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国内外风电标准情况报告1 国际风力发电机组标准、检测及认证发展和现状1.1 国际风力发电机组标准、检测及认证发展情况1.1.1 早期风电设备标准发展史国际风电设备的检测认证已有30多年的历史。20世纪70年代，丹麦基于当时的工业标准，制定了本国的风电机组检测和认证制度，1979年得到正式批准，确定私人投资风电若想获得国家补助需要通过RIS国家实验室的测试和资质认证 丹麦国家电网公司(ENERGINET.DK)，风电-应对气候变化的卫士。1980年至1995年间，风电在国际范围内广泛发展，为了保障风力发电机组的质量、安全，推进风电机组国际贸易的发展，各风电先进国家相继出台了风力发电机组设计、质量及安全相关的标准/指南草案。1985年，荷兰电工技术委员会（NEC88）颁布了风力发电机组安全设计指南，加拿大标准协会颁布了适用于本国的小型风电机组安全设计标准。1986年，德国第三方认证机构德国劳埃德船级社（Germainscher Lloyd，简称GL）提出了第一个适用于风电机组型式认证和项目认证的规范。1987年，国际电工技术委员会（IEC）成立了88技术委员会（Technical Committee-88，简称TC 88），同年TC-88基于GL规范发布了风力发电机组安全要求标准 Jesper K Hansen，王洋等，丹麦风电机组认证过程简介，中国风能，P77-79。1988年，丹麦、德国、荷兰和国际能源署（IEA）又陆续公布了风电机组验收操作规范与指南。1992年丹麦公布丹麦标准（DS）DS 472。1994年，美国能源部（DOE）开始组织实施风力发电机组研究计划，计划通过项目实施初步形成美国风电产业认可的基础标准协议。早期风电设备的检测认证主要发生在欧洲，这与欧洲在风电技术与风电产业方面的发展密切相关。一方面欧洲风电产业的发展促使了检测认证制度及标准的出台，使欧洲后来拥有世界上最完善的风电标准、检测及认证制度；另一方面检测认证的发展和完善又有力地推动了欧洲风电产业的发展，使欧洲在风电技术与风电产业方面始终处于世界领先地位。作为风电设备认证史上的第一批认证标准与指南（表1-1），这些标准草案、规则、指南的颁布和试行为后来国际风电认证体系的建立和完善提供了基础和指导。表1-1 第一批风电设备认证标准与指南 Germanischer Lloyd, Relevant Standards in wind energy (PowerPoint), 2008-01-10/view/da44f70ef12d2af90242e6be.html发布机构发布标准/指南发布时间/简介荷兰电工技术委员会(NEC 88)风力发电机组安全要求1985加拿大标准协会小型风电机组安全设计CSA初级标准F416-M1985德国劳埃德船级社风力发电机组调查验收和监控指南1986国际电工技术委员会(IEC TC 88)风力发电机组安全要求1987丹麦工程师协会Udkast til norm for Last og Sikkerhed for Vindmllekonstruktioner1988德国建筑技术研究所现行的100kW风力发电机组验收策略及安全指南1988IEA风电机组测试操作规程建议-6.结构安全回顾了操作标准/规程（草稿），预备信息，IEA,1.1988版美国风能协会(AWEA)设计标准-风力发电机操作规程建议AWEA标准计划，第DE-FC04-80 AL 12926号合作协议1.1.2 IEC风电设备系列标准形成随着风电在世界范围内的蓬勃发展，风力发电机组贸易也逐步由国内走向国际。面对各国认证机构和各自不同的规则和要求，欲获得国际贸易权，风力发电机组往往需要得到各国认证机构的认证。为避免重复认证，欧盟建议建立IEC标准，以便统一认证规则和要求。在风电机组标准化方面，国际标准化组织（ISO）与IEC达成协议，由IEC领导风能行业的标准化。