國內外風電標準情況報告1 國際風力發電機組標準、檢測及認證發展和現狀1.1 國際風力發電機組標準、檢測及認證發展情況1.1.1 早期風電設備標準發展史國際風電設備的檢測認證已有30多年的歷史。20世紀70年代，丹麥基于當時的工業標準，制定了本國的風電機組檢測和認證制度，1979年得到正式批準，確定私人投資風電若想獲得國家補助需要通過RIS國家實驗室的測試和資質認證 丹麥國家電網公司(ENERGINET.DK)，風電-應對氣候變化的衛士。1980年至1995年間，風電在國際范圍內廣泛發展，為了保障風力發電機組的質量、安全，推進風電機組國際貿易的發展，各風電先進國家相繼出臺了風力發電機組設計、質量及安全相關的標準/指南草案。1985年，荷蘭電工技術委員會（NEC88）頒布了風力發電機組安全設計指南，加拿大標準協會頒布了適用于本國的小型風電機組安全設計標準。1986年，德國第三方認證機構德國勞埃德船級社（Germainscher Lloyd，簡稱GL）提出了第一個適用于風電機組型式認證和項目認證的規范。1987年，國際電工技術委員會（IEC）成立了88技術委員會（Technical Committee-88，簡稱TC 88），同年TC-88基于GL規范發布了風力發電機組安全要求標準 Jesper K Hansen，王洋等，丹麥風電機組認證過程簡介，中國風能，P77-79。1988年，丹麥、德國、荷蘭和國際能源署（IEA）又陸續公布了風電機組驗收操作規范與指南。1992年丹麥公布丹麥標準（DS）DS 472。1994年，美國能源部（DOE）開始組織實施風力發電機組研究計劃，計劃通過項目實施初步形成美國風電產業認可的基礎標準協議。早期風電設備的檢測認證主要發生在歐洲，這與歐洲在風電技術與風電產業方面的發展密切相關。一方面歐洲風電產業的發展促使了檢測認證制度及標準的出臺，使歐洲后來擁有世界上最完善的風電標準、檢測及認證制度；另一方面檢測認證的發展和完善又有力地推動了歐洲風電產業的發展，使歐洲在風電技術與風電產業方面始終處于世界領先地位。作為風電設備認證史上的第一批認證標準與指南（表1-1），這些標準草案、規則、指南的頒布和試行為后來國際風電認證體系的建立和完善提供了基礎和指導。表1-1 第一批風電設備認證標準與指南 Germanischer Lloyd, Relevant Standards in wind energy (PowerPoint), 2008-01-10/view/da44f70ef12d2af90242e6be.html發布機構發布標準/指南發布時間/簡介荷蘭電工技術委員會(NEC 88)風力發電機組安全要求1985加拿大標準協會小型風電機組安全設計CSA初級標準F416-M1985德國勞埃德船級社風力發電機組調查驗收和監控指南1986國際電工技術委員會(IEC TC 88)風力發電機組安全要求1987丹麥工程師協會Udkast til norm for Last og Sikkerhed for Vindmllekonstruktioner1988德國建筑技術研究所現行的100kW風力發電機組驗收策略及安全指南1988IEA風電機組測試操作規程建議-6.結構安全回顧了操作標準/規程（草稿），預備信息，IEA,1.1988版美國風能協會(AWEA)設計標準-風力發電機操作規程建議AWEA標準計劃，第DE-FC04-80 AL 12926號合作協議1.1.2 IEC風電設備系列標準形成隨著風電在世界范圍內的蓬勃發展，風力發電機組貿易也逐步由國內走向國際。面對各國認證機構和各自不同的規則和要求，欲獲得國際貿易權，風力發電機組往往需要得到各國認證機構的認證。為避免重復認證，歐盟建議建立IEC標準，以便統一認證規則和要求。在風電機組標準化方面，國際標準化組織（ISO）與IEC達成協議，由IEC領導風能行業的標準化。