2024年盘古智能研究报告:量产元年将至,国产风电液压变桨龙头蓄势待飞
- 来源:华福证券
- 发布时间:2024/06/19
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盘古智能研究报告:量产元年将至,国产风电液压变桨龙头蓄势待飞。风电润滑行业龙头,第二增长曲线放量在即。公司是国内风电润滑领域的龙头企业,一方面通过积极开拓海外风电和工程机械等非风电客户打开润滑业务的成长空间,另一方面切入液压设备领域打造第二增长曲线。股权与管理方面,公司的股权结构清晰,重视员工激励,深度绑定员工利益。高管多为技术出身,核心技术人员稳定。财务方面,目前润滑系统业务贡献主要营收,液压业务正处于放量期,后续液压变桨量产后,液压业务有望加速放量,成为第二增长曲线。润滑市场的国产替代空间较大,公司以风电润滑系统为基本盘,持续拓宽业务范围,打开成长空间。2021年,国内润滑系统市场规模达4...
一、 风电润滑系统龙头,第二增长曲线放量在即
1.1 风电润滑系统龙头,液压变桨产品量产在即,有望成为第二增长曲线
国内风电润滑系统龙头,逐渐向海外和非风电润滑领域拓展。公司成立于 2012 年, 2013 年生产出第一套自主研发的风机集中润滑系统,并逐步突破国内外市场, 成为金风科技、东方电气、上海电气、联合动力等国内知名风机企业的供应商,并逐 步导入维斯塔斯、西门子歌美飒、通用电气等国际知名企业。经过多年的积累,公司 在国内风电集中润滑系统的市场占有率达到 50%以上,且连续多年位居第一。在国内 风电集中润滑领域具备扎实基础后,公司开始重点开拓海外风电客户以及工程车辆、 工业机床、轨道交通、盾构机、港口起重机等非风电领域客户,并取得一定的成绩, 2022年来自海外风电和工程机械等非风电领域客户的收入达到1.1亿,占比达到31%。
液压变桨产品进入挂机测试阶段,25 年有望量产,液压业务将形成公司的第二 增长曲线。公司于 2018 年成立液压项目部,切入液压设备领域。2023 年 11 月,公 司自主研发的风电液压变桨样机成功下线,开始进入金风科技小批量装机测试阶段, 如果测试通过,25 年有望实现量产,实现进口替代,形成公司新的业绩增长点。 持续推出新产品,打开成长空间。公司基于在润滑领域积累的技术和客户资源, 持续推新和布局。2023 年 4 月,公司的新产品齿轮箱润滑系统实现对维斯塔斯的批 量供货;12 月,风机联轴器产品获得批量订单;2024 年 1 月,公司宣布战略入股众 城石化,布局润滑油脂业务,进军润滑耗材业务。随着产品线不断扩充,公司在单台 风机中能够供应的产品越来越多,成长空间也得以打开。
1.2 产业资本赋能发展,管理层多为技术出身
公司股权集中,实控人为董事长夫妇。截至 24Q1 公司前十大股东合计持股比例 为 70.52%,公司股权集中。公司实控人为邵安仓、李玉兰夫妇,二人合计直接持有 公司股权 48.94%。邵安仓担任公司董事长,持有公司股份 30.91%。李玉兰担任公司 董事、副总经理,持有公司股份 18.03%。其余十大股东包括创投基金、公司高管和 外部自然人,公司股权结构较为多元。

多家产业基金青睐,赋能公司快速发展。根据招股书的披露,公司的股东成员中 有多家私募股权基金。其中青松资本通过松岭投资、松喆投资和松鸿投资等基金产品 合计持股 9.63%,持股比例仅次于实控人夫妇,是公司的第三大股东。青松资本是山 东省内头部的投资机构,管理基金规模达 160 亿元,已投资企业超过 80 家,其中包 括海泰新光、丰巢能源等明星公司。凭借在山东省内丰富的产业资源,青松资本有望 为公司的快速发展进行赋能。此外工程机械龙头三一集团旗下的三一智能基金同样为 公司股东之一,持股比例为 0.57%。三一智能基金主要投向为创新制造业企业,后续 有望发挥三一集团产业优势,赋能公司的润滑系统业务在工业机械领域的进一步开拓。