1995年IEC TC 88开始风电机组认证程序国际标准化的研究，并最终由IEC认证评估委员会于2001年发布了第一版IEC WT01风力发电机组合格认证-规则及程序 Mike Woebbeking, IEC WT 01 vs. IEC 61400-22: Development of a new standard and innovations in certification of Wind Turbines，随后TC 88逐步发布了IEC 61400系列标准，并根据标准实施和风电行业发展情况不断修订原标准、开发新标准。目前IEC 61400系列风电机组标准包括了风电机组设计要求、叶片测试、功率特性测试、噪声、载荷测量等，具体相关标准见表1-2。表1-2 IEC 61400系列风电标准http:/www.iec.ch/cgi-bin/procgi.pl/www/iecwww.p?wwwlang=E&wwwprog=sea22.p&search=iecnumber&header=IEC&pubno=61400&part=&se=&submit=Submit标准号标准名称IEC 61400-1风力发电机组设计要求IEC 61400-2小型风力发电机组安全要求IEC 61400-3海上风力发电机组设计要求IEC 61400-11噪声测试技术条件IEC 61400-12风力发电机组功率性能测试技术条件IEC/TS TS-Technical Specification，技术规范 61400-13机械载荷测试IEC/TS 61400-14表面声功率级和音调值声明IEC 61400-21并网风力发电机组电能品质测试与评估IEC 61400-22风力发电机组符合性测试及认证IEC/TS 61400-23风力发电机组叶片全尺寸试验IEC 61400-24风力发电机组雷电防护IEC 61400-25风电场监控用通讯系统1.1.3 国际风电设备标准发展现状IEC 61400系列标准的发布，使各国在风电设备标准上逐步达成共识，一定程度上促进了国际风电设备贸易的发展。20世纪90年代，欧盟进入风电规模化发展阶段，随后美国、印度、中国都先后进入了规模发展阶段。21世纪可再生能源政策网络（REN21）数据显示 Renewable Energy Policy Network for the 21st Century, RENEWABLES 2010 - GLOBAL STATUS REPORT，1992年以来，全球风电机组累计装机容量的年增长率一直高于15%，近六年（2005年-2009年）年均增长率更是高于27%。截至2009年底，全球累计风电机组装机容量159GW，其中2009年新增装机38GW，接近累计装机容量的1/4，创造了年新增装机容量的新记录。截至2009年底，全球已有超过100个国家涉足风电开发，其中有17个国家累计装机容量超过百万千瓦。随着风电产业的迅速发展，越来越多发展风电的国家认识到对风电设备进行检测和认证的必要性，包括丹麦、德国、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、美国、印度在内的很多国家已经建立风电设备检测和认证体系。目前，IEC 61400系列标准已成为各国进行风电设备认证的基础标准。各国的风电机组标准、检测、认证规则围绕IEC 61400系列标准建立，相互之间有较大的共性，这大大促进了国家间风电机组认证的发展。例如荷兰、德国和丹麦承认彼此的检测结果。然而，由于地方法规和具体情况不同，各国在制定自己的风电机组标准、认证规则时，也会结合本国的实际情况提出一些要求。例如，丹麦型式认证要求风电机组必须进行噪声测试、叶片反射特性测试，而德国认证则对风电机组塔基提出了专门的要求。除IEC 61400系列标准外，国际上使用较多的风电机组认证规范还有GL的风力发电机组认证指南、DNV的风力发电机组设计指南等。1.2 IEC WT 01认证模式简介IEC WT01将风电机组认证分为型式认证、项目认证和部件认证。1.2.1 型式认证型式认证涉及风电机组的各个方面，包括塔架以及塔架和地基之间的连接型式，还包括风电机组设计时对地基提出的要求，甚至可能包括一个或多个地基设计方案。