1995年IEC TC 88開始風電機組認證程序國際標準化的研究，并最終由IEC認證評估委員會于2001年發布了第一版IEC WT01風力發電機組合格認證-規則及程序 Mike Woebbeking, IEC WT 01 vs. IEC 61400-22: Development of a new standard and innovations in certification of Wind Turbines，隨后TC 88逐步發布了IEC 61400系列標準，并根據標準實施和風電行業發展情況不斷修訂原標準、開發新標準。目前IEC 61400系列風電機組標準包括了風電機組設計要求、葉片測試、功率特性測試、噪聲、載荷測量等，具體相關標準見表1-2。表1-2 IEC 61400系列風電標準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標準號標準名稱IEC 61400-1風力發電機組設計要求IEC 61400-2小型風力發電機組安全要求IEC 61400-3海上風力發電機組設計要求IEC 61400-11噪聲測試技術條件IEC 61400-12風力發電機組功率性能測試技術條件IEC/TS TS-Technical Specification，技術規范 61400-13機械載荷測試IEC/TS 61400-14表面聲功率級和音調值聲明IEC 61400-21并網風力發電機組電能品質測試與評估IEC 61400-22風力發電機組符合性測試及認證IEC/TS 61400-23風力發電機組葉片全尺寸試驗IEC 61400-24風力發電機組雷電防護IEC 61400-25風電場監控用通訊系統1.1.3 國際風電設備標準發展現狀IEC 61400系列標準的發布，使各國在風電設備標準上逐步達成共識，一定程度上促進了國際風電設備貿易的發展。20世紀90年代，歐盟進入風電規模化發展階段，隨后美國、印度、中國都先后進入了規模發展階段。21世紀可再生能源政策網絡（REN21）數據顯示 Renewable Energy Policy Network for the 21st Century, RENEWABLES 2010 - GLOBAL STATUS REPORT，1992年以來，全球風電機組累計裝機容量的年增長率一直高于15%，近六年（2005年-2009年）年均增長率更是高于27%。截至2009年底，全球累計風電機組裝機容量159GW，其中2009年新增裝機38GW，接近累計裝機容量的1/4，創造了年新增裝機容量的新記錄。截至2009年底，全球已有超過100個國家涉足風電開發，其中有17個國家累計裝機容量超過百萬千瓦。隨著風電產業的迅速發展，越來越多發展風電的國家認識到對風電設備進行檢測和認證的必要性，包括丹麥、德國、荷蘭、挪威、西班牙、瑞典、美國、印度在內的很多國家已經建立風電設備檢測和認證體系。目前，IEC 61400系列標準已成為各國進行風電設備認證的基礎標準。各國的風電機組標準、檢測、認證規則圍繞IEC 61400系列標準建立，相互之間有較大的共性，這大大促進了國家間風電機組認證的發展。例如荷蘭、德國和丹麥承認彼此的檢測結果。然而，由于地方法規和具體情況不同，各國在制定自己的風電機組標準、認證規則時，也會結合本國的實際情況提出一些要求。例如，丹麥型式認證要求風電機組必須進行噪聲測試、葉片反射特性測試，而德國認證則對風電機組塔基提出了專門的要求。除IEC 61400系列標準外，國際上使用較多的風電機組認證規范還有GL的風力發電機組認證指南、DNV的風力發電機組設計指南等。1.2 IEC WT 01認證模式簡介IEC WT01將風電機組認證分為型式認證、項目認證和部件認證。1.2.1 型式認證型式認證涉及風電機組的各個方面，包括塔架以及塔架和地基之間的連接型式，還包括風電機組設計時對地基提出的要求，甚至可能包括一個或多個地基設計方案。型式認證的目的是確認風電機組型式的設計和制造符合設計條件、指定標準和其他技術要求。必須有證據表明該風電機組可以按照設計文件進行安裝、運行和維修。型式認證適用于一系列具有相同設計和制造工藝的風電機組。