风机技术路线及大型化趋势如何？

大型化是风电项目降本的有效途径。

1.技术路线：双馈、半直驱、直驱，可靠性递增经济性递减

风机技术路线主要包括双馈型、直驱型和半直驱，三种技术路线各有所长。双 馈型、直驱型和半直驱是市场上目前主要应用的风机技术路线。三种技术路线在发 电机、齿轮箱、变流器等部件上存在差别，适用于不同应用场景。从技术发展的早 晚来看，双馈型发展最早（1970年代），直驱型较晚（1990年代初），半直驱型最 晚（1990年代末）。 双馈型价格最低，但故障率高、可靠性低。由于自然风速较低，需要齿轮箱可 增速传动来提高发电机的转速。双馈型具备发电机体积小，成本低的优势。但由于 齿轮箱的存在，齿轮箱易过载，故障率高，可靠性低。 直驱型可靠性最高，但造价高且维修难度较大。直驱不用齿轮箱增速，可靠性 最高；采用永磁发电机，一方面永磁高原材料价格推高整机造价，另一方面磁极多， 重量大，在海中易生锈。永磁发电机存在永久的强磁性，在现场条件下检修较困难， 一旦出现故障需整机拆卸返厂。 半直驱型综合了直驱和双馈优点，兼具经济性和可靠性。半直驱机械传动部分 类似双馈，电气传动部分类似直驱。半直驱型仅采用二级中速齿轮箱，相对双馈型 结构更简化，故障率更低；相对直驱型，磁极运用少，体积小，重量轻，经济性高。

陆风平价背景下，机型多以双馈、半直驱为主。2020年起国内各大整机厂纷纷 推出大兆瓦机型，2023年上半年下线的最大单机容量已达到10MW（运达股份 10MW-215型号机组）。在技术路线上，直驱、双馈、半直驱皆有应用，金风科技 推出了中速直驱永磁的新机型，明阳智能以半直驱为主，三一重能、中国海装、运 达股份以双馈为主，而远景在2021年CWP上推出半直驱机型。由于陆上风电工作环 境较稳定，同时直驱型初始投资成本太高，直驱型在国内陆风市场基本退出了招标。 目前，陆上机型以双馈、半直驱为主。

大兆瓦海上风电机型以直驱和半直驱为主。相比陆上风机，海上风电机组通常 功率更大，工作环境更恶劣，吊装与维护成本更高，因此对于机组运行的稳定性提 出了更高要求。由于多级齿轮箱的应用，高速双馈式风电机组后期发生故障概率远 高于直驱式和半直驱式机组，从而限制了其在海上风电领域的应用。根据《大容量 海上风电机组发展现状及关键技术》，国内外主要厂商推出的5MW以上海上风电机 组，我们发现除华锐风电、联合动力等国内三线厂商曾在2011-2012年间推出过双 馈式的6MW机组外，其余风机均采用直驱或半直驱技术路线。

2.大型化：大型化趋势明确，降本效果显著

风电市场从政策驱动转变为由市场驱动，上游运营商主导产业链话语权，降本 将成为产业链可持续发展的要求。从补贴政策来看，陆风和海风分别已经在2020年 和2021年进入补贴退坡，风电市场为由政策驱动转变为由市场驱动，进入平价时代。 从风电产业链特点来看，下游运营商多为国有企业，且玩家数目少，对风场/电站资 源的分配制使其在产业链中占据主动话语权地位；下游运营商会将风电平价下的成 本压力逐步向产业链中游和上游传递，降本将成为产业链可持续发展的新要求。

大型化是风电项目降本的有效途径。从资本支出方面，风机大型化可以摊薄风 机制造开支及配套设备的单位功率开支，从运营费用方面，可以减少风场运行和风 机维护费用。根据《平价时代风电项目投资特点与趋势》，当机组单机容量由2MW 增加到4.5MW时，静态投资由6449元/kw降低到5517元/kw，全投资IRR由9.28%上 升到11.68%，LCOE由0.3451元/kWh下降到0.2983元/kWh。

全球陆风、海风项目成本过去十年均不断下降。根据IRENA统计，陆风LCOE 近十年一直保持下降趋势，从2010年0.089美元/kWh下降到2021年0.029美元/kWh， 降幅达到68%，陆风总安装成本自2014年起也连续下降；海风LCOE也呈现明显下 降趋势，从2010年0.162美元/kWh下降到2021年0.065美元/kWh，降幅达到60%。 全球陆风、海风项目成本均实现较大幅度下降，近十年成本降低十分显著。

国内新增风电机组平价单机容量持续上升，大功率风机在新增风电中的比例 持续扩大。据CWEA国内装机数据统计，2017到2022年，2.0MW-3MW容量从占 比90%+到逐渐退出市场；2022年，5.0MW+容量迅速起量，占比过半，其中5-6MW 占比23%、6-7MW占比20%，10MW&11MW占比1.3%。根据CWEA数据，2022 年陆风装机主力为3.0-5.9MW容量，占比76%，其中4.0-4.9MW占比最高，为 27.7%；海风装机主力为8.0-8.9MW容量，占比44%。截至2022年底，下线海上 风机最大MW为16MW（金风研制），陆上为8.5MW（明阳研制）。风机大型化 是风电行业比较明显的行业趋势。

以金风科技为例，行业龙头重心偏向大型化风机。从金风科技不同容量机型销 售占比来看，近年来风电机组大型化进程提速。根据年报，小型风机1.5MW及以下 销售占比从99.94%下降到0.02%，即从核心主力业务到几乎退出业务线条。与之对 应，大型化3/4/6/8S平台及MSPM风机销售占比则从零迅速提升至2022年的92.06% （其中3/4/6/8S平台占比29.90%，MSPM占比62.17%），成为主力产品。