重视员工激励,员工与公司的利益已深度绑定。公司的股东成员中,齐宝春和李 昌健为公司初创时期进入的核心技术人员,分别持股 3.47%和 5.39%。开天投资为公 司设立的员工持股平台,持股 3.29%,覆盖人员包括近 30 名中高层员工。此外,2023 年 12 月,公司发布新一轮股权激励计划,授予的限制性股票总量为 600.00 万股,占 股本总额的 4.04%。其中首次授予激励对象包括高管、核心职能管理人员及核心业务 (技术)人员共计 72 人,授予激励对象 550 万股,占公司股本总额 3.70%。
公司管理层多为技术出身,重视研发和技术积累。公司董事长邵安仓创办公司前 有十余年技术、管理经验;公司初创团队核心技术人员齐宝春和李昌健目前分别担任 公司监事会主席、技术总监和副总经理、研发总监,且均为公司前十大股东。
1.3 业绩与风电行业景气度息息相关,未来核心看点在于液压变桨产品放量
受益于国内风电行业的高景气度,收入保持高复合增长。2018 年-2023 年,公司 营业收入分别为 1.0 /1.9 /3.5 /3.3 /3.4/4.1 亿元,2019-2023 年分别同比增长 97%/83%/- 6%/5%/19%,2018-2023 年的 CAGR 高达 34%。公司营收变化与风电行业的装机需求 密切相关。受益于风电行业的抢装潮,公司在 2019 和 2020 年的收入实现了快速增 长。抢装潮结束后,装机需求的回落使得 2021 和 2022 年的收入增速有所放缓。2023 年,公司实现营业收入 4.1 亿元,同比增长 19%,收入端开始回升,主要得益于液压 产品的放量以及润滑业务在海外风电客户和非风电领域客户开拓中获得增量。 分业务看,公司润滑业务贡献主要营收,液压业务正处于快速放量阶段,有望成 为第二成长曲线。从历年的收入构成来看,润滑系统的收入占比均在 80%左右,是贡 献收入的主要来源。精密加工业务在 2020 年执行完在手订单后不再对外供应,全部 转为满足内部需求,因此在 2021 年开始不再贡献收入。液压系统业务在 2021 年开始 贡献收入,正处于快速放量的阶段。2021/2022/2023 分别实现收入 0.22/0.41/0.70 亿, 2022/2023 分别同比增长 87%/69%,收入占比从 2021 年的 7%上升至 2023 的 17%。
液压系统业务毛利率逐年提升,整体业务的盈利能力有望企稳。2018 年-2023 年, 公司的归母净利润分别为 0.0/0.5/1.6 /1.4 /1.1/1.1 亿元,2019-2023 年的 CAGR 达 23%。相比较收入端,利润端的波动更大,主要在于盈利能力的波动。2018 年-2023 年,公 司的毛利率分别为 54.3%/64.0%/68.0%/58.6%/50.2%/44.4%。抢装潮以前,产品需求旺 盛使得毛利率逐年走高。抢装潮褪后,产品需求的回落,风电产业链平价降本的诉求, 以及液压产品占比的提升,导致公司的毛利率逐年走低。未来随着液压变桨、液压偏 航等高端产品的放量,液压系统业务的毛利率有望进一步优化,公司整体业务的盈利 能力有望企稳。
期间费用水平稳定,研发投入较高。2018 年-2023 年,公司的期间费用率分别为 45.3%/30.9%/13.3%/14.9%/16.1%/14.2%。2018 年和 2019 年由于安排核心管理层直接 持股,分别计提了 0.23/0.22 亿股份支付费用,导致期间费用率高于正常水平。若剔 除掉该部分股份支付的费用,2018 年-2023 年,公司的期间费用率分别为21.3%/19.0%/11.7%/14.9%/16.1%/14.2%,随着收入规模的增加,期间费用率有明显的 摊薄。