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1、ICS 27.180 F 11 NY 中华人民共和国农业行业标准NY/T 3022一2016离网型风力发电机组运行质量及安全检测规程Specification for off-grid wind turbine performance and safety testing 2016-11-01发布2017-04-01实施中华人民共和国农业部发布NY/T 3022-2016 目Ij1=1 本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。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这些专利的责任。本标准由农业部科技教育司提出并归口。本标准起草单位:中国农业机械工业协会风力机械分会
2、、内蒙古工业大学、合肥为民电源有限公司、农业部农业生态与资源保护总站、深圳泰玛风光能源科技有限公司、广州红鹰能源科技有限公司、浙江华鹰风电设备有限公司、包头市天隆永磁电机制造有限责任公司、青岛安华新元风能股份有限公司、中科恒游、科技股份有限公司。本标准主要起草人:祁和生、刘志璋、张为民、李景明、杨仲义、李文艳、俞红鹰、徐学根、常东来、王苗、伍友刚、鲁中间、弓强、李德孚、姚修伟。I NY/T 3022-2016 离网型凤力发电机组运行质量及安全检测规程范围本标准规定了离网型风力发电机组运行环境条件、安全规范及测试等方面的要求。本标准适用于风轮扫掠面积小于2兑乒乒斟崎也巳于1000V交流电或150
3、0V直流电且离网应用的风力发电机组。2 规范性引用文件下列文件对于毛日期的版本适用于本文件。凡是不注日GB/T 242 GB/T 2 GB/T GB/GB/GB/GB/GB/IEC 6 雷击保护)3.1 3.2 3.3 额定功率rated 风力发电机组在额注:额定功率和额定风速由标称功率nominal power 依据本文件试验方法所测量的功率曲线，风速在轮载中心高度11m/s时的输出功率。注:标称功率和标称风速由测试机构在测试报告中给定。年发电量annual power generation 24部分防假设风速分布按照瑞利分布，数据有效性100%，在平均风速5m/s的条件下，风力发电机组一年
4、所产出的能量。功率曲线按照GB/T18451.2规定的方法获取。3.4 额定噪声水平rated noise level l NY/T 3022一2016假设按照瑞利分布的年平均风速为5m/s，机组可利用率为100%，测定点距离风力发电机轮载中心距离为60m，这个噪声等级在95%的时间不会被超过，并按照GB/T 18451.2规定的测试结果进行计算。3.5 切入凤速cut-in wind speed 风力发电机组开始有电力输出的最小风速。3.6 切出风速cut-out wind speed 在大于标定风速的工况下，由于控制系统的作用，能使风力发电机不再有电力输出的风速(轮毅高度处)。3.7 最大
5、功率maximum power 指在风力发电机控制器的作用下，机组可能产生的最大功率。3.8 最高电压ceiling voltage 风力发电机组在运行状态下产生的最大电压，包括开路运行状态。3.9 最大电流maximum current 风力发电机在系统控制侧或电力转换设备侧的最大电流。3.10 过速控制over speed control 控制系统或者是系统某部分的指令，在极限范围内，以防止风轮过速。3.11 电力形式power form 用来描述风力发电机组传递到负载上的电流形式的物理特征。3.12 扫掠面积swept area 垂直于风向的风轮旋转体的投影面积。聚风型风力发电机组应当按
6、照最大人口面积计算。4 运行环境条件4.1 一般环境条件系统在下列条件下应能维持正常运行:a)环境温度:一200C500C;b)空气相对湿度:95%(25士5)OC;c)太阳辐射强度:1000 W/m2;d)在风力发电机轮毅高度处的极端风速50m/s;e)空气密度:1.225 kg/m3(不同海拔高度的空气密度不同，应以适用的公式进行转换);f)海拔高度:2000 m。4.2 特殊环境条件在特殊环境下运行时，应由制造商和用户共同商定如下安全要求:a)高温、高寒、高海拔;b)高湿度;2 NY/T 3022-2016 c)高辐射;d)台风;e)雨、冰雹、雪和冰:)雷电;g)地震;h)海洋环境;i)
