自1978年恢复国际标准化组织的成员国地位以来,中国的标准化工作取得了迅猛的发展,在中国国家标准化管理委员会的统一领导下,建立健全了国家标准化管理体系。标准化工作在提高中国产品质量总体水平、保护公民生命财产安全和动植物健康安全以及保护环境等方面都起到了积极的作用。
图1 中国标准化管理体系简图
一、风电行业的国家标准
中国风电标准化始于20世纪80年代。1985年,全国风力机械标准化技术委员会(在中国国家标准化管理委员会的编号为TC 50,以下简称“风标委”)经原国家质量技术监督局批准成立,成为中国第一个负责全国风力发电机组标准化工作的专业标准化技术委员会。1999年以前,风标委的重点工作是研究编制离网型风力发电机组标准,随着全球及中国风电的发展,1999年以后,风标委的重点任务转为开发研究并网型风力发电机组标准。除风标委外,与风电国家标准密切相关的全国标准化技术委员会还有中国气象局(编号416)、中国电力企业联合会(编号524)、全国纤维增强塑料标准化技术委员会(编号TC 39)、全国电线电缆标准化技术委员会(TC 213)等,分别负责风能资源、风电并网、风电机组材料、风电电线电缆等专业领域的标准化工作。
随着中国风电产业的发展,在政府及业界的支持下,各相关全国标准化技术委员会经过多年的努力,已经初步建立了涵盖风电机组整机、零部件、材料、设计、测试等多个方面的中国风电标准体系。以并网型风电机组相关标准为例,2001年以来,我国已颁布实施国家标准40项,标准内容涵盖风电机组的安全要求、产品性能、产品方法以及风能资源评估、风电场要求等,如表1所示。
表1 风电行业国家标准
序号 | 标准号 | 标准名称 | 采用国际标准程度 |
1 | GB/T 19072-2010 | 风力发电机组 塔架 | |
2 | GB/T 25381-2010 | 风力发电机组 系列型谱 | |
3 | GB/T 25383-2010 | 风力发电机组 风轮叶片 | |
4 | GB/T 25384-2010 | 风力发电机组 风轮叶片全尺寸结构试验 | MOD |
5 | GB/T 25385-2010 | 风力发电机组 运行及维护要求 | |
6 | GB/T 25390-2010 | 风力发电机组 球墨铸铁件 | |
7 | GB/Z 25425-2010 | 风力发电机组 公称视在声功率级和音值 | IDT |
8 | GB/Z 25426-2010 | 风力发电机组 机械载荷测量 | MOD |
9 | GB/Z 25427-2010 | 风力发电机组 雷电防护 | MOD |
10 | GB/Z 25458-2010 | 风力发电机组 合格认证规则及程序 | NEQ |
11 | GB/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 | |
12 | GB/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 | |
13 | GB/T 25387.1-2010 | 风力发电机组 全功率变流器 第1部分:技术条件 | |
14 | GB/T 25387.2-2010 | 风力发电机组 全功率变流器 第2部分:试验方法 | |
15 | GB/T 25388.1-2010 | 风力发电机组 双馈式变流器 第1部分:技术条件 | |
16 | GB/T 25388.2-2010 | 风力发电机组 双馈式变流器 第2部分:试验方法 | |
17 | GB/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 | |
18 | GB/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 | |
19 | GB/T 50571-2010 | 海上风力发电工程施工规范 | |
20 | GB/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 | |
21 | GB/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 | |
22 | GB/T 19073-2008 | 风力发电机组 齿轮箱 | |
23 | GB/T 21407-2008 | 双馈式变速恒频风力发电机组 | |
24 | GB/T 22516-2008 | 风力发电机组 噪声测量方法 | IDT |
25 | GB/T 21150-2007 | 失速型风力发电机组 | |
26 | GB/T 20319-2006 | 风力发电机组 验收规范 | |
27 | GB/T 20320-2006 | 风力发电机组电能质量测量和评估方法 | IDT |
28 | GB/T 19960.1-2005 | 风力发电机组 第1部分:通用技术条件 | |
29 | GB/T 19960.2-2005 | 风力发电机组 第2部分:通用试验方法 | |
30 | GB/Z 19963-2005 | 风电场接入电力系统的技术规定 | |
31 | GB/T 19568-2004 | 风力发电机组装配和安装规范 | |
32 | GB/T 19069-2003 | 风力发电机组 控制器 技术条件 | |
33 | GB/T 19070-2003 | 风力发电机组 控制器 试验方法 | |
34 | GB/T 19071.1-2003 | 风力发电机组 异步发电机 第1部分:技术条件 | |
35 | GB/T 19071.2-2003 | 风力发电机组 异步发电机 第2部分:试验方法 | |
36 | GB/T 18451.2-2003 | 风力发电机组 功率特性试验 | IDT |