细拆来看,销售费用率从 2018 年的 5.7%上升至 2023 年的 6.1%,5 年上升了 0.4pct,主要系公司积极拓展新业务,寻求新的增长极,带来了销售费用的上升。管 理费用率从 2018 年的 9.2%下降至 2023 年的 5.9%,5 年下降了 3.3pct,主要系收入 规模增加带来的费用摊薄以及较强的费用管控;财务费用率从 2018 年的 0.9%下降至 2023 年的-2.7%,5 年下降了 3.5pct,主要系公司通过股权融资,减少了银行借款的规 模,利息支出较少。研发费用率基本保持在 5%左右的较高水平,较为稳定,体现出 公司重视研发积累。

二、 润滑市场的国产替代空间较大,公司以风电润滑系统为基本盘, 持续拓宽业务范围,打开成长空间
2.1 国内润滑市场规模超 400 亿,目前由海外厂商主导,国产替代的空间较大
润滑系统的功用在于减少摩擦损耗的能量,实现节能、降本和增效。润滑系统指 的是向润滑部位供给润滑剂的一系列的给油脂、排油脂及其附属装置的总称。机械设 备大多是以运动来实现其工作的,有运动就有摩擦,有摩擦就有磨损,有磨损就需要 润滑。润滑系统的功用就是在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净 机油输送到全部传动件的摩擦表面,并在摩擦表面之间形成油膜,实现液体摩擦,从 而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损,以达到提高发动机工作可靠性和耐 久性的目的。 全球润滑系统市场的规模约 200 亿美金(折合人民约 1400 亿元)。根据华经产 业研究院的统计,2021年全球润滑系统的市场规模为210.57亿美元,同比增长3.76%, 16-21 年的 CAGR 为 2.52%。2018 年以来,全球润滑系统市场规模一直保持在 200 亿 美元左右。
我国润滑系统市场的规模在 400 亿以上,逐年小增,汽车工业、冶金矿山和电力 装备是应用最多的三个领域。根据华经产业研究院的统计,近几年我国润滑系统的市 场规模保持稳定增长,2021 年达 409.81 亿元,同比上升 4.78%,16-21 年的 CAGR 为 4.69%。从应用领域来看,润滑系统可广泛应用于工业机床、轨道交通、风电机组、 冶金矿山、汽车制造和工程机械等多个领域,其中汽车工业、冶金矿山和电力装备是 我国润滑系统应用最多的三个领域,2021 年的占比分别为 38.4%、23.1%和 18.3%。
根据供应润滑剂的方法分类,润滑系统可分为集中润滑系统和分散润滑系统。分 散润滑系统是指机械的每一个润滑部位都有单独的润滑装置,一般用于部件结构分散 的情况。集中润滑系统是指各润滑部位共用一个润滑装置,一般用于机构集中,同时 有多个配件需要润滑的情况。
集中润滑系统同样可按多种分类方法分类,根据系统形式可分为单线式润滑系 统、双线式润滑系统、多线式润滑系统和递进式润滑系统。单线式润滑系统是在间歇 压力作用下润滑介质通过一条主管路供送至分配器, 然后送往各润滑点的集中润滑 系统。递进式润滑系统是由递进式分配器按递进的顺序将定量的润滑介质供送至各润滑点的集中润滑系统。
集中润滑市场以海外厂商为主导,各个应用领域都有国产替代的诉求。全球的集 中润滑市场主要由斯凯孚、贝卡等国际知名的机械设备制造商所主导,他们的润滑系 统产品线齐全,基本覆盖了所有的应用领域,而且全球化程度高,在世界多地均有分 支机构布局。国内的润滑系统厂商包括盘古智能、河谷流体科技和奥特科技等,他们 大多是专注于一个或少数几个子领域,凭借本土化的综合性服务优势以及价格优势来 实现国产替代。以风电领域为例,2015 年之前国内风机的集中润滑系统主要由斯凯 孚、贝卡等国际品牌供应,2015 年以后随着技术的突破、产品质量的提升,同时凭借 价格优势,本土化的定制化服务能力,盘古智能快速地对外资品牌形成替代,2020 年 的份额已经达到 55%。此外,随着企业在所专注的子领域产品的成熟以及市场地位的 稳定,他们会逐渐延伸至其他的应用领域,打开成长空间。比如盘古智能逐渐从风电 领域延伸至工程机械;三浪之前只是专注汽车底盘润滑,后来也开始进入工程机械市 场;南京贝奇尔开始加大工程机械和港口设备领域的开拓;郑州奥特以前也只是做汽 车底盘润滑,现在也开始涉足工程机械、风力发电领域。