型式認證包括如下4項必選模塊和2項可選模塊：圖1-1 IEC WT 01型式認證模塊1.2.2 項目認證項目認證證書是針對一臺或多臺風電機組簽發的，包括塔基以及對特定安裝場地條件的評估。項目認證證書的簽發是在型式認證的基礎上，通過場地評估和塔基設計評估完成的。項目認證的目的是評估確認已通過型式認證的風電機組和對應的塔基設計是否能滿足特定風電場的外界條件、適用的建筑和電力法規及其他相關要求。認證機構應評估確認場地的風況和其他環境條件、電網條件以及土壤特性是否和擬安裝風電機組的設計以及塔基設計一致。對獲得型式認證的風電機組，項目認證由如下圖1-2的必選模塊和可選模塊組成。圖1-2 IEC WT 01項目認證模塊1.2.3 部件認證部件認證的目的是確認指定型號的風電機組所用的部件是按設計條件、指定標準和其他技術要求進行設計和制造的。部件認證由以下模塊組成：設計評估；型式試驗；制造能力評估；最終評估。上述模塊均為必選模塊。部件認證的程序和標準中規定的型式認證程序相一致。模塊的具體內容取決于申請認證的具體部件。每個模塊的評估結果滿足要求后均可出具符合證明。2 中國風電標準概況及問題分析2.1 中國風電標準概況中國風電標準包括國家標準、行業標準（電力行業標準、機械行業標準等），內容涉及風電機組整機、零部件、材料、設計、測試等多個方面。中國現行的風電國家標準52個（含離網型/小型風電機組標準），其中11個由IEC標準、1個由AWEA標準轉化而來，這12項標準涵蓋安全要求、功率特性試驗、噪聲測試、機械載荷測試、電能質量測試、風資源評估以及雷電防護、葉片測試等風電機組認證的關鍵要求，如下表2-1。除這些國家標準外，在風電設備檢測認證中還常用到機械、電力等行業的相關標準，如電力行業標準DL/T 5191-2004 風力發電場項目建設工程驗收規程、機械行業標準JB/T 10427-2004 風力發電機組一般液壓系統等。表2-1 中國現行的風電相關國家標準 中國標準采用國際標準的程度代號：IDT：等同采用（identical）；指與國際標準在技術內容和文本結構上相同，或者與國際標準在技術內容上相同，只存在少量編輯性修改。EQV：等效采用（equivalent）；指與國際標準在技術內容上相同或只有很小差異，編輯上不完全相同。MOD：修改采用（modified）；指與國際標準之間存在技術性差異，并清楚地標明這些差異以及解釋其產生的原因，允許包含編輯性修改。修改采用不包括只保留國際標準中少量或者不重要的條款的情況。修改采用時，我國標準與國際標準在文本結構上應當對應，只有在不影響與國際標準的內容和文本結構進行比較的情況下才允許改變文本結構。NEQ：非等效（not equivalent）；非等效不屬于采用國際標準，只表明我國標準與相應國際標準有對應關系。非等效指與相應國際標準在技術內容和文本結構上不同，它們之間的差異沒有被清楚地標明。非等效還包括在我國標準中只保留了少量或者不重要的國際標準條款的情況。序號標準號標準名稱采用國際標準程度并網型風電機組1GB/T 19072-2010風力發電機組 塔架2GB/T 25381-2010風力發電機組 系列型譜3GB/T 25383-2010風力發電機組 風輪葉片4GB/T 25384-2010風力發電機組 風輪葉片全尺寸結構試驗MOD5GB/T 25385-2010風力發電機組 運行及維護要求6GB/T 25390-2010風力發電機組 球墨鑄鐵件7GB/Z 25425-2010風力發電機組 公稱視在聲功率級和音值IDT8GB/Z 25426-2010風力發電機組 機械載荷測量MOD9GB/Z 25427-2010風力發電機組 雷電防護MOD10GB/Z 25458-2010風力發電機組 合格認證規則及程序NEQ11GB/T 25386.1-2010風力發電機組 變速恒頻控制系統 第1部分：技術條件12GB/T 25386.2-2010風力發電機組 變速恒頻控制系統 第2部分：試驗方法13GB/T 