电力电子设备

摘要：2023年我国电源工程建设投资完成额为9675亿元，同比增长30.1%。在电源工程建设中，电力电子设备发挥着关键的作用，如电力转换、控制、保护等。电源工程技术的进步和规模的扩大，对电力电子设备的性能、可靠性和智能化水平提出了更高的要求。未来，随着能源转型的深入推进和电源工程建设规模的扩大，电力电子设备行业将迎来更大的发展机遇。

一、定义及分类

电力电子设备是指以电力电子器件为主要功能元件的设备。这些电力电子器件，也被称为功率半导体器件，主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率的电子器件，如新能源发电中的逆变器、直流输电中的晶闸管、负荷侧的大型变频电机等都属于电力电子设备。

按功能分类，电力电子设备可以分为电能转换设备、电能控制设备和电能调节设备。按应用领域分类，电力电子设备可以分为工业用电力电子设备和电力用电力电子设备。其中工业用电力电子设备主要用于工业生产过程中的电能变换和控制，如电动机驱动、电焊机、电解设备等；电力用电力电子设备主要用于电力系统的电能变换和控制，如逆变电源、静止无功补偿器、有源电力滤波器等。

二、行业政策

1、主管部门和监管体制

国家发展改革委员会、国家工业和信息化部、国家科学技术部对电力电子设备行业进行产业宏观规划方面的管理。国家发展改革委员会主要负责研究制定产业政策和产业发展规划、促进行业体制改革、促进行业技术发展等宏观管理。国家工业和信息化部主要负责研究提出工业发展战略、拟订工业行业规划和产业政策并组织实施、指导工业行业技术法规和行业标准的拟订等宏观管理。国家科学技术部负责研究提出科技发展的宏观战略和科技促进经济社会发展的方针、政策法规，研究确定科技发展的重大布局和优先领域，推动国家科技创新体系建设。

国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会对电力电子设备行业进行产品生产、质量方面的管理。国家质量监督检验检疫总局依据行业标准对电力电子设备行业进行质量监督。国家标准化管理委员会下属的全国电力电子系统和设备标准化技术委员会等负责制定和修订电力电子设备行业相关标准。

中国科协主管的中国电源学会是电力电子设备行业的全国性自律性组织，对行业进行技术标准、行业推广等方面的管理，同时负责电力电子设备行业产业及市场研究、向政府部门提出产业发展建议、推动行业对外交流等工作。

2、行业相关政策

在新型电力系统中，可再生能源并网发电、交流-直流电网的功率传输与柔性互联、配用电侧交直流变换及功率双向流动等装置都要借助电力电子装置来实现，同时在用电侧各类驱动、控制装置已经广泛采用电力电子器件。为加快推动构建新型电力系统，国家和政府相继出台多项政策，大力推动电力电子设备等关键部件的发展。2023年9月，国家发展改革委和国家能源局共同发布《关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见》，围绕高比例电力电子设备的电力系统在源网荷储互动环境下安全稳定运行，科学谋划电力系统转型的发展方向和路径，确保稳定工作要求在新型电力系统全过程、全环节、全方位落实。在相关产业政策的稳步落实下，各企业将加大对电力电子设备等电力行业关键部件的研发和生产，持续提升电力电子设备产品性能，推动电力行业健康可持续发展。

三、行业壁垒

1、技术壁垒

由于电力电子设备行业涉及电力、电子、控制理论等多个学科，企业需要具备强大的研发能力和专业的研发团队，同时，技术更新迅速，企业需要不断跟踪新技术的发展，并将其应用到产品中。此外，电力电子设备的研发周期长，技术门槛高，需要投入大量的人力、物力和财力。因此，没有足够技术积累和研发实力的企业很难进入该行业，这也是电力电子设备行业技术壁垒的主要体现。

2、资金壁垒

电力电子设备行业资金壁垒较高，主要表现在研发投入、生产设备采购、市场拓展等方面。研发是行业核心，需要持续的资金支持以推动技术创新和产品升级。同时，在高端生产设备的购置和维护方面，资金支出也较大。此外，市场拓展、品牌推广等也需要大量资金投入。因此，企业若没有足够的资金支持，很难在电力电子设备行业中立足，也难以实现持续发展。这一资金壁垒限制了新进入者的数量，也提高了行业内的竞争门槛。

3、品牌壁垒

知名品牌在市场上具有较高的知名度和口碑，下游客户对其产品质量和性能更加信任，因此更愿意选择这些品牌的产品，给新进入企业或品牌较弱的企业带来了较大的挑战。为了打破品牌壁垒，新进入企业需要投入大量的时间和精力进行品牌建设和推广，提升品牌知名度和美誉度，以赢得下游客户的信任和市场份额。