2.2 全球风电集中润滑市场规模相对稳定,国内和国外各占半壁江山
全球风电装机稳健增长,碳中和目标下需求或更乐观。根据 GWEC 的数据,近 10 年(2014-2023 年)全球风电新增装机 CAGR 为 8%,近 5 年(2019-2023 年)的 CAGR 为 18%。尽管风电新增装机以较快速度在增长,但是与减排目标所要求的装机 规模还相差甚远。根据 GWEC 的测算,若想实现本世纪末全球温升 1.5℃以内及 2050 年净零排放的目标,2030 年的累计装机规模需要超过 3000GW,2030 年的新增装机 量需要达到 2023 年的 3 倍,即达到 390GW 左右的年新增装机规模,则 24-30 年的新 增装机 CAGR 高达 19%,未来风电发展空间或比预测和想象中来的更广阔。
陆风增速放缓,海风是未来拉动需求增长的主力。从装机类型来看,陆风发展已 经较为成熟,增速减缓。2023 年陆风累计装机规模已达到 946GW,近十年(2014-2023 年)全球陆风新增装机的 CAGR 为 8%。海风发展较晚,基数低,增速快。截至 2023 年底,全球海风累计装机 75GW,装机规模仅相当于陆风的 7%。根据 GWEC 的数据, 近十年(2014-2023 年)海风新增装机的 CAGR 为 22%。GWEC 预计 2028 年海风新 增装机将达到 37GW,5 年 CAGR 为 27%,增速远超陆风(6%),成为拉动风电需求 增长的主力。
风电机组的润滑主要采用集中润滑。由于风电机组价格昂贵,工作环境恶劣,设 备高度较高,风电机组的维修保养十分不便,为了确保风电机组可靠稳定的长期运行,风机制造厂商对其润滑系统有着极为严格的要求,需要定时、定量地给风电机组相关 润滑点提供持续润滑。人工添加润滑油脂的方式完全不能满足风电机组对润滑的需求, 且施工难度高、风险大,因此,目前全世界范围内主要采用集中润滑系统为风力发电 机提供可靠的润滑。 集中润滑系统对于风机的持久运行起到至关重要的作用。风机的组成部件包括 塔筒、叶轮、增速箱齿轮、发电机、偏航装置、控制系统等部件,其中需要润滑的主 要机械系统为风机主轴系统、偏航系统、变桨系统、发电机系统等。在风机的运行过 程中,集中润滑系统持续的对这些系统的轴承、驱动、啮合齿轮进行润滑,润滑状况 是否良好对风力发电机轴承、齿轮等重要零部件的使用寿命的影响很大,是风力发电 机能否可靠、持久运行的重要因素。
润滑系统在风机成本中占比小,风机厂商对其价格的敏感度低。根据公司招股书 的披露,润滑系统在风机机组成本占比不足 1%,成本远低于塔筒、叶片、齿轮箱等其 他风机部件,因此风机厂商对润滑系统价格的敏感性会比较低,一旦确认供应商后, 会具有较强的业务黏性,不会轻易地更换供应商,同时润滑系统也非产业链降本的核 心环节,因此面对的降价压力也相对较小。

预计全球风电集中润滑市场规模稳定在 8-10 亿左右,其中国内市场约 5 亿,海 外市场约 4 亿,国内市场略大于海外市场。风电润滑行业的产品市场需求来源主要有 两类,一是新装风机装机时配备的集中润滑系统带来的增量市场,二是已有风机集中 润滑系统的更换带来的存量市场。基于此,我们测算出 24-27 年全球风电润滑行业的 市场空间为 8.51/9.12/9.10/9.06 亿,其中国内风电润滑行业的市场空间为 4.75/4. 93/4.93/4.94 亿,海外为 3.76/4.19/4.17/4.12 亿。量价相抵,风电集中润滑市场 的空间基本保持稳定,国内市场规模会略大于海外市场。
