主题发言

能源行业风电标委会风电电器设备分标委秘书长果岩:海上风电设备标准体系助力风电产业高质量发展

2020-12-14    东方风力发电网


  果岩:最后一个报告由我来为大家做报告。给我们带来《海上风电设备标准体系助力风电产业高质量发展》主题报告。

  我的报告分3个部分,第一是能源行业标准化的发展情况,第二是针对海上风电,尤其是电气设备方面的介绍,还有下一步的工作计划。

  刚才张利讲的有涉及到标准的内容,电气设备在整个标准体系来讲,东西比较小,但是作为奠基设备,也要支撑整个风电的系统正常稳定运行,里面也会涉及到一些关键的问题,尤其是海上这样的环境。

  我们是2010年的时候,能源局先成立了能源行业的标委会,把产业链进行了封盖,经过了4年时间的摸索,7个专业组升级到了分标委,具体负责的专业领域的标准制定工作。

  这张图既涉及到体系,也涉及到机构,整个能源行业标准体系方面是全产业链,有7个分标委,按照风资源的预测评价,施工安装,风电场的运行维护,风电场并网关系等7个板块来划分。575项的分布在里面也可以看得出来,大家比较关注的风电场的运行、并网、规划设计的标准,这在行业内的普世性比较强。

  我们这个板块的体系,我们也重新梳理了标准体系,按照整机、发电机、主空、变流、部件等方面,涵盖了105项,涉及到具体电机设备的标准内容,每一个板块都有相应的标准数量,包括国标、行标、团体标准等。

  这张图,我讲标准制定的背景问题,因为标准的具体条款大家可以看文件,具体的说明可以请起草人来具体说明。但是标准的制定和产品的制定思路是一样的,我们一开始要做一些原形设计,从小批量到大批量,这是产品研发的基本路径,标准制定也是这样,标准要引领产业创新发展,这也是给标准添砖加瓦,但是标准更多的是技术成果的总结,示范项目经验的呈现。所以说,它的内容是滞后于技术和产业发展的道路。

  海上风电标准的研制过程中,我提出了3个时期。第一个是样机的试制过程,20122014年期间,涉及到电气设备还是空白,基于此,整机厂商、业主、第三方的检测都有对这个领域标准的需求,所以我们在这也借鉴了海上风电场的示范工厂,填补了海洋的发电机、变流器、主控珠孔系统3个产品标准的制定,20162018年期间,开展了大量的实验工作,我们按照我国4个海域的实时监测数据和运营的情况反馈到电机设备的特性上,确定了海洋环境下电气设备耐久性的实验,这从实验验证的角度满足了不同海上环境下的电器产品表征的一致性问题。2019年至今就是第三阶段,目前正在制定的还是很多的,今年也把柔直这些标准进行了报批,目前正在开展的是标红的部分,包括海上不同发电机的要求,以及安全系统设计规范要求等等。

  标准方面,海上的环境是怎么样的,这块的通用要求我们也制定了海上特殊环境条件与技术要求的总则标准,起码知道它运行的状态、气候条件、器械条件等等。

  在里面,涉及到具体的产品,在对应的环境条件下,技术要求是怎样来定的,再往下,通过耐久性的实验去验证,产品是合格的,从通用类、产品类以及方法类标准,把海上电气设备的标准体系进行了达标。

  31094,整个标准,是按照我国4大海域进行划分,不同的海域,气候条件是不一样的,这份标准规定了渤海、黄海、东海、南海等四大海域上的情况。

  在不同的情况下,海上风变的表象如何,从影响因子上把标准搭建起来,有了影响因子,就要做实验的验证,里面包括环境的耐久性实验,包括高低温的快速变化,霉菌实验出来是材料防霉的能力等等。

  上述标准确定了海上环境条件技术要求,以及在海上环境条件下,产品的一般试验要求和考核指标。

  发电机主要是从材料、结构等方面进行要求,保证它的环境适应性以及从材料结构方面最低的指标,包括耐久、耐潮等要求。这份标准正在修订中,因为是2014年出来,新的试验方法也进行了迭代,所以要按照新的试验方法来进行应对。

  变流器去年修订了一轮,包括了最新的要求,包括海上结构外观的要求、性能的要求等都提出了最新的条件和指标。

  主控制系统,这也是去年刚刚更新、修订完发布的。

  我们梳理了发电机、变流器、主控系统关键的参数指标,列了几列,气候环境,基本上是安全31094来做,防腐、保护功能、冗余性等等,从实验方法上,产品标准的实验方法和耐久性的实验方法是一一对应的,从气候环境条件也是做到了一一对应。

  上述几项标准,基本解决了海上风电关键的电气设备标准缺失的问题,满足了一般型的实验要求,后面我们也考虑使用寿命,如何通过快速老化的实验方法来验证产品的稳定性、安全、高效,我们在这个情况下提出了耐久性的实验,考核指标是比较严格的,但是这个标准也是基于从风力机组提出的高标准、严要求的指标。

  发电机方面,实验的时间,基本上是上百小时的实验考核周期,耐延误实验等等,在原有的实验基础上又提高了耐久性的要求,整个考核指标也都相应提高。

  变流器也是,低的是500小时,高的是1千小时,我们也提出了相应的要求,这几项标准通过行业的反馈,对于行业来讲,我们是从耐久性的角度必须了相应的指标,但是从真正的实施角度来看,难度也是比较高的,我们后续也针对这些数据,用最新的实验去把标准进行完善。

  下一步,我们现在制定的内容也是比较多,一共涉及到12项,明年涉及到海上的也是重点中的重点,一共包括4项,比如说海上风电发电机组、发电机的修订,明年都要进行修订。

  我们下一步大部分的精力都是在放在海上的标准研究上。

  标准也是一个动态,可能每天我们都会接到上级的要求,统计标准数量,可能今天和明天的数量都是不一样,所以我们要进行修订,满足当前的应用需要。

  服役环节评价导则,会从环境温度、相对湿度、腐蚀速率等方法来确定服役环境的评价。这些是我们下一步开展海上风电标准化的总体思路。(内容来自现场速记,未经本人审核)