25387.1-2010風力發電機組 全功率變流器 第1部分：技術條件14GB/T 25387.2-2010風力發電機組 全功率變流器 第2部分：試驗方法15GB/T 25388.1-2010風力發電機組 雙饋式變流器 第1部分：技術條件16GB/T 25388.2-2010風力發電機組 雙饋式變流器 第2部分：試驗方法17GB/T 25389.1-2010風力發電機組 低速永磁同步發電機 第1部分：技術條件18GB/T 25389.2-2010風力發電機組 低速永磁同步發電機 第2部分：試驗方法19GB/T 50571-2010海上風力發電工程施工規范20GB/T 23479.1-2009風力發電機組 雙饋異步發電機 第1部分：技術條件21GB/T 23479.2-2009風力發電機組 雙饋異步發電機 第2部分：試驗方法22GB/T 19073-2008風力發電機組 齒輪箱23GB/T 21407-2008雙饋式變速恒頻風力發電機組24GB/T 22516-2008風力發電機組 噪聲測量方法IDT25GB/T 21150-2007失速型風力發電機組26GB/T 20319-2006風力發電機組 驗收規范27GB/T 20320-2006風力發電機組電能質量測量和評估方法IDT28GB/T 19960.1-2005風力發電機組 第1部分：通用技術條件29GB/T 19960.2-2005風力發電機組 第2部分：通用試驗方法30GB/Z 19963-2005風電場接入電力系統的技術規定31GB/T 19568-2004風力發電機組裝配和安裝規范32GB/T 19069-2003風力發電機組 控制器 技術條件33GB/T 19070-2003風力發電機組 控制器 試驗方法34GB/T 19071.1-2003風力發電機組 異步發電機 第1部分：技術條件35GB/T 19071.2-2003風力發電機組 異步發電機 第2部分：試驗方法36GB/T 18451.2-2003風力發電機組 功率特性試驗IDT37GB/T 18709-2002風電場風能資源測量方法38GB/T 18710-2002風電場風能資源評估方法NEQ39GB 18451.1-2001風力發電機組 安全要求IDT40GB/T 2900.53-2001電工術語 風力發電機組IDT離網型/小型風電機組1GB/T 25382-2010離網型風光互補發電系統 運行驗收規范2GB/T 13981-2009小型風力機設計通用要求3GB/T 20321.1-2006離網型風能、太陽能發電系統用逆變器 第1部分：技術條件4GB/T 20321.2-2006離網型風能、太陽能發電系統用逆變器 第2部分：試驗方法5GB/T 10760.1-2003離網型風力發電機組用發電機 第1部分：技術條件6GB/T 10760.2-2003離網型風力發電機組用發電機 第2部分：試驗方法7GB/T 19068.1-2003離網型風力發電機組 第1部分：技術條件8GB/T 19068.2-2003離網型風力發電機組 第2部分：試驗方法9GB/T 19068.3-2003離網型風力發電機組 第3部分：風洞試驗方法10GB/T 19115.1-2003離網型戶用風光互補發電系統 第1部分：技術條件11GB/T 19115.2-2003離網型戶用風光互補發電系統 第2部分：試驗方法12GB 17646-1998小型風力發電機組安全要求EQV從標準發布情況看，近年來，我國風電標準化進程明顯加快，目前還有29個標準在制定過程中或已經上報審批，如表2-2所示。