2.3 公司在国内风电润滑领域已是绝对龙头,综合性竞争优势明显
逐步对外资品牌形成替代,公司已成长为国内风电润滑的绝对龙头。2015 年以 前,国内风电润滑市场主要被斯凯孚、贝卡等国际知名机械设备制造商所占据。公司 基于深厚的精密加工能力、复合技术运用以及定制化生产能力,实现了集中润滑系统 及核心部件的全面自主开发,快速地对外资品牌形成替代,成长为国内风电润滑领域 的龙头企业。2018 年,公司在风力发电类集中润滑系统的国内市场占有率达 40%以上,位列第一。2020 年,公司的市占率进一步上升至 55%,龙头地位相当稳固。 国内外主要的整机厂商全覆盖,下游客户的认可度高,合作稳定。公司生产的集 中润滑系统已进入国内外主流风机制造厂商的供应链体系。凭借优质的产品质量和快 速响应的定制化生产和服务能力,公司多次获得金风、远景、三一、运达等头部主机 厂商的优秀供应商奖项,在客户中形成了良好的口碑,有利于长期、稳定的合作。
创新研发模式,构建快速响应、高效交付的定制化生产能力。由于不同型号的风 机对其内部集中润滑系统的产品结构、润滑点位、技术参数等要求不同,因此集中润 滑产品具有一定的定制化属性。公司基于对行业的深刻认知,建立了一套以研发部为 中心、生产部、质量部相结合的研发模式。在该研发模式下,研发部门会直接介入到 客户的产品设计环节,与客户进行充分的沟通与协作,确保产品符合客户的需求。同 时,基于多年的定制化经验,研发部门建立了包括样机设计图纸、样机模型参数等研 发数据库,以更加快速的响应客户的定制化需求。生产部门和质量控制部门能够配合 研发部门,在短时间内生产出符合客户需求的产品。
具备较强的技术创新和精密加工能力,关键核心零部件实现自研自制。公司具备 泵芯、分配器、注油器、控制系统、阀组、蓄能器、减压阀、溢流阀等集中润滑系统 和液压系统的关键核心零部件的自主研发、设计、制造能力,实现了核心零部件自主 可控。关键核心零部件的自主研发保证了公司产品的竞争优势,能够快速响应并适用 客户对产品的定制化需求。关键核心零部件的规模化自制,一方面能在有效降低成本 的同时,保证公司核心零部件的产品质量,以提高公司集中润滑系统和液压系统的安 全性、稳定性及精密运行;另一方面能减少上游供应商的影响,及时快速应对市场需 求。 IPO 募资扩建产能和建设研发中心,公司的生产和研发能力进一步强化,奠定未 来成长基础。根据公司的招股书披露,IPO 募集资金 7.5 亿,其中 4 亿用来建设盘古 润滑·液压系统青岛智造中心二期扩产项目,建设周期为 4 年,项目达产后预计年产 润滑系统 28500 套,相比 22 年底的 41581 套增长 69%。公司的产品需求旺盛,近 几年的产能利用率均保持在 90%以上的较高水平,新产能的投产能够解决产能瓶颈, 增强供应能力,奠定未来成长的基础。此外,公司拟投资 1 亿元建设盘古智能(上海) 技术研发中心,专注于研发多领域的润滑技术应用,智能集中润滑系统以及液压产品, 为公司的业务拓展打下基础。
海外主要风电客户已实现批量供货,出海收入体量快速增长。2021 年,公司在 稳固国内市场份额的同时开始进一步开拓海外风电市场,外销收入体量开始快速增长。 2021/2022/2023 年外销分别实现收入 0.20/0.38/0.49 亿,同比增长 304%/86%/29%, 2023 年的外销收入体量相比 2020 年增长近 10 倍,收入贡献占比由 1.5%提升至 12%。目前公司的风电集中润滑产品已对维斯塔斯、西门子歌美飒、通用电气、德国 Nordex 等海外风电大客户实现批量供货。2024 年 1 月,公司宣布投资 0.5 亿在泰国 新建生产基地,国际化布局持续推进。