型式认证的目的是确认风电机组型式的设计和制造符合设计条件、指定标准和其他技术要求。必须有证据表明该风电机组可以按照设计文件进行安装、运行和维修。型式认证适用于一系列具有相同设计和制造工艺的风电机组。型式认证包括如下4项必选模块和2项可选模块：图1-1 IEC WT 01型式认证模块1.2.2 项目认证项目认证证书是针对一台或多台风电机组签发的，包括塔基以及对特定安装场地条件的评估。项目认证证书的签发是在型式认证的基础上，通过场地评估和塔基设计评估完成的。项目认证的目的是评估确认已通过型式认证的风电机组和对应的塔基设计是否能满足特定风电场的外界条件、适用的建筑和电力法规及其他相关要求。认证机构应评估确认场地的风况和其他环境条件、电网条件以及土壤特性是否和拟安装风电机组的设计以及塔基设计一致。对获得型式认证的风电机组，项目认证由如下图1-2的必选模块和可选模块组成。图1-2 IEC WT 01项目认证模块1.2.3 部件认证部件认证的目的是确认指定型号的风电机组所用的部件是按设计条件、指定标准和其他技术要求进行设计和制造的。部件认证由以下模块组成：设计评估；型式试验；制造能力评估；最终评估。上述模块均为必选模块。部件认证的程序和标准中规定的型式认证程序相一致。模块的具体内容取决于申请认证的具体部件。每个模块的评估结果满足要求后均可出具符合证明。2 中国风电标准概况及问题分析2.1 中国风电标准概况中国风电标准包括国家标准、行业标准（电力行业标准、机械行业标准等），内容涉及风电机组整机、零部件、材料、设计、测试等多个方面。中国现行的风电国家标准52个（含离网型/小型风电机组标准），其中11个由IEC标准、1个由AWEA标准转化而来，这12项标准涵盖安全要求、功率特性试验、噪声测试、机械载荷测试、电能质量测试、风资源评估以及雷电防护、叶片测试等风电机组认证的关键要求，如下表2-1。除这些国家标准外，在风电设备检测认证中还常用到机械、电力等行业的相关标准，如电力行业标准DL/T 5191-2004 风力发电场项目建设工程验收规程、机械行业标准JB/T 10427-2004 风力发电机组一般液压系统等。表2-1 中国现行的风电相关国家标准 中国标准采用国际标准的程度代号：IDT：等同采用（identical）；指与国际标准在技术内容和文本结构上相同，或者与国际标准在技术内容上相同，只存在少量编辑性修改。EQV：等效采用（equivalent）；指与国际标准在技术内容上相同或只有很小差异，编辑上不完全相同。MOD：修改采用（modified）；指与国际标准之间存在技术性差异，并清楚地标明这些差异以及解释其产生的原因，允许包含编辑性修改。修改采用不包括只保留国际标准中少量或者不重要的条款的情况。修改采用时，我国标准与国际标准在文本结构上应当对应，只有在不影响与国际标准的内容和文本结构进行比较的情况下才允许改变文本结构。NEQ：非等效（not equivalent）；非等效不属于采用国际标准，只表明我国标准与相应国际标准有对应关系。非等效指与相应国际标准在技术内容和文本结构上不同，它们之间的差异没有被清楚地标明。非等效还包括在我国标准中只保留了少量或者不重要的国际标准条款的情况。序号标准号标准名称采用国际标准程度并网型风电机组1GB/T 19072-2010风力发电机组 塔架2GB/T 25381-2010风力发电机组 系列型谱3GB/T 25383-2010风力发电机组 风轮叶片4GB/T 25384-2010风力发电机组 风轮叶片全尺寸结构试验MOD5GB/T 25385-2010风力发电机组 运行及维护要求6GB/T 25390-2010风力发电机组 球墨铸铁件7GB/Z 25425-2010风力发电机组 公称视在声功率级和音值IDT8GB/Z 25426-2010风力发电机组 机械载荷测量MOD9GB/Z 25427-2010风力发电机组 雷电防护MOD10GB/Z 25458-2010风力发电机组 合格认证规则及程序NEQ11GB/T 