GB∕T 41512-2022 分散式风力发电机组.pdf

ICS 27 .180CCS F 11中华人民共和国国家标准GB/T 415122022分散式风力发电机组Distributed wind energy generation systems2022-07-11 发布2023-02-01 实施国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会GB/T 415122022目 次前言.mi范围.12规范性引用文件 .13 术语和定义. 24 技术要求.24.1 基本要求.24.2 结构部件.24.3 控制系统.34.4 机械系统.44.5 电气系统.44.6 并网适应性设计.54.7 健康、安全与环境保护设计.55 试验方法 . 56检验规则.66 .1 检验类别.66,2 检验规定. . . 66 .3 检验项目.67包装和运输.68安装调试和运行维护.78.1 安装调试.78.2 运彳丁维护. 7参考文献”8IGB/T 415122022a-刖 百本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标淮化文件的结构和起草规则的规定 起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国风力发电标准化技术委员会(SAC/TC 50)归口。本文件起草单位;北京鉴衡认证中心有限公司、中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院有限公 司、远景能源有限公司、新疆金风科技股份有限公司、中国船舶重工集团海装风电股份有限公司、浙江运 达风电股份有限公司、维斯塔斯风力技术(中国)有限公司、上海电气风电集团股份有限公司、中车株洲 电力机车研究所有限公司、东方电气风电有限公司、国电联合动力技术有限公司、北京乾源风电科技有 限公司、中电投电力工程有限公司、明阳智意能源集团股份公司、中节能风力发电股份有限公司、湘电风 能有限公司、北控清洁能源集团有限公司、龙源电力集团股份有限公司、广东省风力发电有限公司、中国 长江三峡集团有限公司、江四立信检测技术有限公司、华能新能源股份有限公司、广东粤电湛江风力发 电有限公司、内蒙古工业大学、国际铜业协会。本文件主要起草人:蔡继峰、王建平、任君、朱宏栋、敬双、蔡梅园、周民强、陈强、常春阳、盛科、曾东、 袁凌、赵志斌、庄严、邓屹、银磊、武林侠、曾兴国、韩军、刘峻岐、刘东海、张学礼、汤鹏、张龙、李国庆、 何凯华、孟克其劳、王大刚、王宝归、杨志千、刘庭。inGB/T 415122022分散式风力发电机组1范围本文件规定了分散式风力发电机组的技术要求、试验方法和运行维护要求. 本文件适用于水平轴并网型分散式风力发电机组。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。GB/T 1094.16电力变压器 第16部分:风力发电用变压器GB/T 2900.53电工术语风力发电机组GB/T 3906 3.6 kV40.5 kV交流金属封闭开关设备和控制设备GB/T 5226 .1GB/T 12326GB/T 14549GB/T 15543GB/T 18451.1GB/T 18451.2机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件电能质量 电能质量 电能质量电压波动和闪变 公用电网谐波 三相电压不平衡GB/T 18802,11风力发电机组设计要求风力发电机组功率特性测试低压电涌保护器(SPD)第11部分:低压电源系统的电涌保护器性能要求和试验方法GB/T 19072GB/T 19073GB/T 19568风力发电机组 风力发电机组 风力发电机组塔架齿轮箱设计要求 装配和安装规范GB/T 1996 0.2风力发电机组 第2部分:通用试验方法GB/T 19963GB/T 20319GB/T 20320GB/T 22516GB/T 24337GB/Z 25320.7风电场接入电力系统技术规定风力发电机组 风力发电机组 风力发电机组验收规范电能质量测量和评估方法 噪声测量方法电能质量 公用电网间谐波电力系统管理及其信息交换数据和通信安全第7部分：网络和系统管理(NSM)的数据对象模型GB/T 25383GB/T 25384GB/T 25385GB/T 33593GB/T 33629GB/T 35792风力发电机组 风力发电机组 