集中润滑业务逐步拓展至非风电领域,打开成长空间。公司依托在风电集中润滑 领域积累的技术和经验,逐步将集中润滑系统的应用领域扩展至工程车辆、工业机床、 轨道交通、盾构机、港口起重机等领域,并取得较好的成果。在工程机械领域,公司 研发的盾构机集中润滑系统已经通过中铁装备的可靠性测试认证,开始小批量在盾构设备上投入使用。在轨道交通领域,公司凭借其良好的技术水平和丰富的产品经验开 发了轮缘润滑系统,积极推进了国内轨道交通润滑技术的国产化,目前公司的轮缘润 滑系统已通过中国中车股份有限公司的产品测试,有望实现进口替代。公司目前已储 备开发了徐工机械、卡特彼勒、高测股份、中铁装备等非风电领域的优质客户。2020- 2022 年,非风电行业的收入从 0.17 亿增长至 0.56 亿,CAGR 高达 81%,增长非常 迅速,营收占比由 2020 年的 5%提升至 2022 年的 16%。未来随着新客户的持续拓 展,以及现有客户的批量供货,非风电领域的集中润滑系统收入体量还将快速增长。
2.4 战略入股众城石化,进入润滑耗材领域
战略入股众城石化,布局润滑油脂业务。2024 年 1 月,公司以自有资金 4745 万 认购众城石化 28.36%的股权,成为众城石化第二大股东。众城石化是一家润滑油脂 的生产厂家,具有专业的技术研发团队和丰富的生产制造经验,能够生产 170 多个 品种的各类中高档润滑油、润滑脂,年生产能力可达 3 万吨,产品广泛应用于钢铁、机械制造、矿山、石油开采装备、风力发电、轨道交通、国家电网等行业,下游客户 包括宝武钢铁、湖南钢铁、江西铜业、三一重工、中联重科、江钻股份、哈电风能、 中车风电、大唐电力等各个行业的头部企业。
受益于风电行业的高景气度以及风机大型化发展的趋势,风电润滑油脂的市场 空间迅速扩容,到 2027 年将达到 14 亿元。润滑脂主要用于变桨、偏航和主轴承等 部位的润滑,为消耗型产品。大型化趋势,单台风机的润滑油脂消耗量增长十分明显。 单台 1.5MW 风机每年消耗的润滑脂在 20L 左右,而单台 10MW 以上的风机每年消 耗的润滑脂在 200L 以上,消耗量增长近 10 倍。此外,大兆瓦风机用的润滑油脂单 升均价也更高。主要系大兆瓦风机的主轴轴承润滑点位更多,相对应的主轴轴承润滑 油脂用量占比会高于小兆瓦机型,而主轴轴承用的润滑脂价格要显著高于偏航和变桨 轴承。基于风电装机快速增长以及大兆瓦机型的快速迭代,我们预计 2027 年我国风 电润滑脂的市场空间将达 13.8 亿,23-27 年的 CAGR 达到 28%。
参与玩家方面,当前风电润滑脂市场基本被克鲁勃、壳牌、埃克森美孚等海外厂 商垄断,国产润滑脂的渗透率不到 5%,未来存在较大的国产替代空间。目前海外厂 商定价较高,以主轴轴承润滑脂为例,国产品牌基本为海外品牌的三分之一。若未来 国内厂商能突破技术、供应商认证等壁垒,实现规模化生产和销售,国产替代空间较 大。 商业模式上看,公司作为润滑设备的提供商,供应配套的耗材产品具备天然优势。 根据公司的公告披露,部分客户在采购润滑系统时会要求设备和耗材一起打包采购, 公司当前的做法是外采润滑油脂产品,预灌封到润滑设备中,再打包交付。2022 年, 公司的润滑油脂业务实现 0.17 亿收入,毛利率为 36.05%,这部分的盈利主要来源于 规模化采购和零售之间的差价。我们认为,公司基于在润滑设备领域积累的优质口碑 和客户资源,未来如能实现国产润滑油脂产品的突破,以设备带耗材的形式进入到下 游客户供应链将更容易,润滑油脂业务也有望给公司带来较大的业绩增量。
三、 国产液压变桨的量产元年将至,市场将迎来快速扩容阶段
3.1 液压变桨契合行业发展趋势,国产替代助推渗透率提升
变桨系统为风机核心控制系统之一,保障机组安全、稳定、高效运行。变桨系统 通过控制叶片的桨距角来控制风轮的转速,进而控制风机的输出功率,保障了风机的 安全、稳定、高效运行。根据风速的情况,变桨距风机可以分为四种运行状态,包括 起动状态(转速控制)、欠功率状态(定奖距控制)、额定功率状态(功率控制)和顺桨状态 (安全停机)。

