠性方面。禾望電氣是業界應用模塊并聯技術最早、最成熟的公司之一，至今六管并聯技術仍是業界翹楚。后期，禾望電氣推出的獨立母線并聯技術，既有利于模塊均流，又可在故障時實現損失最小，維護代價最低。
中壓三電平方案采用IGCT功率器件，該器件最大的特點就是單管大電流，一個功率模塊即可實現超大功率。目前，禾望電氣推出的單機12MW中壓IGCT方案是單機功率最大的風電變流器。中壓的單模塊方案可靠性更高，系統效率也更高，正在成為海上風電大功率的一個重要發展方向。未來，禾望電氣會繼續加大中壓大功率的產品研發，下一步將推出低成本高功率密度的16MW中壓海上風電變流器。
Q：2021年，禾望電氣在高原、海上等細分風電市場推出了一系列具有里程碑意義的產品，在2022年又將推出什么樣的產品？
A：2021年，禾望電氣實現了5000米超高海拔機型的批量并網運行，10MW中壓海上風電變流器批量運行，并為國內首臺漂浮式海上風電機組提供了專用變流器。這三款機型基本上代表了風電變流器應用領域的最高水平，是禾望電氣在風電領域實力的集中展現。
2022年，禾望電氣會繼續努力，推出16MW超大功率變流器，并針對未來需求開發大功率海上雙饋變流器，為風電發展做好技術儲備。
Q：除上述硬件技術外，請談談禾望電氣在智能化軟件技術方面的布局。
A：禾望電氣針對風電場運維調試推出的hopeView和風電場物聯網hopeCloud系統，已經持續優化發展了十多年，目前功能比較完善，智能化水平較高，得到了用戶的一致好評。hopeView可以讓客戶簡單方便地調試設備，并提供智能故障診斷等功能。
hopeCloud將風電機組變流器組成一個物聯網絡，可以提供遠程調試、故障監控、在線升級、遠程協助等功能，在海上風電機組運行和維護中發揮出極大的作用。