25386.1-2010风力发电机组 变速恒频控制系统 第1部分：技术条件12GB/T 25386.2-2010风力发电机组 变速恒频控制系统 第2部分：试验方法13GB/T 25387.1-2010风力发电机组 全功率变流器 第1部分：技术条件14GB/T 25387.2-2010风力发电机组 全功率变流器 第2部分：试验方法15GB/T 25388.1-2010风力发电机组 双馈式变流器 第1部分：技术条件16GB/T 25388.2-2010风力发电机组 双馈式变流器 第2部分：试验方法17GB/T 25389.1-2010风力发电机组 低速永磁同步发电机 第1部分：技术条件18GB/T 25389.2-2010风力发电机组 低速永磁同步发电机 第2部分：试验方法19GB/T 50571-2010海上风力发电工程施工规范20GB/T 23479.1-2009风力发电机组 双馈异步发电机 第1部分：技术条件21GB/T 23479.2-2009风力发电机组 双馈异步发电机 第2部分：试验方法22GB/T 19073-2008风力发电机组 齿轮箱23GB/T 21407-2008双馈式变速恒频风力发电机组24GB/T 22516-2008风力发电机组 噪声测量方法IDT25GB/T 21150-2007失速型风力发电机组26GB/T 20319-2006风力发电机组 验收规范27GB/T 20320-2006风力发电机组电能质量测量和评估方法IDT28GB/T 19960.1-2005风力发电机组 第1部分：通用技术条件29GB/T 19960.2-2005风力发电机组 第2部分：通用试验方法30GB/Z 19963-2005风电场接入电力系统的技术规定31GB/T 19568-2004风力发电机组装配和安装规范32GB/T 19069-2003风力发电机组 控制器 技术条件33GB/T 19070-2003风力发电机组 控制器 试验方法34GB/T 19071.1-2003风力发电机组 异步发电机 第1部分：技术条件35GB/T 19071.2-2003风力发电机组 异步发电机 第2部分：试验方法36GB/T 18451.2-2003风力发电机组 功率特性试验IDT37GB/T 18709-2002风电场风能资源测量方法38GB/T 18710-2002风电场风能资源评估方法NEQ39GB 18451.1-2001风力发电机组 安全要求IDT40GB/T 2900.53-2001电工术语 风力发电机组IDT离网型/小型风电机组1GB/T 25382-2010离网型风光互补发电系统 运行验收规范2GB/T 13981-2009小型风力机设计通用要求3GB/T 20321.1-2006离网型风能、太阳能发电系统用逆变器 第1部分：技术条件4GB/T 20321.2-2006离网型风能、太阳能发电系统用逆变器 第2部分：试验方法5GB/T 10760.1-2003离网型风力发电机组用发电机 第1部分：技术条件6GB/T 10760.2-2003离网型风力发电机组用发电机 第2部分：试验方法7GB/T 19068.1-2003离网型风力发电机组 第1部分：技术条件8GB/T 19068.2-2003离网型风力发电机组 第2部分：试验方法9GB/T 19068.3-2003离网型风力发电机组 第3部分：风洞试验方法10GB/T 19115.1-2003离网型户用风光互补发电系统 第1部分：技术条件11GB/T 19115.2-2003离网型户用风光互补发电系统 第2部分：试验方法12GB 17646-1998小型风力发电机组安全要求EQV从标准发布情况看，近年来，我国风电标准化进程明显加快，目前还有29个标准在制定过程中或已经上报审批，如表2-2所示。