表2-2 風電國家標準計劃項目序號項目編號中文項目名稱歸口單位采用國際標準號備注120083138-T-416風電機組低溫等級416220083139-T-416風電機組生存風速等級416320070456-T-604風力發電機組 控制系統技術要求TC 50420074721-T-604直驅永磁風力發電機組第1部分：技術條件TC 50520074722-T-604直驅永磁風力發電機組第2部分：試驗方法TC 50620076818-T-524風力發電場項目建設工程驗收規程524720076828-T-524海上風電場建設、運行維護規程524820080634-T-604風力發電機組25-1部分 風電場監控通訊-原理和模式綜述TC 50IEC61400-25-1:2006IDT920080635-T-604風力發電機組25-2部分 風電場監控通訊-信息模式TC 50IEC61400-25-2:2006IDT1020080636-T-604風力發電機組25-3部分 風電場監控通訊-信息交換模式TC 50IEC61400-25-3:2006IDT1120080637-T-604風力發電機組25-5部分：風電場監控通訊-一致性試驗TC 50IEC61400-25-5:2006IDT1220081545-T-604風力發電機組 設計要求（修訂GB/T 18451.1-2001）TC 50IEC61400-1:2005MOD1320081547-T-604風力發電機組 功率特性試驗（修訂GB/T 18451.2-2003）TC 50IEC 61400-12-1: 2005IDT1420083273-T-604風力發電機組 第25-4部分：風電場監控通訊變化到XML基礎通訊TC 50IEC61400-25-4IDT1520083274-T-604風力發電機組 第25-6部分：風電場監控通訊環境監視邏輯類和數據類TC 50IEC61400-25-6IDT1620083276-T-604風力發電機組 聲功率級和音值TC 50IEC6140014IDT1720083277-T-604風力發電機組 雙饋式變槳距裝置TC 501820090600-T-604額定電壓0.6/1kV橡膠絕緣和護套風力發電用耐扭軟電纜TC 2131920090651-T-605風力發電塔用結構鋼板TC 1832020090818-T-609風力發電導流罩用復合材料TC 392120090819-T-609風力發電機艙罩用復合材料TC 392220100751-Q-604電力變壓器 第16部分 風力發電用變壓器TC 44IEC 60076-16MOD2320100772-T-604高原用風力發電設備環境技術要求TC 3302420100824-T-605風力發電用軸承鋼TC 1832520100872-T-604低溫型風力發電機組TC 502620100873-T-604海上風力發電機組 設計要求TC 50IEC 61400-3:2009 ED.1.0IDT2720100874-T-604臺風型風力發電機組TC 502820101829-T-604小型風力發電機組 設計要求（修訂GB 17646-1998）TC 50IEC 61400-2:2006IDT2920091428-T-613風電場接入電力系統技術規定（修訂GB/Z 19963-2005）613從現行標準及標準計劃情況看，隨著我國風電產業的發展壯大，中國風電設備標準化工作在政府及企事業單位的支持和重視下得以穩步推進。一方面，從事風電產業的企事業單位都積極參與到風力發電機組標準的制修訂工作中來，另一方面，風力發電機組標準也為中國風電產業做出相應的貢獻，標準化意識已被大部分風電產業的企事業單位所接受。伴隨著我國風電行業的發展，我國風電標準化體系也在逐步建立和完善，風力發電機組技術術語、機組設計要求、零部件設計要求、試驗檢測等方方面面的標準已經基本上覆蓋了風力發電產業的各主要環節（參見附錄A 中國并網型風電設備標準內容提要），在風電機組整機、部件的設計、制造、采購、使用及維護過程中廣泛應用，也在我國風電設備質量檢測、認證以及風電場開發等領域發揮了重要的技術指導作用。國家相關政府部門在加快推進風電行業標準建設方面發揮了不可替代的作用。2009年，國務院38號文明確提出要“建立和完善風電裝備標準、產品檢測和認證體系”。