37 | GB/T 18709-2002 | 风电场风能资源测量方法 | |
38 | GB/T 18710-2002 | 风电场风能资源评估方法 | NEQ |
39 | GB 18451.1-2001 | 风力发电机组 安全要求 | IDT |
40 | GB/T 2900.53-2001 | 电工术语 风力发电机组 | IDT |
从现行国家标准看,中国风电通过引进技术快速起步,在消化、吸收技术的同时也掌握了先进的国际标准,并将其用于中国风电标准体系的建设中来。目前的40个并网型风电国家标准中,10个由IEC标准、1个由AWEA标准转化而来,且这11项标准都是风电机组设计、制造、检测认证等的重要基本标准。
应该认识到,中国大规模风电开发的历史还很短,随着风电技术、开发规模、开发深度不断向前发展,中国风电标准体系必将经历一个不断健全和完善的过程。尤其是2005年以来,中国风电制造业的迅速崛起和风电产业的迅猛发展产生了更高的标准需求,要求尽快完善标准体系的呼声也越来越高。随着中国风电开发和研究工作的逐步深入,业界普遍认识到,国际标准并不完全适用于中国特殊的地理环境特点和资源条件,不能满足有针对性地对中国风电机组的设计、制造、安装以及风电场的规划、施工、运维、管理进行标准化规范的要求。
在这种形式下,中国风电标准化进程明显加快。以并网型风电为例,目前尚有26项国家标准正在编制中,这其中包括针对中国特殊环境条件的《风电机组低温等级》、《风电机组生存风速等级》、《低温型风力发电机组》、《高原用风力发电设备环境技术要求》、《台风型风力发电机组》标准,也包括等同采用IEC标准的《风力发电机组25-1部分 风电场监控通讯》,还包括对风电机组产品性能以及风电场接入电力系统标准的修订。
二、风电行业标准
除国家标准外,各相关行业也针对风电发布了诸多行业标准,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,这些行业标准在指导风电机组设计、制造、安装以及风电场建设等方面发挥了重要作用。
在加快推进行业标准建设方面,国家相关政府部门发挥了根本性的作用。2009年,国务院38号文件明确提出要“建立和完善风电装备标准、产品检测和认证体系”。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,全面启动中国风电标准体系建设。会议上国家能源局宣布成立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,并以国能科技[2010]16号文的形式发布了《风电标准体系框架(讨论稿)》(以下简称《标准框架》)。
《标准框架》涉及图2所示的七大类标准,拟定标准173项,从“风电场风能资源测量和评价技术规定”到“风电入网检测和控制”,涉及风电产业链的各个环节。
图2 能源行业风电标准体系(标准一级分类)框架图
《标准框架》第一次较全面的梳理了风电标准,相当于在研究国际标准、国家标准、行业标准的基础上,为中国建立和完善风电标准体系提供了大纲,可以作为风电标准体系建设的纲领性文件。
作为风电标准体系建设的阶段性工作通报,2011年8月5日,国家能源局在北京召开的能源行业风电标准化技术委员会一届二次会议暨能源行业风电标准化工作会议上,审定并发布了“大型风电场并网设计技术规范”等18项重要标准,涉及大型风电场并网、海上风电建设、风电机组状态监测、风电场电能质量、风电关键设备制造要求等风电产业发展目前急需的技术标准。
表2 2011年8月5日能源行业风电标准化技术委员会一届二次会议
暨能源行业风电标准化工作会议新发布的18项能源行业标准
序号 | 标准名称 | 一级分类 |
1 | 大型风电场并网设计技术规范 | 风电并网 |
2 | 风电场电能质量测试方法 | |
3 | 风力发电机组振动状态监测导则 | 风电场运行维护管理 |
4 | 海上风电场钢结构防腐蚀技术标准 | 风电场规划设计 |
5 | 风电场工程勘察设计收费标准 | |
6 | 海上风电场工程概算定额 | |
7 | 海上风电场工程设计概算编制规定及费用标准 | |
8 | 陆上风电场工程概算定额 | |
9 | 陆上风电场工程设计概算编制规定及费用标准 | |
10 | 永磁风力发电机组制造技术规范 | 风力机械设备 |
11 | 双馈风力发电机组制造技术规范 | |
12 | 双馈风力发电机变流器制造技术规范 | 风电电器设备 |
13 | 永磁风力发电机变流器制造技术规范 | |
14 | 电池储能功率控制系统技术条件 | |
15 | 双馈风力发电机组主控制系统制造技术规范 | |
16 | 风力发电机组电动变浆控制系统技术规范 | |
17 | 风力发电机线圈绝缘用耐电晕聚酰亚胺薄膜补强玻璃布粉云母带 | |
18 | 风力发电机匝间绝缘用耐电晕聚酰亚胺薄膜 |
三、积极参与国际标准化
2010年,中国风电新增装机容量和累计装机容量均居世界第一位,风电产业的“中国速度”引起了全世界的广泛关注,中国风电已在世界风电舞台上扮演着重要的角色,但中国风电标准在国际化方面仍然较弱,在涉及国际标准问题上始终缺少中国代表的身影。中国政府、风电产业及各相关行业已经注意到了这些问题,并积极行动起来,参与到国际风电标准化的进程中去。一方面,在制定中国的风电标准时,广泛借鉴和吸纳国际标准;另一方面,对于国际标准中不适应中国发展条件的内容,也在及时向国际标准指定机构反馈,并提出修改意见。
我们有理由相信,在标准体系框架的指导下,在政府、行业、企业以及科研单位等的支持和参与下,中国正在建设一套技术指标上充分考虑风电装机、并网和消纳的先进技术,充分考虑风电场的设计、建设和运行的先进技术,充分考虑风电关键设备先进制造技术,在体系内涵和规划布局上统一完善且符合我国国情的,与国际标准全面接轨的“先进的风电标准体系”。