7、沙尘环境。5 安全规范为了保证风力发电机组整体运行安全，确保整机设计、安装及维护安全操作，正在执行的系统安装、操作和维护应遵守以下规定。5.1 设计安全5.1.1 设计要求应符合GB/T17646的规定。5.1.2 应设计独立的安全机构，当风力发电机组的某部件出现故障时，安全机构能够独立正常工作。5.1.3 应至少有两套保护功能设计，当一套机构出现故障失灵时，另一套仍能保护风力发电机组不发生破坏。5.1.4 应考虑共振对设备产生的损坏;沿海使用的风力发电机组还应考虑防台风、抗腐蚀设计;高寒、多风沙、高海拔地区使用的风力发电机组应考虑耐低温及防沙尘设计。5.1.5 应考虑整套系统(包括塔架、线缆
8、铺设)的综合雷电防护设计。防护等级应符合IEC61400-24 规定的要求。5.1.6 应将塔架及安装基础纳入系统设计范畴。5.2 安装和维护安全5.2.1 安装人员、维修人员应经过专门机构的技术培训，并具备安装和维修资质证书。5.2.2 在安装与维修过程中，安装人员应做到:a)对安装与维修场地进行风险评估，确认基础具备安装条件，确保施工安全;b)应穿戴安全防护服，使用专用的安全保护装备;c)对安装与维护的设备进行安全停机或锁定;d)高空作业时现场地面不允许停留任何人员，不允许向下抛掷物体;e)所有安装设备和专用工具都应保持完好状态，具备使用功能。起重机、卷扬机和提升设备需要由具备职业资质的专
9、业人员操作。所有钩索、吊环和其他安装器具，应符合专业机构定期监测或鉴定的要求，并根据工具使用说明书要求正确使用;f)防护区周边应放置安全警示标志。5.2.3 选择安装地点时，应考虑在恶劣环境下部件损坏可能对人员造成的伤害;在户外运行的部件应按极端气候条件进行结构强度的设计。5.2.4 在室内的部件安装和维护应有明显的安全警示标志。5.2.5 在下列恶劣自然环境条件下不得进行户外安装:a)雷、雨、冰雪天气;b)风速大于5m/s时;c)2级及以上扬沙天气;d)极端低温(-20oC以下)天气;e)自然灾害(如地震、泥石流等)。3 NY j T 3022-2016 6 测试6.1 型式试验型式试验方法
10、应符合GBjT19068.2及GBjT 19068.3的规定。6.2 功率特性测试6.2.1 运行性能测试与记录应符合GBjT18451.2规定的同时，遵循如下规定:a)对蓄电池充电型离网系统，蓄电池组不作为风力发电机组的一部分。b)被检测的风力发电机组应与该类且!;1:;Hyt的电气负载相连接。c)功率的测量应在有负载的;匾画圃-监且的能量损耗。d)风力发电机安装高度AAkk装在古监韧用Fl。如果制造商未对塔架高度做出规定，风力e)总的电缆长度)切入风速:g)空气密度风轮直h)风力发k)池电电导测过蓄149，quA哇1)2)m 6)6.2.2 性能测试报告应当包判断测试场是否合适。6.3 噪
11、声测试噪声测试方法、测试内容以及所使用的设备及仪器应符合GBjT22516的规定，同时应遵照下列附加规定:a)每一次测试所取的平均时间为10s。b)测试位置应按照GBjT22516的规定，测量位置相对于风向的偏差应在士15。以内。风力发电机组风轮几何中心至各麦克风位置的水平距离忧。)允许偏差为20%，测量精度应为士2%。、时间序列)，以便审问者对于风力发电机组Ro、H和D的位置定义如罔1、罔2所示。4 NY/T 3022-2016 单位为米图2垂直轴风力发电机组定义矶和斜距R，的示意图c)风速应以直接测量为主，不可使用依据功率及风速关系所推导出的风速值。d)应采用区|司Cbin)法以线性回归的
12、数据组分析法，决定整数风速时的声压级，视在声功率级应按照GB/T22516规定的要求计算。e)在麦骂风使用防风罩仍有效的情况下，应尽量测量更宽的风速范围。f)应观察在高风速下过速保护装置启动时，风力发电机组噪声是有有明显变化。g)音值分析应按照GB/T22516规定中附录F的定义要求进行。h)噪声测试应包含下列重要结果:3 NY/T 3022一20161)风速、风向、大气条件及相关风力发电机组控制参数。2)视在声功率级，按照GB/T22516规定的要求测量及计算，并修正背景声压级后，位于6m/s、7 m/s、8m/s、9m/s、10m/s风速下的声压级。3)风力发电机组的总声压级，考虑、距离轮