為落實此文件規定，規范我國風電產業發展，建立完善的風電標準化體系，2010年3月29日國家能源局在京組織召開能源行業風電標準化工作會議，全面啟動我國風電標準體系建設。會議上國家能源局宣布成立了能源行業風電標準建設領導小組、能源行業風電標準建設專家咨詢組，同時建立能源行業風電標準化技術委員會（以下簡稱標委會），由標委會根據職責分工設立標準制定工作組，全面啟動包括風電場規劃設計、風電場施工與安裝、風電場運行維護管理、風電場并網管理技術、風電機械設備、風電電器設備6大類標準在內的風電標準體系建設，每大類包括若干條具體標準，集中收入會議上發布的風電標準體系框架（討論稿）（以下簡稱標準框架）中。有國家政府部門參與和協調，標準框架將對未來風電標準的制修訂起到重要的指導作用。2.2 標準在風電設備檢測認證中的應用標準和規范是進行檢測認證的基礎，在檢測認證實施過程中得以應用。風電設備的檢測認證是一個復雜且系統的過程，涉及大量的標準，在認證的不同階段可能需要不同的標準。我國風電認證的指導性技術標準GB/Z 25458-2010 風力發電機組 合格認證規則及程序，將風電機組認證分為風電機組整機認證和風電機組關鍵零部件認證。整機認證包括設計認證、型式認證和項目認證，關鍵零部件認證包括葉片認證、齒輪箱認證，發電機認證等。進行風電設備認證時，認證機構根據客戶產品類型、申請證書的種類、等級等，決定具體依據哪些標準執行，或根據客戶指定的標準對其產品進行認證，評估其產品是否符合該項標準。風電機組技術涉及范圍廣，專業性和技術性都很強，風電設備認證不僅需要風電專業標準，還需要大量的零部件標準及其它行業標準的支持，如對風電機組進行設計評估和特定場址評估時，需要采用螺栓、剛結構、軸承等相關的國家標準，對風電機組的壓力系統或電磁兼容性進行評估時，要參照相關的電氣行業標準和機械行業標準。另外，部分申請風電設備認證的客戶考慮到開拓國外市場的需要，要求根據國外或國際標準對產品進行認證，因此，我國風電設備認證機構也熟知并大量采用了國際標準。本項目通過對認證機構的訪談和深入調研，按照認證機構在執行風電設備認證時檢索標準的習慣，參考標準性質及其在檢測認證中的使用范圍，將我國認證機構常用的風電標準構成歸納如圖2-1所示，并將認證中直接引用的標準分類歸納如附件B 我國風電認證標準數據庫。風電檢測認證的特殊性和復雜程度從附錄B可窺一斑：僅認證過程中需要直接采用的標準就多達110余項，這還不包括上述標準匯總引用的相關標準。圖2-1 我國認證機構常用的風電標準數據庫結構圖在附錄B中，除ISO和IEC系列技術標準外，各國對風電設備檢測認證的要求可能有所不同，例如各國建筑法規、電網等都對在本國安裝的風電設備有不同的要求，對此國際標準也采取了一些較為靈活的做法，使得各國的風電標準共存。近十年來風電行業快速發展，新材料（如碳纖維、稀土永磁材料）、新工藝（如葉片真空灌注）、新技術（如永磁發電）逐步在風電設備中應用，風電機組單機容量不斷增長，海上風電進入規模化開發階段，風電產業取得了長足進步。為適應風電行業發展需要，IEC TC 88對風電設備檢測認證的基本規范做了較大的修訂，并于2010年5月頒布了替代IEC WT 01的IEC 61400-22 風力發電機組符合性檢測及認證。隨著時間推移，風電標準也必將隨著風電行業的發展而不斷更新、改版向前推進。2.3 存在的問題目前，中國風電產業的規模和發展速度已經在全球位居前列，但中國的風電產業標準體系卻還沒達到與之相稱的國際地位。（1） 現有標準不完全適應中國狀況我國有關風力發電機組的產品標準、檢測標準已經基本齊全。但是，這些標準多數直接等同采用了IEC標準，而IEC標準在制定時并沒有考慮中國的風況和環境條件，這就導致了這些標準不適合中國的情況。一些重要的基本標準，如GB 18451.1-2001“風力發電機組安全要求”是風力發電機組設計和認證的基本依據，該標準直接等同采用了IEC 61400-1標準，該標準是否適合我國風況的具體特點沒有經過驗證，不能完全適應我國的風況及氣候特點。例如：在西北地區，如果按照IEC 614001標準中50年