ICS27.180 F11 中华人民共和国国家标准 GB/T31518.1—2015 直驱永磁风力发电机组 第1部分:技术条件 Direct-drivepermanentmagnettypewindturbinegeneratorsystem— Part1:Technicalcondition 2015-05-15发布 2016-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T31518《直驱永磁风力发电机组》分为两个部分: ———第1部分:技术条件; ———第2部分:试验方法。 本部分为GB/T31518的第1部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国风力机械标准化技术委员会(SAC/TC50)归口。 本部分起草单位:新疆金风科技股份有限公司、北京金风科创风电设备有限公司、北京天诚同创电 气有限公司、湘潭电机股份有限公司。 本部分主要起草人:王相明、葛俊豪、唐浩、甘旭超、李会勋、乔元、唐鑫、谢生清、龙辛。 ⅠGB/T31518.1—2015 直驱永磁风力发电机组 第1部分:技术条件 1 范围 GB/T31518的本部分规定了直驱永磁风力发电机组的环境条件、技术要求、试验方法、检验规则 以及储运、交付等要求。 本部分适用于风轮扫掠面积大于200m2的水平轴直驱永磁风力发电机组(以下简称“机组”)产品 的设计、制造、包装运输以及检验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修订版)适用于本文件。 GB/T191 包装储运图示标志 GB/T2900.18 电工术语 低压电器 GB/T2900.53 电工术语 风力发电机组 GB/T6388 运输包装收发货标志 GB/T12325—2008 电能质量 供电电压偏差 GB/T12326—2008 电能质量 电压波动和闪变 GB12668.3 调速电气传动系统 第3部分:电磁兼容性要求及其特定的试验方法 GB/T14549—1993 电能质量 公用电网谐波 GB/T15543—2008 电能质量 三相电压不平衡 GB/T15945—2008 电能质量 电力系统频率偏差 GB16895.3—2004 建筑物电气装置 第5-54部分:电气设备的选择和安装 接地配置、保护导 体和保护联结导体 GB18451.1 风力发电机组 设计要求 GB/T19069 风力发电机组 控制器 技术条件 GB/T19072—2010 风力发电机组 塔架 GB/T19292.1—2003 金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性 分类 GB/T19568—2004 风力发电机组装配和安装规范 GB/T19960.1—2005 风力发电机组 第1部分:通用技术条件 GB/T19963—2011 风电场接入电力系统技术规定 GB/T25383—2010 风力发电机组 风轮叶片 GB/T25387.1 风力发电机组 全功率变流器 第1部分:技术条件 GB/T25389.1 风力发电机组 低速永磁同步发电机 第1部分:技术条件 GB/T25389.2 风力发电机组 低速永磁同步发电机 第2部分:试验方法 GB/Z25427 风力发电机组 雷电防护 GB/Z25458 风力发电机组 合格认证规则及程序 GB/T31518.2 直驱永磁风力发电机组 第2部分:试验方法 1GB/T31518.1—2015 JB/T10425.1 风力发电机组 偏航系统 第1部分:技术条件 ISO4406 液压传动 流体 固体微粒污染分级编码法(Hydraulicfluidpower—Fluids—Method forcodingthelevelofcontaminationbysolidparticles) 3 术语和定义 GB/T2900.18和GB/T2900.53界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 直驱 direct-drive 风轮与发电机直接耦合的传动方式。 3.2 直驱永磁风力发电机组 direct-drivepermanentmagnettypewindturbinegeneratorsystem 采用永磁发电机且风轮与永磁发电机耦合的风力发电机组。 3.3 全功率变流器 fullpowerconverter 容量按大于风力发电机容量选取的静止型交直交变流器,其功能是将发电机发出的幅度和频率变 化的交流电变换成满足电网要求的交流电。 3.4 运行转速范围 operatingspeedrange 机组发电安全运行的最小运行转速(nmin)至最大运行转速(nmax)的区间。 