摘要:2023年我國電源工程建設投資完成額為9675億元,同比增長30.1%。在電源工程建設中,電力電子設備發揮著關鍵的作用,如電力轉換、控制、保護等。電源工程技術的進步和規模的擴大,對電力電子設備的性能、可靠性和智能化水平提出了更高的要求。未來,隨著能源轉型的深入推進和電源工程建設規模的擴大,電力電子設備行業將迎來更大的發展機遇。
一、定義及分類
電力電子設備是指以電力電子器件為主要功能元件的設備。這些電力電子器件,也被稱為功率半導體器件,主要用于電力設備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件,如新能源發電中的逆變器、直流輸電中的晶閘管、負荷側的大型變頻電機等都屬于電力電子設備。
按功能分類,電力電子設備可以分為電能轉換設備、電能控制設備和電能調節設備。按應用領域分類,電力電子設備可以分為工業用電力電子設備和電力用電力電子設備。其中工業用電力電子設備主要用于工業生產過程中的電能變換和控制,如電動機驅動、電焊機、電解設備等;電力用電力電子設備主要用于電力系統的電能變換和控制,如逆變電源、靜止無功補償器、有源電力濾波器等。
二、行業政策
1、主管部門和監管體制
國家發展改革委員會、國家工業和信息化部、國家科學技術部對電力電子設備行業進行產業宏觀規劃方面的管理。國家發展改革委員會主要負責研究制定產業政策和產業發展規劃、促進行業體制改革、促進行業技術發展等宏觀管理。國家工業和信息化部主要負責研究提出工業發展戰略、擬訂工業行業規劃和產業政策并組織實施、指導工業行業技術法規和行業標準的擬訂等宏觀管理。國家科學技術部負責研究提出科技發展的宏觀戰略和科技促進經濟社會發展的方針、政策法規,研究確定科技發展的重大布局和優先領域,推動國家科技創新體系建設。
國家質量監督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會對電力電子設備行業進行產品生產、質量方面的管理。國家質量監督檢驗檢疫總局依據行業標準對電力電子設備行業進行質量監督。國家標準化管理委員會下屬的全國電力電子系統和設備標準化技術委員會等負責制定和修訂電力電子設備行業相關標準。
中國科協主管的中國電源學會是電力電子設備行業的全國性自律性組織,對行業進行技術標準、行業推廣等方面的管理,同時負責電力電子設備行業產業及市場研究、向政府部門提出產業發展建議、推動行業對外交流等工作。
2、行業相關政策
在新型電力系統中,可再生能源并網發電、交流-直流電網的功率傳輸與柔性互聯、配用電側交直流變換及功率雙向流動等裝置都要借助電力電子裝置來實現,同時在用電側各類驅動、控制裝置已經廣泛采用電力電子器件。為加快推動構建新型電力系統,國家和政府相繼出臺多項政策,大力推動電力電子設備等關鍵部件的發展。2023年9月,國家發展改革委和國家能源局共同發布《關于加強新形勢下電力系統穩定工作的指導意見》,圍繞高比例電力電子設備的電力系統在源網荷儲互動環境下安全穩定運行,科學謀劃電力系統轉型的發展方向和路徑,確保穩定工作要求在新型電力系統全過程、全環節、全方位落實。在相關產業政策的穩步落實下,各企業將加大對電力電子設備等電力行業關鍵部件的研發和生產,持續提升電力電子設備產品性能,推動電力行業健康可持續發展。
三、行業壁壘
1、技術壁壘
由于電力電子設備行業涉及電力、電子、控制理論等多個學科,企業需要具備強大的研發能力和專業的研發團隊,同時,技術更新迅速,企業需要不斷跟蹤新技術的發展,并將其應用到產品中。此外,電力電子設備的研發周期長,技術門檻高,需要投入大量的人力、物力和財力。因此,沒有足夠技術積累和研發實力的企業很難進入該行業,這也是電力電子設備行業技術壁壘的主要體現。
2、資金壁壘
電力電子設備行業資金壁壘較高,主要表現在研發投入、生產設備采購、市場拓展等方面。研發是行業核心,需要持續的資金支持以推動技術創新和產品升級。同時,在高端生產設備的購置和維護方面,資金支出也較大。此外,市場拓展、品牌推廣等也需要大量資金投入。因此,企業若沒有足夠的資金支持,很難在電力電子設備行業中立足,也難以實現持續發展。這一資金壁壘限制了新進入者的數量,也提高了行業內的競爭門檻。
3、品牌壁壘
