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AWEA与BWEA在小型风电机组测试要求中的差异

2016-12-30 11:59:58来源:《风能》浏览: 评论:0

  中小型风电机组虽说和大型风电机组同属于风电行业,但因不同的政策导向、不同的市场领域及不同的技术条件导致完全不同的发展方向。近年来大型风电机组朝着规模化和大型化方向发展,而小型风电机组市场却在一定程度上有“萎缩”迹象。随着小型风电产业的快速发展,为了满足市场需求,企业在产品检测认证方面的认知也在增强。但在我国真正能实现产品检测认证的企业却少之又少。检测认证是保证产品质量的有效手段,我国若想实现这一点,需得到各方的大力支持及企业的积极响应。

  国内中小型风电行业发展现状

  农业机械工业协会风能设备分会提供的数据显示,2011 年,我国中小型风电机组产销量达到高峰。然而好景不长,2012 年以来,我国中小型风电行业的产销量就不断下滑。至 2014 年上半年,情况仍在恶化,除了两三家企业产销量与去年同期持平外,其他企业都有不同程度的下降。市场萎缩的原因主要有两点:一是中小型风电机组市场受太阳能冲击严重;二是中小型风电系统没有像光伏发电一样受到国家补贴政策的支持。在海外市场有很多发达国家已实行了产品认证制度,但由于产品进行国际认证费用过高,国家对其又没有像光伏发电的财政补贴政策,致使像浙江华鹰能有一款通过英国 TUV CMS 认证的风电机组的企业少之又少,大部分企业由于无法承担高额费用没有进行国际认证,导致产品出口受阻。

  中小型风电机组质量缺乏市场监管也是阻碍中小型风电机组发展的重要因素之一。在我国,最初中小型风电机组的定位是面向电网无法全覆盖的偏远地区,可以解决农牧民的用电问题,对其质量并无严格的要求,这导致大量劣质产品投入市场。随着应用领域的多元化,中小型风电机组从解决无电地区的用电问题到石油开采、通信基站、沿海渔船和游船等领域都有所涉猎。这对其质量和运行稳定性有了更高的要求。但我国中小型风电机组质量仍处于较低水平。借鉴国际上已有的认证制度,结合我国自身情况,制定专属于我国小型风电机组的认证制度迫在眉睫。

  小型风电机组测试相关标准

  一、国际标准IEC


  IEC(国际电工委员会)协调风能行业标准的分委会称为TC88(Technical Committee ——技术委员会88),由该委员会颁布的与风电机组认证标准紧密配套的IEC61400系列技术标准涵盖了设计要求、小型风电机组(SWT)、海上(offshore)风电机组,以及风电机组的主要零部件,如主齿轮箱、叶片等;对整个风电机组的运行测试也颁布了相关的测试标准,包括功率、电质量、噪音等。例如,IEC 61400-12--1:2005(功率特性测试);IEC 61400-11:2012(噪声测试方法);IEC 61400-2:2013(耐久性测试)等。虽主要适用于大型风电机组,但很多小型风电机组测试标准都是以其为雏形,结合各国实际情况制定出的。

  二、BWEA(英国风能协会)小型风力发电运行和安全标准

  2008 年,英国公布了第一版小型风电机组国家标准,并纳入了微型发电设备计划委员会(MCS)。这一标准提供了一个评估风电机组系统安全性、可靠性、动力性能和声学性能的方法。这个小型风电机组标准很大程度上来自于国际风电机组标准 IEC 61400 系列。具体分开了大型和小型风电机组在 IEC 中解释的技术差异,使其用途精简化,内容比 IEC 略有简化。此标准一般适用于并网和离网型的小型风电机组,且扫掠面积不得超过200mm2。

  三、AWEA 小型风力发电运行和安全标准

  美国继英国之后,在北美小型风电机组认证委员会(SWCC)与美国风能协会(AWEA)的通力合作下也公布了属于自己的测试标准。此标准已被美国国家标准学会(ANSI)所认可并作为国家标准来施行。由于 AWEA 同BWEA 一样有很大程度上来自于国际标准 IEC,所以它们在很多内容上都存在相似。但由于地域差异和市场差异,导致两大标准在检测的部分要求中存在不同。AWEA 中包括对中小型风电机组进行功率特性测试、噪声测试、耐久性测试的具体要求及报告撰写标准格式。

  小型风电机组相关测试标准存在的要求差异

  一、小型风电机组功率特性测试标准要求对比


  功率特性测试部分分别位于国际标准IEC 的IEC61400 - 12 - 1(2005)和AWEA 与BWEA 的第二部分性能测试中。虽测试过程大同小异,但很多定义及要求都有所不同。表 1 列出了不同标准对功率曲线测试的额外要求。

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  二、 小型风电机组噪声测试标准要求对比

  风电机组噪声测试部分分别位于国际标准 IEC 的 IEC 61400 - 11(2012)及 BWEA 和 AWEA 的第三部分噪声测试中 。表 2 是三大标准对噪声测试的不同要求。除了表2中同一定义在不同标准中的不同要求之外,这三大标准对所出的报告也有不同的要求,其中 IEC61400 - 11 规定出的报告格式里声学数据需包含声压级、1/3 倍频程及音调;AWEA 所出的报告中声学数据需包含额定声压级、1/3 倍频程和可能存在的音调,最后所出示的是一个能表明结果的表格,如表3。BWEA 报告里除声学数据需提供 60m 额定声压级、1/3 倍频程和音调之外,还需提供能显示噪声指标的图表。如图1是一个噪声指标的图例,其中横坐标表示距叶轮中心的距离,纵坐标表示叶轮中心高度处的风速,图中不同颜色表示所处的不同分贝区间:红色表示>45dB(A),黄色表示 40 - 45dB(A),绿色表示 <40dB(A)。

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  三、小型风电机组耐久性测试标准要求对比

  风电机组耐久性测试部分分别位于国际标准 IEC 的IEC61400-2:2013,及AWEA和BWEA的第五部分。耐久性测试的测试要求是稳定运行,其中机组可用性需达到90%以上;无大部件的损坏及更换;无明显的磨损、锈蚀、损坏;无明显的功率下降等。三大标准在耐久性测试部分中有两处定义范围有所不同,如表4。

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  结语

  风能作为可再生能源中举足轻重的一员,受到各国的高度重视。中小型风电机组在高度提倡节能减排的大环境下,又具有占地面积小,不受安装条件限制及可低风速运行等优点,在新能源行业里终将扮演重要角色。本文简要介绍了目前我国中小型风电机组行业的发展现状,并一再强调制定符合本国情况的小型风电机组测试标准的重要性。同时对小型风电机组测试标准(美国风能协会 AWEA 及英国风能协会 BWEA)与国际标准 IEC 做了对比,得出不同性能测试过程中以上三大标准存在的要求差异。为之后制定专属我国的小型风电机组测试标准提供借鉴,对积极发展我国检测认证技术具有现实意义。(作者单位 :内蒙古工业大学能源与动力工程学院)

 

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