根据驱动方式的不同,风机变桨系统可以分为电动变桨系统和液压变桨系统两 类。电动变桨系统是用电动机作为变桨动力,通过伺服驱动器控制电动机带动减速机 的输出轴齿轮旋转,输出轴齿轮与桨叶根部回转支承的内侧的齿轮啮合,带动桨叶进 行变桨。液压变桨系统由液压泵为工作动力,液压油为传递介质,电磁阀作为控制元件,通过将油缸活塞杆的径向运动变为桨叶的圆周运动来实现桨叶的变桨距。
液压变桨系统的响应速度快,变桨的速度和精确度更高。电动变桨的执行机构 为伺服电机,电机本身惯量大,并且随着单机容量的增加,惯量会越来越大,动态 响应速度会变差。如果电机本身连续频繁变桨,还会产生过量的热负荷使电机损 坏,因此电动变桨的桨叶调节速度有一定的限制。而液压变桨控制桨叶速度由流量 决定,所以动态响应效果更好,变桨的速度和精确度更高。在遇到极端风况的情况 下,高响应速度能够保证桨叶在很大载荷下顺利完成收桨保护动作,避免超速事故 发生。 液压变桨的可靠性和稳定性更优,能够显著降低运维成本。变桨系统故障是导 致风机故障和停休的主要原因之一。据欧盟 ReliaWind 的统计数据,在风机故障原 因分析中,变桨系统故障占比达 21%。在风机停机原因分析中,有 23%的停机时 间是由变桨系统故障导致。使用液压变桨的风机故障率明显降低。以大唐集团六鳌 陆上风电场为例,该风电场的一期有 36 台风机,全部使用液压变桨,二期和三期 分别有 36 台/13 台风机使用电动变桨。三期风电场一年的故障总台次分别为 317/329/310 台次(注:一台风机发生一次故障记为一台次),其中变桨系统故障台 次分别为 1/242/191 台次,可以非常明显的看出液压变桨的故障发生率相比电动变桨 大幅降低。具体原因而言,一方面,由于电动变桨的电气元件较多,发生故障的概 率更大。以最容易发生故障的备用电源系统为例,六鳌二期、三期风电场的备用电 源系统故障台次分别为 145/55 台次,占到变桨系统故障台次的 60%/29%,占到总 故障台次的 44%/18%。而液压变桨系统不带有备用电源,使用蓄能器作为紧急变桨的能量来源,在一定程度上减少备用电源故障而导致的变桨系统故障。另一方 面,电动变桨是用伺服电动机控制齿轮来带动叶片轴承进行变桨,齿轮传动需要专 门的润滑,而且叶片轴承中需要增加齿圈,会影响轴承的强度。齿轮传动在长期高 工况和间隙回冲的双重作用下还容易造成齿轮的磨损,发生齿轮卡死、变形等情 况。而液压变桨采用油缸传动,无须齿圈和外部润滑,传动更为直接,系统的可靠 性更高。此外,液压系统的缓冲特性,能够更加柔和并且安全地吸收风机运行过程 中因为湍流和阵风影响而形成的动态大载荷,使传动部件速度变化更加平稳,稳定 性更佳。
风机大型化加速的趋势下,液压变桨的应用优势凸显。风机大型化是风电降本 增效的核心手段之一,平价以来的大型化速度有明显加快。电动变桨由于电气元件太 多,控制系统复杂等因素制约了其在更大型风机中的应用。而液压变桨具有高功率密 度、高扭矩输出的优势,实现相同作用力矩所需要占用轮毂内的空间更小、重量更轻。 当风机的单机容量增大时,其重量更大,叶片也更长、更宽,自身承受的载荷越大, 液压系统只需适当增加液压油缸和蓄能器的尺寸即可有效提高系统输出,从而获得 所需要的大扭矩来应对更大的载荷。因此在风机大型化的发展过程中,液压变桨的成 本提升较少。根据哈威液压的数据,12MW 的风机相比 6MW 的风机,液压变桨系统 的成本只提升 10-15%。