知名品牌在市場上具有較高的知名度和口碑,下游客戶對其產品質量和性能更加信任,因此更愿意選擇這些品牌的產品,給新進入企業或品牌較弱的企業帶來了較大的挑戰。為了打破品牌壁壘,新進入企業需要投入大量的時間和精力進行品牌建設和推廣,提升品牌知名度和美譽度,以贏得下游客戶的信任和市場份額。
四、發展歷程
我國電力電子設備行業的發展歷程經歷了從起步階段到快速發展階段,再到高速發展階段的過程?,F階段,我國電力電子設備行業已經成為我國電力工業的重要組成部分,行業規模不斷擴大,技術水平不斷提高,產品種類不斷豐富,市場競爭力不斷增強。未來,我國電力電子設備行業將繼續保持高速發展的態勢,加強自主創新和品牌建設,推動行業的智能化、綠色化和可持續發展。
五、產業鏈
1、行業產業鏈分析
電力電子設備的原材料主要包括電子元器件、有色金屬、絕緣材料以及其他輔助材料等。其中,電子元器件是電力電子設備的核心,包括電容器、電阻器、晶體管等,在電路中實現電能的轉換、控制、調節等功能。有色金屬用于制造設備的導電部分和散熱部分。絕緣材料用于保證設備的安全運行,防止電流泄漏和短路。這些原材料的質量和性能直接影響到電力電子設備的性能和使用壽命。中國電力電子設備行業產業鏈如下圖所示:

















電力電子設備產業鏈的中游主要是電力電子設備的制造環節。這一環節涵蓋了發電設備和供電設備的生產,包括發電機、電動機、變壓器、電線電纜、互感器、接觸器等。中游企業通過引進和消化先進技術,加強自主研發和創新能力,不斷提升產品的技術水平和市場競爭力。同時,中游企業還注重與上下游企業的合作與協同,以優化產業鏈的整體效率,為電力行業的發展提供穩定可靠的設備支持。
電力電子設備產品廣泛應用于多個領域。在發電側,電力電子設備助力風能、太陽能等可再生能源的并網和穩定運行。在輸電和配電環節,它們保障電網的安全、高效運行。在工業領域,電力電子設備是自動化生產線的關鍵組成部分,提高生產效率。此外,在交通、建筑、數據中心等領域,電力電子設備也發揮著重要作用,如電動汽車的充電設施、樓宇的能源管理系統以及服務器的電源供應等。這些應用領域的不斷拓展,推動了電力電子設備行業的快速發展。
2、行業領先企業分析
(1)易事特集團股份有限公司
易事特是一家長期專注于電力電子變換技術,以電力電子技術和能效管理為核心,持續深耕產業數字化和“新能源+儲能”兩大領域,主營智慧電源、數據中心和新能源及儲能三大戰略板塊業務。公司基于核心產品的研發和智能制造能力,為用戶提供混合供電解決方案、智能微模塊數據中心解決方案、光儲充(換)一體化解決方案、源網荷儲一體化解決方案等系統解決方案。
2023年上半年,易事特緊緊圍繞既定的經營目標,提高生產技術水平,完善和拓展銷售渠道,合理配置資源,注重風險防控,不斷提升核心競爭力。在一系列舉措下,公司經營狀況穩健,發展勢頭良好。在各類細分業務中,高端電源裝備、數據中心和光伏系統集成逆變器是公司的重點經營業務,2023年上半年期間,其營業收入分別為11.69億元、7.86億元,占總營業收入的比重分別為44.52%、29.93%。
(2)特變電工股份有限公司
特變電工主營業務包括輸變電業務、新能源業務、能源業務及新材料業務。其中,輸變電業務主要包括變壓器、電線電纜及其他輸變電產品的研發、生產和銷售,輸變電國際成套系統集成業務等;新能源業務主要包括多晶硅、逆變器、SVG等產品的生產與銷售,為光伏、風能電站提供設計、建設、調試及運維等全面的能源解決方案及風能、光伏電站的運營。
在輸變電高端裝備制造領域,公司已在遼寧、湖南、天津、山東、四川、新疆等地建設了輸變電產品研發制造基地,變壓器、電抗器產能達到了2.70億kVA,產量居世界前三。變壓器產品、電線電纜產品、新能源產業及工程、輸變電成套工程等作為特變電工的重要經營業務和產品,2023年上半年期間,其營業收入均得到大幅提升,營業收入分別為77.84億元、58.51億元、159.83億元、21.89億元,同比分別增長25%、14%、23%、49%。
六、行業現狀
隨著全球能源結構的轉型和我國能源戰略的調整,電源工程建設迎來了新的發展機遇。一方面,傳統火力發電在保障能源安全、穩定電力供應方面仍發揮著重要作用,同時,在環保和能效方面也在進行技術升級和改造。另一方面,可再生能源電源工程如風電、太陽能發電等得到了快速發展,成為電源工程建設的重要組成部分。在多重因素的共同推動下,我國電源工程建設投資完成額保持高速增長態勢,2023年我國電源工程建設投資完成額為9675億元,同比增長30.1%。