四、发展历程

我国电力电子设备行业的发展历程经历了从起步阶段到快速发展阶段，再到高速发展阶段的过程。现阶段，我国电力电子设备行业已经成为我国电力工业的重要组成部分，行业规模不断扩大，技术水平不断提高，产品种类不断丰富，市场竞争力不断增强。未来，我国电力电子设备行业将继续保持高速发展的态势，加强自主创新和品牌建设，推动行业的智能化、绿色化和可持续发展。

五、产业链

1、行业产业链分析

电力电子设备的原材料主要包括电子元器件、有色金属、绝缘材料以及其他辅助材料等。其中，电子元器件是电力电子设备的核心，包括电容器、电阻器、晶体管等，在电路中实现电能的转换、控制、调节等功能。有色金属用于制造设备的导电部分和散热部分。绝缘材料用于保证设备的安全运行，防止电流泄漏和短路。这些原材料的质量和性能直接影响到电力电子设备的性能和使用寿命。中国电力电子设备行业产业链如下图所示：

电力电子设备产业链的中游主要是电力电子设备的制造环节。这一环节涵盖了发电设备和供电设备的生产，包括发电机、电动机、变压器、电线电缆、互感器、接触器等。中游企业通过引进和消化先进技术，加强自主研发和创新能力，不断提升产品的技术水平和市场竞争力。同时，中游企业还注重与上下游企业的合作与协同，以优化产业链的整体效率，为电力行业的发展提供稳定可靠的设备支持。

电力电子设备产品广泛应用于多个领域。在发电侧，电力电子设备助力风能、太阳能等可再生能源的并网和稳定运行。在输电和配电环节，它们保障电网的安全、高效运行。在工业领域，电力电子设备是自动化生产线的关键组成部分，提高生产效率。此外，在交通、建筑、数据中心等领域，电力电子设备也发挥着重要作用，如电动汽车的充电设施、楼宇的能源管理系统以及服务器的电源供应等。这些应用领域的不断拓展，推动了电力电子设备行业的快速发展。

2、行业领先企业分析

（1）易事特集团股份有限公司

易事特是一家长期专注于电力电子变换技术，以电力电子技术和能效管理为核心，持续深耕产业数字化和“新能源+储能”两大领域，主营智慧电源、数据中心和新能源及储能三大战略板块业务。公司基于核心产品的研发和智能制造能力，为用户提供混合供电解决方案、智能微模块数据中心解决方案、光储充（换）一体化解决方案、源网荷储一体化解决方案等系统解决方案。

2023年上半年，易事特紧紧围绕既定的经营目标，提高生产技术水平，完善和拓展销售渠道，合理配置资源，注重风险防控，不断提升核心竞争力。在一系列举措下，公司经营状况稳健，发展势头良好。在各类细分业务中，高端电源装备、数据中心和光伏系统集成逆变器是公司的重点经营业务，2023年上半年期间，其营业收入分别为11.69亿元、7.86亿元，占总营业收入的比重分别为44.52%、29.93%。

（2）特变电工股份有限公司

特变电工主营业务包括输变电业务、新能源业务、能源业务及新材料业务。其中，输变电业务主要包括变压器、电线电缆及其他输变电产品的研发、生产和销售，输变电国际成套系统集成业务等；新能源业务主要包括多晶硅、逆变器、SVG等产品的生产与销售，为光伏、风能电站提供设计、建设、调试及运维等全面的能源解决方案及风能、光伏电站的运营。

在输变电高端装备制造领域，公司已在辽宁、湖南、天津、山东、四川、新疆等地建设了输变电产品研发制造基地，变压器、电抗器产能达到了2.70亿kVA,产量居世界前三。变压器产品、电线电缆产品、新能源产业及工程、输变电成套工程等作为特变电工的重要经营业务和产品，2023年上半年期间，其营业收入均得到大幅提升，营业收入分别为77.84亿元、58.51亿元、159.83亿元、21.89亿元，同比分别增长25%、14%、23%、49%。

六、行业现状

随着全球能源结构的转型和我国能源战略的调整，电源工程建设迎来了新的发展机遇。一方面，传统火力发电在保障能源安全、稳定电力供应方面仍发挥着重要作用，同时，在环保和能效方面也在进行技术升级和改造。另一方面，可再生能源电源工程如风电、太阳能发电等得到了快速发展，成为电源工程建设的重要组成部分。在多重因素的共同推动下，我国电源工程建设投资完成额保持高速增长态势，2023年我国电源工程建设投资完成额为9675亿元，同比增长30.1%。