表2-2 风电国家标准计划项目序号项目编号中文项目名称归口单位采用国际标准号备注120083138-T-416风电机组低温等级416220083139-T-416风电机组生存风速等级416320070456-T-604风力发电机组 控制系统技术要求TC 50420074721-T-604直驱永磁风力发电机组第1部分：技术条件TC 50520074722-T-604直驱永磁风力发电机组第2部分：试验方法TC 50620076818-T-524风力发电场项目建设工程验收规程524720076828-T-524海上风电场建设、运行维护规程524820080634-T-604风力发电机组25-1部分 风电场监控通讯-原理和模式综述TC 50IEC61400-25-1:2006IDT920080635-T-604风力发电机组25-2部分 风电场监控通讯-信息模式TC 50IEC61400-25-2:2006IDT1020080636-T-604风力发电机组25-3部分 风电场监控通讯-信息交换模式TC 50IEC61400-25-3:2006IDT1120080637-T-604风力发电机组25-5部分：风电场监控通讯-一致性试验TC 50IEC61400-25-5:2006IDT1220081545-T-604风力发电机组 设计要求（修订GB/T 18451.1-2001）TC 50IEC61400-1:2005MOD1320081547-T-604风力发电机组 功率特性试验（修订GB/T 18451.2-2003）TC 50IEC 61400-12-1: 2005IDT1420083273-T-604风力发电机组 第25-4部分：风电场监控通讯变化到XML基础通讯TC 50IEC61400-25-4IDT1520083274-T-604风力发电机组 第25-6部分：风电场监控通讯环境监视逻辑类和数据类TC 50IEC61400-25-6IDT1620083276-T-604风力发电机组 声功率级和音值TC 50IEC6140014IDT1720083277-T-604风力发电机组 双馈式变桨距装置TC 501820090600-T-604额定电压0.6/1kV橡胶绝缘和护套风力发电用耐扭软电缆TC 2131920090651-T-605风力发电塔用结构钢板TC 1832020090818-T-609风力发电导流罩用复合材料TC 392120090819-T-609风力发电机舱罩用复合材料TC 392220100751-Q-604电力变压器 第16部分 风力发电用变压器TC 44IEC 60076-16MOD2320100772-T-604高原用风力发电设备环境技术要求TC 3302420100824-T-605风力发电用轴承钢TC 1832520100872-T-604低温型风力发电机组TC 502620100873-T-604海上风力发电机组 设计要求TC 50IEC 61400-3:2009 ED.1.0IDT2720100874-T-604台风型风力发电机组TC 502820101829-T-604小型风力发电机组 设计要求（修订GB 17646-1998）TC 50IEC 61400-2:2006IDT2920091428-T-613风电场接入电力系统技术规定（修订GB/Z 19963-2005）613从现行标准及标准计划情况看，随着我国风电产业的发展壮大，中国风电设备标准化工作在政府及企事业单位的支持和重视下得以稳步推进。一方面，从事风电产业的企事业单位都积极参与到风力发电机组标准的制修订工作中来，另一方面，风力发电机组标准也为中国风电产业做出相应的贡献，标准化意识已被大部分风电产业的企事业单位所接受。伴随着我国风电行业的发展，我国风电标准化体系也在逐步建立和完善，风力发电机组技术术语、机组设计要求、零部件设计要求、试验检测等方方面面的标准已经基本上覆盖了风力发电产业的各主要环节（参见附录A 中国并网型风电设备标准内容提要），在风电机组整机、部件的设计、制造、采购、使用及维护过程中广泛应用，也在我国风电设备质量检测、认证以及风电场开发等领域发挥了重要的技术指导作用。国家相关政府部门在加快推进风电行业标准建设方面发挥了不可替代的作用。2009年，国务院38号文明确提出要“建立和完善风电装备标准、产品检测和认证体系”。