对标海外来看,国内液压变桨系统的渗透率有很大的提升空间。根据我们的统计, 目前海外头部的主机厂商维斯塔斯、西门子歌美飒等均使用液压变桨系统,海外液压 变桨的渗透率在 50%以上。而国内目前仅有金风科技和上海电气的小部分机型使用 液压变桨系统,渗透率还非常低。主要原因系进口的液压变桨产品价格高昂,而国内 的液压变桨产品及相关的供应链还未成熟。未来随着国产品牌的突破,以及风机大型 化、海上风电的快速发展,液压变桨的渗透率有望快速提高。 预计国产液压变桨在 2025 年进入量产元年,此后渗透率将快速提升。根据盘古 的公告显示,公司自主研发的液压变桨产品即将进行挂机测试。挂机测试完成后将进 入小批量生产阶段,因此我们认为 25 年有望是国产液压变桨产品的量产元年,液压 变桨的渗透率将迎来快速提升阶段。我们预计27年国内液压变桨的渗透率达到10%, 对应市场规模为 8.6 亿,25-27 年的 CAGR 为 232%。全球液压变桨的市场规模在 27 年将达到 44.4 亿元。
3.2 公司在技术、工艺、客户资源等方面均有积累,液压业务放量在即
液压站产品的放量带来液压系统业务收入体量的快速增长,液压变桨产品即将 进入挂机测试阶段,预计 25 年开始贡献收入。公司目前已批量化供货的液压系统 产品是三合一液压站产品,该产品用于偏航的制动、主轴的制动以及叶轮的锁紧, 通过液压站输出压力,使锁销或卡钳工作。液压站产品于 2020 年通过了国内知名 风机制造厂商的产品测试,2021 开始批量供应金风科技、东方电气等客户,实现 了国产化替代。目前对金风科技、上海电气、东方电气、三一重能、联合动力等均 已实现批量或小批量供货。在海外已向西门子歌美飒进行供货,其他的海外客户不 断开拓中。基于液压站产品的放量,公司的液压系统业务收入体量逐年快速增加, 2021/2022/2023 分别实现 0.22/0.41/0.70 亿,毛利率分别为 19%/29%/30%,随着量产规模的增加,业务毛利率也在不断提升。液压变桨产品已经通过了某国内知名 的风机厂家的台架测试,后续会进行挂机测试。我们预计 24 年底完成挂机测试, 25 年开始放量,贡献收入。

液压阀和液压泵等液压系统的核心零部件非常依赖进口,成本较高。根据海关 总署数据,液压阀和液压泵每年均存在一定的贸易逆差,特别是液压阀,22 年的贸 易逆差还接近 10 亿美金,液压泵虽然在 22 年的贸易逆差显著收窄,但是进口的单 价远高于出口单价,说明高端的液压泵产品仍需要以较高的价格向国外厂商采购。
依托于强大的技术创新和精密加工能力,公司实现了关键核心零部件的自研自 制。集中润滑系统是液压系统的分支,两者具有类似的产品结构和运作原理,因此 在核心的技术原理和生产制造能力上具有一定的相通性。基于在集中润滑领域深耕多年的技术和工艺积累,公司已经具备泵芯、分配器、注油器、控制系统、阀组、 蓄能器、减压阀、溢流阀等集中润滑系统和液压系统的关键核心零部件的自主研 发、设计、制造能力,实现了集中润滑系统和液压系统的核心零部件自主可控。关 键核心零部件的规模化自制,一方面能够有效降低成本,保证公司核心零部件的产 品质量,以提高公司集中润滑系统和液压系统的安全性、稳定性及精密运行;另一 方面能减少上游供应商的影响,及时快速应对市场需求。
集中润滑领域积累的客户资源可平移,降低液压产品的客户开拓难度,提升测试 和验证的效率。由于风机的运行环境恶劣,运行时间又长达 20 年,因此风机厂商对 于新技术和新零部件的应用都较为谨慎,对于新的零部件供应商认证都十分严苛,往 往要经历较长时间的测试和验证。基于在风电集中润滑领域多年的深耕,公司与国内 外头部的主机厂商均建立了长期稳定的合作关系,并凭借优质的产品和服务积累了优 质的口碑和较高的信任度,为新的液压产品导入奠定了良好的客户基础。同时多年积 累的定制化生产和服务经历使得公司与客户之间在研发、设计等方面具有密切的合作 经验,这些有利于提高新产品的测试和验证的效率。
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