国内外风电标准现状报告

1.国际风力涡轮机标准，测试和认证的发展1.1.1风力发电设备标准制定的早期历史国际风力发电设备的测试和认证已有30多年的历史。 1970年代，丹麦根据当时的工业标准建立了自己的风力发电机测试和认证系统。它于1979年被正式批准。确定私人对风电的投资需要通过RIS？国家实验室的测试和资格认证，如果要获得国家补贴。 1.从1980年到1995年，风电在国际范围内得到了广泛的发展。为了保证风力涡轮机的质量和安全并促进风力涡轮机国际贸易的发展，先进的风力发电国家已经相继采用了与机组设计，质量和安全性有关的风力发电标准草案/指南。 1985年，荷兰电工委员会（NEC88）颁布了风力涡轮机的安全设计指南，加拿大标准协会发布了适用于该国的小型风力涡轮机的安全设计标准。 1986年，德国第三方认证机构劳埃德船级社（GermainscherLloyd，简称GL）提出了第一个风力发电机型号认证和项目认证规范。 1987年，国际电工委员会（IEC）成立了88技术委员会（Technical Committee-88，简称TC88）。同年，TC-88发布了基于GL规范2的风力涡轮机安全要求标准。1988年，丹麦，德国，荷兰和国际能源署（IEA）陆续发布了该规范的运行规范和指南。风机的验收。 1992年，丹麦发布了丹麦标准（DS）DS472。 1994年，美国能源部（DOE）开始组织实施风力涡轮机研究计划，并计划通过项目实施初步形成美国风力发电行业认可的基本标准协议。风电设备的早期检测和认证主要发生在欧洲，这与欧洲风电技术和风电产业的发展密切相关。一方面，欧洲风电行业的发展促进了检验认证体系和标准的发展，从而使欧洲后来成为世界上最完整的风电标准，测试和认证体系，另一方面，发展测试和认证的改进以及强大的功能推动了欧洲风力发电行业的发展，使欧洲始终是风力发电技术和风力发电行业的世界领导者。作为风电设备认证历史上的第一批认证标准和准则，这些标准，规则和准则草案的颁布和试行，为建立和完善国际风电认证体系提供了基础和指导。 1.1.2 IEC风力发电设备系列标准的形成随着世界风力发电的蓬勃发展，风力发电机的贸易已逐渐从国内走向国际。面对不同国家的认证机构及其不同的规则和要求，为了获得国际贸易权，风力涡轮机通常需要得到各国认证机构的认证。为了避免重复认证，欧盟建议建立IEC标准，以统一认证规则和要求。在风力涡轮机标准化方面，国际标准化组织（ISO）已与IEC达成协议，由IEC领导风能行业的标准化。 1995年，IECTC88开始研究风力涡轮机认证程序的国际标准化。最后，IEC认证评估委员会于2001年发布了第一版“ IECWT01风力发电机组并网认证规则和程序”，随后TC88逐步发布了IEC61400系列标准。并且，根据标准的实施和风电行业的发展，不断对原始标准进行修订，并开发新的标准。当前的IEC61400系列风力发电机标准包括风机设计要求，叶片测试，功率特性测试，噪声，负载测量等，IEC标准，以统一认证规则和要求。在风力涡轮机标准化方面，国际标准化组织（ISO）已与IEC达成协议，由IEC领导风能行业的标准化。 1995年，IECTC88开始研究风力发电机组认证程序的国际标准化，最终IEC认证评估委员会于2001年发布了第一版“ IECWT01风力发电机组并网认证规则和规程”。 TC88的增长率超过15％，过去六年（2005-2009年）的年均增长率超过27％。截至2009年底，全球风力涡轮机的累计装机容量为159GW，其中2009年新安装了38GW，接近累计装机容量的1/4，创造了年度装机容量的新记录。截至2009年底，已有100多个国家参与了风力发电的开发，其中17个国家的累计装机容量超过100万千瓦。随着风电产业的飞速发展，越来越多的发展风电的国家认识到对风电设备进行测试和认证的需要，其中包括丹麦，德国，荷兰，挪威，西班牙，瑞典，美国等许多国家。 ，并且印度建立了风力发电设备测试和认证系统。目前，IEC61400系列标准已成为各国风力发电设备认证的基本标准。