风力发电机组风轮叶片风轮叶片全尺寸结构试验运行及维护要求分布式电源并网技术要求 风力发电机组雷电保护 风力发电机组合格测试及认证GB/T 415122022GB/T 36 490风力发电机组防雷装置检测技术规范GB/T 37257风力发电机组机械载荷测量GB 50060 3HO kV高压配电装置设计规范GB/T 51121风力发电工程施工与验收规范3术语和定义GB/T 2900.53界定的以及下列术语和定义适用于本文件3.1分散式风力发电项目 distributed wind energy project所产生电力可自用，也可上网，且在配电系统平衡调节的陆上风力发电项目.3.2分散式风力发电机组 distributed wind energy generation systems应用于分散式风力发电项目且并网运行的风力发电机组。3.3涡激振动 vortex induced vibration；VIV涡周期性脱落引起的塔架横向振动。4技术要求4.1 基本要求分散式风力发电机组基本要求如下：a）设计要求应满足GB/T 18451.1的规定；b）并网性能应满足分散式风力发电项目所接入电网的相关要求；c）健康、安全和环境保护应满足国家和地方的有关规定。4.2 结构部件4.2.1 机舱机舱设计宜考虑在吊物孔、逃生口、机舱与塔筒外缝隙、机舱与轮毂结合处，增设防护罩或防护网， 防护网孔径应能阻挡直径20 mm及以上的物体坠落到地面。机舱外结构件（例如机舱测风仪支架、机舱外传感器等）宜考虑螺栓断裂或结构损坏脱落的可能性。4.2.2 塔架塔架应满足GB/T 19072的要求。宜考虑机组在吊装过程中以及停机期间，塔架涡激振动对风力发电机组的影响，至少宜考虑至塔架1）国家能源局分散式风电项目开发建设暂行管理办法对分散式风电项目有以下技术要求：a）接入电压等级应为110 kV及以下，并在110 kV及以下电压等级内消纳，不向110 kV的上一级电压等级 电网反送电；b） 35 kV及以下电压等级接入的分散式风电项目，应充分利用电网现有变电站和配电系统设施，优先以T或 者n接的方式接入电网；c） 110 kV（东北地区66 kV）电压等级接入的分散式风电项目只能有1个并网点，且总容量不应超过50 MW； d）在一个并网点接入的风电容量上限以不影响电网安全运行为前提，统筹考虑各电压等级的接入总容量。GB/T 415122022二阶固有频率，必要时应采取适当的预防措施，并在安装手册中说明。4.2.3 紧固件设计时，对叶根螺栓、变桨轴承螺栓、主轴轮毂连接螺栓、塔筒螺栓等关键螺栓,需要进行详细、合理 的计算芬析，确保其具有足够的极限和疲劳强度。计算分析过程中，宜充分考虑螺栓和被连接件间的刚 度关系、外部载荷在螺栓组中的分布特性以及结构受载后的弹性变形对螺栓的影响等，宜使用有限元法 分析方法进行建模分析。4.3 控制系统4.3.1 控制和保护分散式风力发电机组应具备可调节的噪声控制模式。保护系统应能防止在手动变桨模式下，机组出现所有叶片同时处在非顺桨状态，防止风轮超速。风力发电机组应能根据内置程序或者用户输入，对敏感扇区进行光影控制，减少对人或动植物的影 响（包括但不限于停机、偏航等）。风力发电机组的控制系统应具备安全系统节点和关键设备（如变桨电容）定期自检功能，一般为至 少一年一次。控制系统的安全通信机制应符合GB/Z 25320.7的规定，外部访问或者第三方接人应经过授权，才 能访问。保护系统应具有两个或两个以上独立层级保护系统的保护功能。4.3.2 监测分散式风力发电机组叶片应具备结冰监测和预警功能，其他部位宜具备结冰监测功能，当监测到结 冰后，应采取适当措施，避免覆冰脱落造成伤害。风力发电机组宜具备叶片状态监测能力，如频率监测。风力发电机组应具备塔架倾斜和振动实时监测功能，能够实时监测塔架倾斜度和塔顶前后左右方 向的振动情况，当监测到塔架振动接近设计安全阈值,应主动对塔筒进行保护控制，减少振动，当振动超 过设计安全阈值，机组应主动停机保护。宜对塔架疲劳损伤进行累计，分析塔架剩余寿命。风力发电机组应具备在线振动状态监测系统，监测范围包含风力发电机组主轴承、齿轮箱（如有）和 发电机等关键部件的振动。风力发电机组应具备独立的火灾自动探测报警及对周围环境发出火灾示警信息（如声光信息）的功 能，并能够联动控制机舱内自动消防设备。重要电气柜应采用独立的自动灭火装置，其反馈信号可接人 机组主控。火灾探测报警与消防系统信号的控制应独立于风力发电机组的运行控制系统。若无法独立，应通 过网络（VLAN）划分的形式，与机组生产分区隔离。