3.5 最大运行转速 maximumoperatingspeed nmax 风机正常运行发电时,发电机转子允许达到的最大转速。 3.6 最小运行转速 minimumoperatingspeed nmin 风机正常运行发电时,发电机能够发电的最低转速。 3.7 标准型机组 standardwindturbine 按照标准空气密度1.225kg/m3、海拔高度2000m以下,运行环境温度范围-20℃~+40℃,生 存环境温度范围在-30℃~+50℃等一般环境条件下设计的风力发电机组。 3.8 常温型机组 normaltemperaturetypewindturbine 设计运行环境温度范围在-20℃~+40℃,生存环境温度范围在-30℃~+50℃的风力发电 机组。 3.9 低温型机组 lowtemperaturetypewindturbine 设计运行环境温度范围在-40℃~+40℃,生存环境温度范围在-40℃~+50℃,-45℃~ +50℃(带电)的风力发电机组。 3.10 高海拔型机组 highaltitudetypewindturbine 为海拔高度大于或等于2000m,小于3500m设计的风力发电机组。 2GB/T31518.1—2015 4 环境条件 4.1 一般环境条件 4.1.1 常温型机组正常运行的环境温度范围为-20℃~+40℃,生存环境温度范围为-30℃~+50℃。 4.1.2 低温型机组正常运行的环境温度范围为-40℃~+40℃,生存环境温度范围为-40℃~ +50℃,-45℃~+50℃(带电)。 4.1.3 机组耐受的湿度条件应不低于100%,在凝露条件下允许延时启动。 4.1.4 标准型机组海拔高度不高于2000m,高海拔型机组海拔高度不低于2000m,不高于3500m。 4.2 其他环境条件 除风况之外,还应考虑下列环境条件对机组的影响: a) 阳光辐射; b)雨、冰雹、雪和冰; c)化学活性物质; d)风沙; e)外物损伤; f)雷电; g)地震; h)盐雾; i)台风; j)潮水位; k)高海拔。 4.3 电网条件 机组应保证在下列电网条件下正常运行: a) 当机组并网点的供电电压偏差满足GB/T12325—2008、闪变值满足GB/T12326—2008、谐 波值满足GB/T14549—1993、三相电压不平衡度满足GB/T15543—2008、频率偏差满足 GB/T15945—2008的规定时; b)当机组并网点的电压偏差不超过±10%时。 电网每年停电不超过20次,最长停电持续时间不超过一周。 5 技术要求 5.1 总则 5.1.1 机组应符合GB/T19960.1—2005的有关规定,并按规定程序批准的图样和技术文件生产制造。 5.1.2 机组采用的低速永磁同步发电机应符合GB/T25389.1和GB/T25389.2的有关规定和要求。 5.1.3 机组的控制器应符合GB/T19069的有关规定和要求。 5.1.4 机组的变流器应符合GB/T25387.1的有关规定和要求。 5.1.5 机组的电气系统应符合GB/T19960.1—2005的有关规定和要求。 5.1.6 机组的偏航系统应符合JB/T10425.1的有关规定和要求。 5.1.7 机组的风轮叶片应符合GB/T25383—2010的有关规定和要求。 3GB/T31518.1—2015 5.1.8 机组的塔架应符合GB/T19072—2010的有关规定和要求。 5.1.9 机组的设计(安全要求)应符合GB18451.1的有关规定和要求。 5.1.10 机组的设计和认证应符合GB/Z25458的有关规定和要求。 5.1.11 传动系统电磁抗干扰能力应满足GB12668.3的有关规定和要求。 5.1.12 机组在寿命期内防腐应满足GB/T19292.1—2003标准C4级以上的规定和要求。 5.1.13 其他零部件、总成等,本部分未有规定的,应符合相应产品的有关技术要求。特殊要求应在产 品的技术文件中予以说明。 5.2 直驱永磁风力发电机组基本构成和原理 直驱永磁风力发电机组的基本结构特征为:多极永磁同步发电机与风轮直接耦合驱动低转速运行, 将输出通过全功率变流器接入电网。 机组的工作原理如图1所示。 图1 直驱永磁风力发电机组工作原理 5.3 整机要求 5.3.1 机组应具备振动开关保护功能,振动阀值应由设计给出,该阀值应保证机组安全运行。 5.3.2 机组设计工况下的最佳风能利用功率系数Cpmax应等于或大于0.45。 注:Cpmax为风轮从风中获取能量的最大利用系数。 5.3.3 机组正常运行期间的可利用率应大于或等于95%。可利用率计算方法见式(1): 可利用率=(Tt-Tp)-Tcm (Tt-Tp)×100%…………………………(1) 式中: T