13、载中心60m，在年平均风速为5m/s，并排除背景噪声的影响，测量并计算出相较视在声压级Lr.;川o0然而距离风力发电机组越远的噪声总量(风力发电机组噪声加上背景噪声)，背景噪声的影响越大。计算风力发电机组噪声与测试点与风轮中心间距离的关系按式(1)计算。L tud 式中:Lturbine-level一一风力发电机组噪声，单位为分贝(dB);R 一一观测点距离风轮中心的距离，单位为米(m);Lrs川。一一相较视在声压级(dB)。风力发电机组噪声加人背景噪声而得到噪声总量按式(2)计算。L,.L,_ Lturbine-lotal 10g(10.=+10一节户户)(2)式中:L，阳飞U呻】Lt趾M町
14、时咄吨ck吨呻k问胁咱叩聊帆gr伊rou山叫m廿、叫d一level帆刷M叫，吧创.1一一背景声压级单位为分贝(dB盼)。不同观察位置的噪声水平与背景噪声水平的数值见附录A。6,4 强度与安全6,4,1 风力发电机的机械强度应按照GB/T17646规定的要求进行评估;垂直轴风力发电机应按照GB/T 29494规定的要求进行评估。6,4,2 变速风力发电机组应避免与风力发电机塔架配合中一些动态变化所产生的危害。对于单速/双速风力发电机组，如使用一个或两个异步发电机的风力发电机组，为避免潜在的危害，风力发电机和塔架应标明。一个具有动态配合的变速风力发电机组，如果可以从它们的控制功能体现出它们的变速，
15、也应标明。6,4,3 其他方面的安全评估应包括:a)运行风力发电机组的相关控制程序;b)在高风速下避免损耗的条款;c)在风速超过15m/s时的减速能够保障停机;d)在保养和零部件更换时的条款;e)规定风力发电机组运行在最低温度环境下，因控制功能的降低而产生的危害。6.4.4 应按照GB/T17646的规定进行安全和功能测试。6 应按设计文件叙述的要求，对临界功能进行测试，包括:a)功率和速度的控制;b)偏航(对风向)系统的控制;c)脱载;d)在设计风速或设计风速以上的超速保护;e)在设计风速以上的启动和停机。其他可适用的项目:a)过度振动的保护;b)电池过电压和欠电压保护;c)正常运行中的紧急
16、停机;NY/T 3022-2016 d)电缆缠绕。任何可能由部件失效或其他临界事件或运行条件激活的额外的保护系统功能也应进行测试。这种测试可能包括对临界事件和运行条件的模拟。例如，对带有下垂电缆的小型风力发电机组，应设计成为当电缆过分缠绕时的自动解缆，能证实该功能运行正常。6.5 耐久性测试6.5.1 应按照GB/T17646规定的要求进行测试，同时应按以下测试要求做补充测试:a)在合格试验场地进行运转测试，测试时间不应少于6个月;b)在各种风速下至少运转发电2500h;c)必须在1.2倍年平均风速以上至少运转发电250h;d)必须在1.8倍年平均风速以上至少运转发电2 5h;e)必须在2.2
17、倍年平均风速以上至少运转发电10min;)系统持续运行时间比率应在90%以上;g)在相较风速下，风力发电机组的输出功率不应明显的下降。6.5.2 耐久性测试过程中的定期检查与维护应遵循以下原则:a)除发电机、叶片、控制器等主要零部件之外，系统允许小的维修，但在测试报告中应显示相关维修记录;b)测试期间，任意一个主要部件如风力发电机组的重要零部件(如叶片、主轴、塔架、控制器、逆变器、发电机等)被更换，测试应重新开始;c)在耐久测试过程中，需要观测风力发电机及塔架之间的振动情况。测试报告应包含测试期间的异常情况。6.6 耐候性测试6.6.1 耐沙尘测试应按照GB/T2423.37规定的方法进行测试
18、;风力发电机组在沙尘环境条件下的测试，应在一个完整的测试阶段内进行。要求发电机的额定功率的降低幅度不大于原设计功率的10%。6.6.2 耐盐雾测试应按照GB/T2423.17规定的方法进行测 试;风力发电机组外露件(塑料及金属件)、紧固件等关键部件也应进行耐盐雾测试，验收标准为:a)室内耐盐雾试验时间不低于100h;b)允许轻微变色;c)油漆无起泡、元脱落;d)金属件无生锈现象。6.6.3 在户外运行的风力发电机组裸露的塑料、涂料、复合型材料及橡胶材料应按照GB/T14522规定的人工加速法进行耐紫外线测试。6.6.4 安装在高寒地区的风力发电机组应根据高寒地区的极限低温按照GB/T2423.