在電源工程建設中,電力電子設備發揮著關鍵的作用,如電力轉換、控制、保護等。電源工程技術的進步和規模的擴大,對電力電子設備的性能、可靠性和智能化水平提出了更高的要求。未來,隨著能源轉型的深入推進和電源工程建設規模的擴大,電力電子設備行業將迎來更大的發展機遇。
七、機遇和挑戰
1、機遇
(1)產業升級步伐加快
隨著我國經濟結構轉型的深化,國民經濟各行業產業升級步伐加快,專業化、精細化生產趨勢逐漸形成。生產設備逐步從“通用設備”向“專用設備”轉變,用電方式開始從“粗電”到“精電”的變革,發電方式逐漸從“資源消耗型”向“環境友好型”過渡。在此背景下,專業性、高技術性的特種電力電子設備市場需求將保持穩定增長。
(2)裝備電氣化趨勢明顯
近年來,裝備電氣化獲得了高度關注,美國及歐洲開展了多項裝備電氣化相關研究計劃,并在作戰行動中嘗試采用新型電氣化手段。相比于燃油、液壓等傳統能源形式,電氣化技術能夠顯著提高能源利用效率、改善維修性能、降低排放和噪聲,因而不僅在民用交通運輸行業具有廣闊的應用空間,在特種裝備及作戰應用中也有巨大的潛在市場空間。以電氣化引發的技術革新將催生出特種裝備的需求,進一步帶動電力電子設備產業發展。
(3)新基建領域投資驅動
最早于2018年中央經濟工作會議提出“新基建”為當下乃至未來一段時間經濟發展領域最重要的課題,未來將充分享受政策紅利的釋放。與傳統的基礎設施建設不同,新基建的重心不再是房地產,而是城際交通、物流、市政基礎設施,以及5G、人工智能、工業互聯網等新型基礎設施建設,其中特高壓、鐵路和軌道交通、新能源汽車充電樁、大數據中心等均為電源產品和電能質量控制設備提供了大量廣泛的應用場景,將帶動電力電子設備市場規模激增。
2、挑戰
(1)技術積累不足和專業科技人才短缺
我國電力電子設備領域發展起步較晚,長期受到國產電力電子器件供給不足的嚴重制約,技術發展也主要采用追隨研發的方式,原創性動力不強,研發投入相對較少。電力電子變換和控制技術對人員的技術要求高,人才培養周期長,導致研發人才隊伍建設落后于行業發展需求。技術積累不足和專業科技人才的短缺在一定程度上制約了行業的發展速度。
(2)原材料存在一定程度的進口依賴
原材料中電子元器件的質量與性能影響到電力電子變換和控制設備的品質及可靠性。例如以電源管理芯片、DSP、FPGA為代表的IC芯片和以IGBT、MOSFET為代表的功率器件的生產商主要集中在歐洲、美國和日本,其供應受制于國外廠商的生產能力及各原產國的出口政策,國內企業在采購渠道和議價能力上受到較大制約。在目前的國際貿易形勢及大宗商品價格波動的大背景下,半導體元件的供應存在著產能不足和價格增長的風險。
(3)國際貿易存在較大風險
全球貿易保護主義的加強和國際貿易摩擦的增多,導致國際市場環境變得復雜多變,使得我國企業在拓展海外市場時面臨更大的不確定性。這種不確定性可能導致市場需求減少、訂單取消或延遲交付等問題,從而影響企業的正常運營和盈利。同時,匯率的波動也是一個不可忽視的風險因素。由于電力電子設備涉及大量進口元器件和原材料,匯率的變動將直接影響企業的采購成本。一旦匯率發生不利變動,企業可能面臨成本上升、競爭力下降的風險,甚至可能導致經營困難。
八、競爭格局
我國電力電子設備企業的競爭格局大致分為三個梯隊。第一梯隊是由行業領先企業組成,如華為、ABB、西門子等,憑借其在技術、品牌、市場份額等方面的優勢,占據了行業的主導地位。第二梯隊是由中型企業組成,如易事特、特變電工等,這類企業通常在某些特定領域或產品上有較強的實力。第三梯隊由眾多小型企業組成,這類企業在技術、資金、人才等方面相對較弱,通常通過靈活的經營策略和快速的市場反應,來應對市場的變化。
九、發展趨勢
電力電子設備行業正朝著技術創新、綠色環保、智能化、數字化、集成化和跨界融合等方向發展。企業正積極探索前沿技術,提升設備性能,減少能耗和污染,實現低碳發展;同時,企業將加快智能化升級,提高運行效率,簡化系統結構,以降低成本,行業將迎來新的發展機遇。
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