各国的风机标准，测试和认证规则是围绕IEC61400系列标准建立的，它们之间有很多共同点，这极大地促进了各国之间风机认证的发展。例如，荷兰，德国和丹麦承认彼此的测试结果。但是，由于当地法规和具体情况的差异，各国在制定自己的风机标准和认证规则时，也会根据实际情况提出一些要求。例如，丹麦类型认证要求必须对风力涡轮机进行噪音和叶片反射特性测试，而德国认证则对风力涡轮机塔架提出特殊要求。除了IEC61400系列标准外，国际上使用的风机认证标准还包括GL的风机认证准则和DNV的风机设计准则。 1.2 IECWT01认证模型简介IECWT01将风力涡轮机认证分为类型认证，项目认证和组件认证。 1.2.1型式认证型式认证涉及风力涡轮机的各个方面，包括塔架以及塔架与基础之间的连接类型，还包括风力涡轮机设计期间对基础的要求，甚至可能包括或更多基础设计方案。 。型式认证的目的是确认风力涡轮机的设计和制造符合设计条件，规定的标准和其他技术要求。必须有证据表明可以根据设计文件安装，操作和维护风力涡轮机。类型认证适用于具有相同设计和制造过程的一系列风力涡轮机。型式认证包括以下四个强制性模块和两个可选模块：1.2.2项目认证该项目认证证书是针对一台或多台风力涡轮机签发的，包括塔架基础和对特定安装场所条件的评估。项目认证证书的签发是在型式认证的基础上，通过现场评估和塔架设计评估完成的。项目认证的目的是评估并确认经类型认证的风力涡轮机和相应的塔基础设计是否可以满足特定风电场的外部条件，适用的建筑和电力法规以及其他相关要求。认证机构应评估并确认但是，风力条件以及其他环境条件，电网条件和场地的土壤特性与要安装的风力发电机的设计和塔基础设计是一致的。对于已获得型式认证的风机，项目认证包括以下图1-2中的必需模块和可选模块。组件认证的目的是确认指定类型的风力涡轮机中使用的组件是根据设计条件，指定标准和其他技术要求进行设计和制造的。组件认证包括以下模块：-设计评估，型式试验，-制造能力评估，-最终评估。以上模块是必填模块。零件认证程序与标准中规定的型式认证程序一致。模块的具体内容取决于申请认证的具体部分。每个模块的评估结果达到要求后，可以颁发符合性证书。 2.中国风电标准概述及问题分析2.1中国风电标准概述中国风电标准包括国家标准和行业标准（电力行业标准，机械行业标准等），涵盖风电涡轮，零件，材料，设计，测试等许多方面。中国目前有52个国家风电标准（包括离网/小型风力发电机组标准），其中11个源自IEC标准，一个源自AWEA标准。这12个标准涵盖安全要求，功率特性测试和噪声测试，机械负载测试，功率质量测试，风力资源评估，雷电防护，叶片测试以及风力涡轮机认证的其他关键要求，如下表2-1所示。除了这些国家标准之外，在风力发电设备测试和认证中还经常使用机械，电力和其他行业的相关标准，例如电力行业标准“ DL / T5191-2004风力发电站项目建设工程验收程序”，机械行业标准“ JB / T10427-2004风力发电机通用液压系统”等。从现行标准和标准计划来看，随着我国风电行业的发展壮大，我国风电的标准化设备在政府，企事业单位的支持和关注下稳步发展。一方面，从事风电行业的企事业单位积极参与了风机标准的制定和修订。另一方面，风力涡轮机标准也为中国的风力发电行业做出了相应的贡献。被风电行业的企事业单位接受。随着中国风电产业的发展，中国的风电标准化体系也在逐步建立和完善。风力涡轮机的技术术语，单元设计要求，组件设计要求，测试和检查标准已基本涵盖了风力发电行业的各个方面。主要链接（见附录A《中国并网风电设备标准概述》）广泛用于风机及其零部件的设计，制造，采购，使用和维护，还用于质量检验，认证。而风电在我国风电设备领域的发展等领域都发挥了重要的技术指导作用。国家有关部门在加快风电行业标准建设中发挥了不可替代的作用。 2009年，国务院第38号明确规定，“建立和完善风电设备标准，产品检测和认证制度”是必要的。为了贯彻本文件的规定，规范中国风电产业的发展，建立完善的风电标准化机构的要求可能有所不同。例如，国家建筑法规和电网对在其本国安装的风力发电设备有不同的要求。