19、1规定的试验方法进行耐低温试验。6.6.5 安装在高温地区的风力发电机组应根据高温地区的极限高温按照GB/T2423.2规定的试验方法进行耐高温试验。6.7 测试报告测试报告应包含以下方面的信息:a)报告摘要:包括功率曲线图、年发电量及声压等级;b)性能测试报告;c)噪声测试报告;7 NY/T 3022-2016 8 d)年发电量;e)额定声压等级;f)11 m/s风速下的标称功率;g)强度和安全性报告;h)耐久性测试报告;i)耐候性测试报告。NY/T 3022-2016 附录A(规范性附录)不同观察位置的噪声水平和背景噪声水平系统总声压级根据风力发电机不同的噪声值进行测试与计算，测试结果见表
20、A.l表A.4的数值。表A.l风力发电机噪声值为40dB时，在不同位置测得总声压级(dB)系统额定声压级:40 dB 距离转子中心的背景噪声水平.dB距离，m30 35 40 45 50 10 55.6 55.6 55.7 55.9 56.6 20 49.6 49.7 50.0 50.9 52.8 30 46.1 46.4 47.0 48.6 51.5 40 43.7 44.1 45.1 47.3 50.9 50 41.9 42.4 43.9 46.6 50.6 60 40.4 41.2 43.0 46.2 50.4 70 39.2 40.2 42.4 45.9 50.3 80 38.2 39
21、.4 41.9 45.7 50.2 100 36.6 38.3 41.3 45.5 50.2 150 34.1 36.8 40.6 45.2 50.1 200 32.8 36.1 40.4 45.1 50.0 表A.2风力发电机噪声值为45dB时，在不同位置测得总声压级(dB)系统额定声压级:45 dB 距离转子中心的背景噪声水平，dB距离，m30 35 40 45 50 10 60.6 60.6 60.6 60.7 60.9 20 54.6 54.6 54.7 55.0 55.9 30 51.1 51.1 51.4 52.0 53.6 40 48.6 48.7 49.1 50.1 52.3
22、50 46.7 46.9 47.4 48.9 51.6 60 45.1 45.4 46.2 48.0 51.2 70 43.8 44.2 45.2 47.4 50.9 80 42.7 43.2 44.4 46.9 50.7 100 40.9 41.6 43.3 46.3 50.5 150 37.8 39.1 41.8 45.6 50.2 200 35.9 37.8 41.1 45.4 50.1 9 NY/T 3022-2016 表A.3风力发电机曝声值为50dB时，在不同位置测得总声压级(dB)系统额定声压级50dB 距离转子中心的背景噪声水平.d距离，m30 35 40 45 50 10 6
23、5.6 65.6 65.6 65.6 65.7 20 59.5 59.6 59.6 59.7 60.0 30 56.0 56.1 56.1 56.4 57.0 40 53.5 53.6 53.7 54.55.50 51.6 51.7 51.9 52.4 53.9 60 50.0 50.1 50.4 51.2 53.0 70 48.7 48.8 49.2 50.2 52.4 80 47.6 47.7 48.2 49.4 51.9 100 45.7 45.9 46.6 48.3 51.3 150 42.3 42.8 44.1 46.8 50.6 200 40.0 40.9 42.8 46.1 50
24、.4 表A.4风力发电机噪声值为55dB时，在不同位置测得总声压级(dB)系统额定声压级:55 dB 距离转子中心的背景噪声水平，dB距离，m30 35 40 45 50 10 70.6 70.6 70.6 70.6 70.6 20 64.5 64.5 64.6 64.6 64.7 30 61.0 61.0 61.61.61.4 40 58.5 58.5 58.6 58.7 59.50 56.6 56.6 56.7 56.9 57.4 60 55.0 55.0 55.1 55.4 56.2 70 53.7 53.7 53.8 54.2 55.2 80 52.5 52.6 52.7 53.2 54.4 100 50.6 50.7 50.9 51.6 53.3 150 47.1 47.3 47.8 49.51.8 200 44.7 45.0 45.9 47.8 51.10