应对机组的电涌保护器进行监测。4.3.3 远程监控分散式风力发电机组应具备信息实时上传功能，内容包括但不限于风况、部件状态、运行生产记录、 故障日志等信息,所有信息应能接入到远程监控系统并存档保留，风力发电机组应能接受来自远程监控系统的授权命令，包括但不限于启停机组、限功率、手动部件 控制等.远程重启前,需对机组状态和外部条件进行识别和确认.3GB/T 415122022风力发电机组与远程监控系统需采用安全的通信协议，通信内容应加密。4.4 机械系统4.4.1 主齿轮箱主齿轮箱的设计应满足GB/T 19073的要求。4.4.2 轴承变桨轴承滚道赫兹接触应力安全系数应大于或等于1.2。宜采用有限元分析方法对变桨轴承、连接螺栓和轴承套圈进行强度分析。4.4.3 润滑系统应采用自动润滑方式，并对渗漏的油液进行自动收集,减少现场维护工作.4.5 电气系统4.5.1 电气设计4.5.1.1 接入设计电气系统接入方式可采用低压和中压两种方式。采用中压电气系统的风力发电机组，中压开关柜 的设计应符合GB/T 3906的要求。变压器应满足GB/T 1094.16的要求；当使用干式变压器时,变压器的布置、安全净距应满足 GB 50060的要求；当使用油浸变压器时，应按照GB 50060进行防火和储油设计。4.5.1.2 防潮设计分散式风力发电机组安装于存在较大凝露风险的地区时，电气系统设计宜考虑加热或除湿措施，特 别是由于电网故障或维护等原因导致机组长时间断电后再次上电时的安全保护措施。4.5.13动力传输回路当动力传输回路使用电缆时，电力电缆与控制通信电缆宜分开布置，除非能提前监测到电缆绝缘失 效。电缆夹持设备与夹紧力的设计应与电缆规格相匹配以防止电缆下滑或者电缆护套与绝缘破损。4.5.2 电气安全电气系统保护装置应满足GB/T 5226 .1的要求，能防止风力发电机组设备和人员受到短路、过流、 接地、过温与电弧故障的损伤。4.5.3 雷电防护4.5.3 J电涌保护器分散式风力发电机组的防雷系统应满足GB/T 33629的雷电防护规定的I类防雷措施要求。当机组采用I类防雷设计时，在LPZ 1区域内应采用符合GB/T 18802.11规定的I类测试的电涌 保护器，且宜采用本质安全型电涌保护器，其保护模式采用优先保护模式，电涌保护器本体应具备失效 开路模式。4GB/T 4151220224.5.3.2接地系统分散式风力发电机组单机工频接地电阻不应大于10。4.6 并网适应性设计 :当公共电网电压处于正常范围内时，分散式风电场应能够控制风电场并网点电压在标称电压的 97%107%范围内。对于安装在电网末端的分散式风力发电机组，电网电压和频率波动范围等并网要 求由开发商和制造商根据当地电网要求协商确定.当分散式风电场并网点频率在47 .5 Hz50.2 Hz范围之内时，分散式风电场应能正常运行。分散式风电场的电压波动和闪变值满足GB/T 12326、谐波值满足GB/T 14549、间谐波值满足 GB/T 24337、三相电压不平衡度满足GB/T 15543的要求时，分散式风力发电机组应能正常运行。分散式风力发电机组应具备有功功率控制能力，宜在20%100%实现有功功率连续平滑调节。 分散式风力发电机组应具备当地和远程有功功率控制能力。风力发电机组应具备无功功率调节能力，具备恒功率因数、恒无功功率和恒电压三种控制模式，并 能够接受远程控制指令。如机组的无功能力满足当地电网要求，分散式风电场可不配置无功补偿设备。风电场设计宜考虑接入实际电网的特性，在箱变的选择上，宜考虑有较大调节范围的分接开关。风力发电机组应按照GB/T 20320进行电能质量测试。110 kV（东北地区66 kV）电压等级接人的 分散式风力发电项目，测试结果应满足GB/T 19963的要求，通过35 kV及以下电压等级接入的分散式 风力发电项目，测试结果应满足GB/T 33593的要求。中压侧发生短路时，机组提供的短流电流（包括故障暂态、稳态电流）不宜超过额定有功电流的 L5倍.接入10（6） kV35 kV电网的分散式风力发电机组，宜具备功率预测功能。4.7 健康、安全与环境保护设计4.7 .1 风力发电机组应配备完善的现场安全设施和标志，宜设计安全护栏,防止高空坠落物产生伤害。4.7 .2 风力发电机组应设计火灾监测系统，应至少在电气柜、轮毂、机舱配备自动消防系统，在塔筒动 力电缆两端应做好防火封堵，预防火灾风险，降低火灾危害，保证人身、电力设备和电网的安全.4.7 .3 风力发电机组应具备防泄漏和集废装置，防止机组废弃化学物质泄露到外部环境中.4.7 .4 距离工业区、居民区较近或应用于有噪声保护要求的场址的机组，宜考虑噪声影响并采用低噪 声设计.