风电机组整机型式认证浅析

北极星风力发电网讯:从国家“十五”规划至今，我国风电行业已初步树立起对比较较完善的风电整机装备及部件认证系统，风电机组整机装备及部件的认证已慢慢成为保证全部风电产业健康发展的重要管理手段和办法。风电产品的认证能够增进产品质量的提升、优化风电机组性能，同时加速了风电技术的改良和发展。

2014年9月，国家能源局公布《关于标准风电设备市场次序有关要求的告诉》（国能新能[2014]412号），明确提出风电行业要“增强检测认证确保风电设备质量”。文件规定，接入公共电网的风电机组及其风轮叶片、齿轮箱、发电机、变流器、控制器和轴承等关键零部件必须进行型式认证，由此可见风电机组型式认证的重要性及急切性。

风电机组型式认证作为风电机组开发的最后一个环节，能够整体检测风电机组实际运转性能，确保后续批量投运的风电机组性能与设计指标相符，同时能够保证风电机组产品质量。所以，风电机组整机型式认证工作这一环节相当重要。本文就国内型式认证触及内容作有关介绍和分析。

型式认证的内容

国内风电机组型式认证实施的标准是基于IEC标准和有关国家标准，同时与各认证机构专用的认证规则相联合，主要包括设计评价、型式实验和工厂审查等认证模块。型式认证是着眼于风电机组整机的设计、构造、工艺、生产、质量、性能、一致性等方面的评价和审查，目标在于确保风电机组依据设计要求、有关标准及其他技术要求进行设计输入、设计输出和验证，并由有资质和能力的整机制作商生产制作，确保风电机组依照设计要求和要求进行安装、测试、运转、保护，最后为风电机组投入市场提供技术保证。

国内型式认证关键模块

国内型式认证关键模块如图1所示。

图1：国内型式认证关键模块

一、设计评价

设计评价主要包括六个方面：载荷评价、控制和保护系统评价、部件实验验证、机械和电气部件评价、制作方案及工艺评价、安装和保护方案评价。

（一）载荷评价

载荷评价主要包括对载荷计算办法的评价、机组运转状态的模仿计算分析、动力学模型评价、大部件及关键地位载荷的计算结果评价和优化等。

（二）控制和保护系统评价

控制和保护系统评价主要包括控制系统原理和控制系统功能评价、风电机组运转形式评价、控制系统逻辑评价、安全系统评价及安全系统传感器评价、液压系统等有关评价。

（三）部件实验验证

在设计评价中，如发现对部件的有关分析不够充足，除过对部件的设计文件进行评价外，还要对一些关键部件进行实验验证，例如齿轮箱、发电机、变流器等部件的出厂实验或型式实验报告审查等，以添加理论分析，对部件的功能和实用性做出精确评价。

（四）机械和电气部件评价

机械和电气部件评价主如果对机械零部件的设计图纸、技术要求、材料清单、强度和安全性进行评价，包括零部件静强度、寿命疲惫的评价和电气零部件设计评价和实验报告审查。

（五）制作方案及工艺评价

制作方案及工艺评价主要包括对风电机组制作和装配工艺、专用设备、专用工具、丈量实验办法、质量记载、质量评价要求和制作、安装人员的资质和技巧的审查。

（六）安装和保护方案评价

安装方案评价包括对风电机组安装要求、安装人员资质和技巧要求、土木电气的具体要求说明、安装专用工具和设备、人员安全和环境保护办法、安装手册等项目标评价和审查。

保护方案评价包括对保护要求、保护筹划、保护周期、安全保护办法、操作指南、保护手册和人员资格和技巧的评价和审查。

二、型式实验

型式实验包括低电压穿越测试、电能质量测试、载荷测试、功率特征测试等多项测试，如今风电场开发商比较关注风电机组功率特征测试和载荷测试，缘由在于风电机组功率特征测试能直观地体现机组发电量水平，而载荷测试则能体现机组的安端赖得住性。

如今国内型式实验测试，消除风电场风况及天气因素外，制约和影响测试的主要因素就是地形，平展地形的测试依照IEC有关标准实施便可，而复杂地形包括山地和丘陵地形的测试则没有有关标准能够参照。下头就以某复杂地形风电场的型式实验测试为例，简单论述和分析一下如今国内如何应对复杂地形的型式实验测试。

以四川昭觉某风电项目为例，该项目所处地形复杂，不相符IEC61400－12－1标准对地形的要求，如依照惯例的测试办法进行测试，测试的结果会受地形的影响而误差很大，所以依照IEC规定需求对该场地进行标定，标定是对复杂地形的量化，以下降地形和障碍对功率曲线特征和载荷测试的影响。场地标定的办法是在距离风电机组尽量近的地方安装激光雷达测风系统，同时在风电机组四周装用于功率特征和载荷测试的测风塔（如图2所示），激光雷达测得10min风速平均值为Vj，测风塔测得10min风速平均值为Ve，由此获得风速改正系数a=Vj/Ve，依据风速改正系数便可推得风电机组处的风速（如图3所示），可用于风电机组的功率曲线特征和载荷测试。可见复杂地形的功率曲线特征测试和载荷测试比较困难，所以，选择适合的测试风电场尤其重要。

三、工厂审查

工厂审查本质上就是对整机制作商的生产能力评价和质量管理系统审查，是对制作商的制作工艺、工厂生产制作能力和产品一致性的评价和审查。

风电机组零部件变更关于型式认证的影响

如今关于风电机组制作商来讲，风电机组型式实验本钱较高，风电机组制作商不也许将各类配置的风电机组在风电场竖机进行型式测试。所以，风电机组零部件的变更对设计评价和型式实验产生的重要影响，是整机制作商比较关注的问题。下头简单介绍关键部件更改对风电机组型式认证的影响：

（1）如变更叶片，关于设计评价，载荷需求重新评价，风电机组构造安全需求重新校核；关于型式实验，功率曲线特征测试和载荷测试需求重新测试。

（2）如变更齿轮箱、发电机、变流器等大部件，在坚持设计不变的情形下，关于设计评价，需求添加设计评价资料，如图纸、计算报告等；关于型式实验，功率曲线特征测试和载荷测试不需求重新测试，更改后的部件须做部件型式认证，同时配整机做有关评价审查便可。

（3）如变更控制器，在坚持控制战略不变的情形下，关于设计评价，需求添加设计评价资料，如设计图纸、原理图等；关于型式实验，功率曲线特征测试和载荷测试不需求重新测试，变更后的控制器须做部件型式认证，同时配整机做有关评价审查。

结语

对中国风电整机制作商来讲，2015年是劳碌的一年，各大制作商都在对自己公司的主力机型进行型式认证。对风电机组进行型式认证，不管关于风电开发商、设备制作商、还是全部风电行业来讲都是好事。一方面，对风电设备行业能够起到优越劣汰的用处，达不到认证要求的企业市场空间将愈来愈小，并最后出局；另外一方面，有益于龙头企业的身份稳固，通过认证的风电设备，任何企业都应采取相应的结果，不得要求反复检测，这实际上也减轻了设备供给商不用要的累赘。更重要的是，我国风电设备的质量与性能势必大大提升，这更有益于增强我国风电设备在国际市场中的竞争力。

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