在一些国家已经采取了一些更灵活的方法来共存风电标准。近十年来，风电产业尝试发展迅速。新材料（如碳纤维和稀土永磁材料），新工艺（如叶片真空灌注）和新技术（如永磁发电）已逐渐应用于风力发电设备中，单位容量风力涡轮机一直在增长。随着海上风电进入大规模发展阶段，风电产业取得了长足发展。为了满足风电行业的发展需求，IECTC88对风电设备的基本技术要求进行了重大修订，并于2010年5月发布了IEC61400-22风力发电机组的合规性测试和认证，以替代IECWT01。 。随着时间的流逝，风电标准也将随着风电行业的发展而不断更新和修订。 3.存在的问题目前，中国的风电产业规模和发展速度一直处于世界前列，但中国的风电产业标准体系尚未达到国际水平。 （1）现有标准并未完全适应中国国情。我国的风力发电机产品标准和测试标准已经基本完成。但是，这些标准中的大多数直接等同于采用IEC标准，并且在考虑中国的风和环境条件时并未制定IEC标准，这导致这些标准不适用于中国。一些重要的基本标准，例如GB18451.1-2001“风力发电机安全要求”是风力发电机设计和认证的基本依据。该标准直接等同于采用IEC61400-1标准。该标准是否适合中国的特定风况？这些特征尚未得到验证，无法完全适应中国的风况和气候特征。例如：在西北地区，如果设计基于IEC61400-1标准，则50年3秒的平均极端风速等于年平均风速的7倍，因此风力发电机组的设计成本增大，这是不经济的，而在东南沿海地区，设计是基于相同的标准的。风扇可能强度不足，使用寿命不足。 （2）中国缺乏特殊的风况。缺少风能标准我国目前的风能标准大多使用IEC标准，但是我国地域辽阔，气候条件多样，??这显然与IEC标准所基于的欧洲环境条件不同。欧洲先进的风力发电国家根本没有诸如台风，高原等特殊的环境条件，IEC没有相关标准，但在我国的风力发电领域中很普遍。中国东南沿海的大多数风能开发区都面临台风问题，台风对风力发电机的安全影响很大。海拔高于2000m的高原地区，如云贵高原和青藏高原，温度低，空气密度低。环境条件的变化可能会导致对电气组件的绝缘要求和对机械组件的操作要求发生了变化。这些环境条件对风力涡轮机的设计要求和安装规范有特殊要求，但是目前在我国和世界上尚无台风和风力发电设备的标准。此外，在低温条件下，欧洲风力发电的发展也存在同样的问题，但是欧洲的平均风速全年变化不大。低温条件主要是指严重的结冰问题。但是，中国的低温条件不仅冰冷，而且在冬季低温时期也存在风速高的问题。关于低温风力涡轮机的技术要求，没有明确的国际标准可遵循，GL仅提供了技术说明以供欧洲参考。中国目前正在讨论这一方面。建议在风力涡轮机设计之初就将温度和风速考虑在内。这些要求对材料，控制和保护系统以及加热系统的影响是制定中国低温风力涡轮机标准的基础。 （3）标准修订不及时。标准制定的最佳时间是在技术初始阶段的2/3到技术开发早期阶段的1/3的时间段内，并且标准修订的间隔对于发展中行业是最佳的。在2-3年内。中国的风电产业正处于大规模发展阶段，并且在过去的五年中取得了快速的发展。发展速度和发展规模处于世界前列，但中国风电标准的修订速度远远落后于世界水平。目前，中国的风电标准大多等同于或修改为采用IEC标准，从IEC标准的英文版到中文标准的翻译需要一定的审查和行政审批时间，这导致了中国风电标准要落后一定程度。同时，由于该行业的快速发展，未能及时满足对标准的修订和改进的需求，落后于实际需求。 （4）基本标准有待提高根据风力发电机的结构特点，对风电行业的结构强度分析通常取决于相关的钢结构标准或规范。例如，对于风力涡轮机结构中使用的大量焊接，国家标准GB50017-2003“钢结构设计规范”和欧洲标准EuroCode3给出了焊接强度分析的要求，但具体要求是不同的。例如，对于常用的直角焊缝，GB50017只需要考虑垂直于焊缝的法向应力和平行于焊缝的切应力，而EuroCode3还考虑垂直于焊缝的切应力的影响。此外，对于焊接曲线的SN，EuroCode3给出了更多的疲劳疲劳细节。对于复杂的结构形式，还给出了对应于几何应力法（热点应力法）的疲劳等级，更适用于实际工程。