机组的声辐射强度应根据现场的环境背景噪声及实际场址噪声衰减模型进行低噪声设计和预 测，按GB/T 22516进行噪声测试与验证。4.7 .5 应用于存在居民活动区域的机组,应具备光影控制的扇区管理模式。4,7 .6 风力发电机组所在场址周边宜考虑电磁辐射的干扰。机组在设计和制造环节宜考虑防磁、防辐 射及选材。4.7 .7 发电机采用碳刷（非轴接地碳刷）的风力发电机组，应设计适当的碳粉收集装置，避免碳粉直接 排出机舱外。5试验方法5.1 风力发电机组试验条件应符合GB/T 18451.1的规定。5.2 风力发电机组机舱装配情况检查、空载拖动试验、液压系统检验、电气系统检验和地面性能试验应 符合GB/T 1996 0.2的规定。5.3 风力发电机组现场试验应符合GB/T 35792的规定。5GB/T 4151220225.4 风力发电机组功率曲线测试应符合GB/T 18451.2的要求。5.5 风力发电机组载荷测量应符合GB/T 37257的规定。6检验规则6 .1 检验类别风力发电机组检验分为出厂检验和型式检验。6 .2 检验规定6 .2.1 每台机组均应做出厂检验，产品检验合格后；签发合格证，产品才能出厂。6 .2.2 有下列情况之一时应进行型式检验：新产品的试制定型鉴定时；一产品的设计、工艺等方面有重大改变时；出厂的检验结果与最后一次型式检验有较大差异时；国家质量监督机构提出型式检验要求时。6 .3 检验项目机组出厂检验和型式检验项目及方法见表!表1检验项目序号检验项目出厂检验型式检验试验方法1机舱装配情况检查GB/T 19960.22空载拖动试验GB/T 19960.23液压系统检验GB/T 19960.24电气系统检验GB/T 19960.25地面性能试验GB/T 19960.26机械载荷测试一GB/T 372577功率曲线测试GB/T 18451.28安全及功能试验一GB/T 357929叶片全尺寸试验GB/T 2538410齿轮箱现场试验（如有）一GB/T 1907311噪声测试GB/T 2251612电能质量测试GB/T 2032。注：标有“ ”者为必检项目，标有“一”者为不作规定的检验项目。7包装和运输分散式风力发电机组运输前应根据叶片、机舱、轮毂和塔架等大部件的外形尺寸、重量及结构形式， 结合风电场实际环境条件及道路运输条件制定详细的运输方案。叶片的运输按照GB/T 25383的相关规定执行。6GB/T 415122022塔架的运输应符合GB/T 19072的相关规定。其他运输应符合GB/T 51121的相关规定执行。8安装调试和运行维护8.1 安装调试分散式风力发电机组的安装除应满足GB/T 19568的规定外,还应满足下列要求， 安装时要考虑适当的塔架涡激振动规避措施，如加扰流条或缆风绳； 安装时要考虑空间等限制因素，减少开挖面积； 安装后的预验收应按照GB/T 20319的相关规定以及合同内容的要求执行，必要时可委托独 立第三方机构进行验收。8.2 运行维护821运行维护要求运行维护除应满足GB/T 25385的规定外，还应满足下列要求：确保至少有两片叶片处于顺桨位置；基于其运行状态监测，进行预防性维护和修理。分散式风力发电机组制造商应配置定期安全检查手册。机组运行维护过程中应按手册要求定期进 行安全检查,检查内容包括但不限于叶片表面损伤情况、螺栓预紧力、结构部件状态、电气部件状态、安 全链功能验证等。机组的雷电防护系统应按照GB/T 36490进行定期检测。分散式风力发电机组宜采用智能化运维管理技术，实现无人值守的运行模式。8.2.2运行记录分散式风力发电机组运行记录应至少包含：-运行数据；故障记录；停机记录：-警告记录。8.2.3数据保存数据通信方式应连续可靠、满足网络中断后数据本地无损存储及续传的要求。分散式风力发电机组运行记录数据应由风电场运营方保存，可送至第三方监督机构保存。分散式 风力发电机组宜具备统一数据格式与开放数据接口的能力。分散式风力发电机组存储记录（宜为5 min或10 min运行数据以及故障停机记录）应连续保存 20年以上，或与机组设计寿命年限相同。此外,还应具备动作日志记录功能，机组任何动作应以日志文 件存在非易失性存储介质中，保存记录一年以上。在保证网络安全与机组数据的完整度时，风力发电机组至中央监控系统的数据传输可采用无线网 络方式。7GB/T 415122022参考文献1分散式风电项目开发建设暂行管理办法（国家能源局201830号）8