在电源工程建设中，电力电子设备发挥着关键的作用，如电力转换、控制、保护等。电源工程技术的进步和规模的扩大，对电力电子设备的性能、可靠性和智能化水平提出了更高的要求。未来，随着能源转型的深入推进和电源工程建设规模的扩大，电力电子设备行业将迎来更大的发展机遇。

七、机遇和挑战

1、机遇

（1）产业升级步伐加快

随着我国经济结构转型的深化，国民经济各行业产业升级步伐加快，专业化、精细化生产趋势逐渐形成。生产设备逐步从“通用设备”向“专用设备”转变，用电方式开始从“粗电”到“精电”的变革，发电方式逐渐从“资源消耗型”向“环境友好型”过渡。在此背景下，专业性、高技术性的特种电力电子设备市场需求将保持稳定增长。

（2）装备电气化趋势明显

近年来，装备电气化获得了高度关注，美国及欧洲开展了多项装备电气化相关研究计划，并在作战行动中尝试采用新型电气化手段。相比于燃油、液压等传统能源形式，电气化技术能够显著提高能源利用效率、改善维修性能、降低排放和噪声，因而不仅在民用交通运输行业具有广阔的应用空间，在特种装备及作战应用中也有巨大的潜在市场空间。以电气化引发的技术革新将催生出特种装备的需求，进一步带动电力电子设备产业发展。

（3）新基建领域投资驱动

最早于2018年中央经济工作会议提出“新基建”为当下乃至未来一段时间经济发展领域最重要的课题，未来将充分享受政策红利的释放。与传统的基础设施建设不同，新基建的重心不再是房地产，而是城际交通、物流、市政基础设施，以及5G、人工智能、工业互联网等新型基础设施建设，其中特高压、铁路和轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心等均为电源产品和电能质量控制设备提供了大量广泛的应用场景，将带动电力电子设备市场规模激增。

2、挑战

（1）技术积累不足和专业科技人才短缺

我国电力电子设备领域发展起步较晚，长期受到国产电力电子器件供给不足的严重制约，技术发展也主要采用追随研发的方式，原创性动力不强，研发投入相对较少。电力电子变换和控制技术对人员的技术要求高，人才培养周期长，导致研发人才队伍建设落后于行业发展需求。技术积累不足和专业科技人才的短缺在一定程度上制约了行业的发展速度。

（2）原材料存在一定程度的进口依赖

原材料中电子元器件的质量与性能影响到电力电子变换和控制设备的品质及可靠性。例如以电源管理芯片、DSP、FPGA为代表的IC芯片和以IGBT、MOSFET为代表的功率器件的生产商主要集中在欧洲、美国和日本，其供应受制于国外厂商的生产能力及各原产国的出口政策，国内企业在采购渠道和议价能力上受到较大制约。在目前的国际贸易形势及大宗商品价格波动的大背景下，半导体元件的供应存在着产能不足和价格增长的风险。

（3）国际贸易存在较大风险

全球贸易保护主义的加强和国际贸易摩擦的增多，导致国际市场环境变得复杂多变，使得我国企业在拓展海外市场时面临更大的不确定性。这种不确定性可能导致市场需求减少、订单取消或延迟交付等问题，从而影响企业的正常运营和盈利。同时，汇率的波动也是一个不可忽视的风险因素。由于电力电子设备涉及大量进口元器件和原材料，汇率的变动将直接影响企业的采购成本。一旦汇率发生不利变动，企业可能面临成本上升、竞争力下降的风险，甚至可能导致经营困难。

八、竞争格局

我国电力电子设备企业的竞争格局大致分为三个梯队。第一梯队是由行业领先企业组成，如华为、ABB、西门子等，凭借其在技术、品牌、市场份额等方面的优势，占据了行业的主导地位。第二梯队是由中型企业组成，如易事特、特变电工等，这类企业通常在某些特定领域或产品上有较强的实力。第三梯队由众多小型企业组成，这类企业在技术、资金、人才等方面相对较弱，通常通过灵活的经营策略和快速的市场反应，来应对市场的变化。

九、发展趋势

电力电子设备行业正朝着技术创新、绿色环保、智能化、数字化、集成化和跨界融合等方向发展。企业正积极探索前沿技术，提升设备性能，减少能耗和污染，实现低碳发展；同时，企业将加快智能化升级，提高运行效率，简化系统结构，以降低成本，行业将迎来新的发展机遇。