为落实此文件规定，规范我国风电产业发展，建立完善的风电标准化体系，2010年3月29日国家能源局在京组织召开能源行业风电标准化工作会议，全面启动我国风电标准体系建设。会议上国家能源局宣布成立了能源行业风电标准建设领导小组、能源行业风电标准建设专家咨询组，同时建立能源行业风电标准化技术委员会（以下简称标委会），由标委会根据职责分工设立标准制定工作组，全面启动包括风电场规划设计、风电场施工与安装、风电场运行维护管理、风电场并网管理技术、风电机械设备、风电电器设备6大类标准在内的风电标准体系建设，每大类包括若干条具体标准，集中收入会议上发布的风电标准体系框架（讨论稿）（以下简称标准框架）中。有国家政府部门参与和协调，标准框架将对未来风电标准的制修订起到重要的指导作用。2.2 标准在风电设备检测认证中的应用标准和规范是进行检测认证的基础，在检测认证实施过程中得以应用。风电设备的检测认证是一个复杂且系统的过程，涉及大量的标准，在认证的不同阶段可能需要不同的标准。我国风电认证的指导性技术标准GB/Z 25458-2010 风力发电机组 合格认证规则及程序，将风电机组认证分为风电机组整机认证和风电机组关键零部件认证。整机认证包括设计认证、型式认证和项目认证，关键零部件认证包括叶片认证、齿轮箱认证，发电机认证等。进行风电设备认证时，认证机构根据客户产品类型、申请证书的种类、等级等，决定具体依据哪些标准执行，或根据客户指定的标准对其产品进行认证，评估其产品是否符合该项标准。风电机组技术涉及范围广，专业性和技术性都很强，风电设备认证不仅需要风电专业标准，还需要大量的零部件标准及其它行业标准的支持，如对风电机组进行设计评估和特定场址评估时，需要采用螺栓、刚结构、轴承等相关的国家标准，对风电机组的压力系统或电磁兼容性进行评估时，要参照相关的电气行业标准和机械行业标准。另外，部分申请风电设备认证的客户考虑到开拓国外市场的需要，要求根据国外或国际标准对产品进行认证，因此，我国风电设备认证机构也熟知并大量采用了国际标准。本项目通过对认证机构的访谈和深入调研，按照认证机构在执行风电设备认证时检索标准的习惯，参考标准性质及其在检测认证中的使用范围，将我国认证机构常用的风电标准构成归纳如图2-1所示，并将认证中直接引用的标准分类归纳如附件B 我国风电认证标准数据库。风电检测认证的特殊性和复杂程度从附录B可窥一斑：仅认证过程中需要直接采用的标准就多达110余项，这还不包括上述标准汇总引用的相关标准。图2-1 我国认证机构常用的风电标准数据库结构图在附录B中，除ISO和IEC系列技术标准外，各国对风电设备检测认证的要求可能有所不同，例如各国建筑法规、电网等都对在本国安装的风电设备有不同的要求，对此国际标准也采取了一些较为灵活的做法，使得各国的风电标准共存。近十年来风电行业快速发展，新材料（如碳纤维、稀土永磁材料）、新工艺（如叶片真空灌注）、新技术（如永磁发电）逐步在风电设备中应用，风电机组单机容量不断增长，海上风电进入规模化开发阶段，风电产业取得了长足进步。为适应风电行业发展需要，IEC TC 88对风电设备检测认证的基本规范做了较大的修订，并于2010年5月颁布了替代IEC WT 01的IEC 61400-22 风力发电机组符合性检测及认证。随着时间推移，风电标准也必将随着风电行业的发展而不断更新、改版向前推进。2.3 存在的问题目前，中国风电产业的规模和发展速度已经在全球位居前列，但中国的风电产业标准体系却还没达到与之相称的国际地位。（1） 现有标准不完全适应中国状况我国有关风力发电机组的产品标准、检测标准已经基本齐全。但是，这些标准多数直接等同采用了IEC标准，而IEC标准在制定时并没有考虑中国的风况和环境条件，这就导致了这些标准不适合中国的情况。一些重要的基本标准，如GB 18451.1-2001“风力发电机组安全要求”是风力发电机组设计和认证的基本依据，该标准直接等同采用了IEC 61400-1标准，该标准是否适合我国风况的具体特点没有经过验证，不能完全适应我国的风况及气候特点。例如：在西北地区，如果按照IEC 614001标准中50年