淺析AWEA與BWEA在小型風(fēng)電機組測試要求中的差異

文 | 包道日娜，霍亞楠，李恒，姚明，王歡，張曉陽

中小型風(fēng)電機組雖說和大型風(fēng)電機組同屬于風(fēng)電行業(yè)，但因不同的政策導(dǎo)向、不同的市場領(lǐng)域及不同的技術(shù)條件導(dǎo)致完全不同的發(fā)展方向。近年來大型風(fēng)電機組朝著規(guī)?；痛笮突较虬l(fā)展，而小型風(fēng)電機組市場卻在一定程度上有“萎縮”跡象。隨著小型風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為了滿足市場需求，企業(yè)在產(chǎn)品檢測認(rèn)證方面的認(rèn)知也在增強。但在我國真正能實現(xiàn)產(chǎn)品檢測認(rèn)證的企業(yè)卻少之又少。檢測認(rèn)證是保證產(chǎn)品質(zhì)量的有效手段，我國若想實現(xiàn)這一點，需得到各方的大力支持及企業(yè)的積極響應(yīng)。

國內(nèi)中小型風(fēng)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機械工業(yè)協(xié)會風(fēng)能設(shè)備分會提供的數(shù)據(jù)顯示，2011年，我國中小型風(fēng)電機組產(chǎn)銷量達到高峰。然而好景不長，2012年以來，我國中小型風(fēng)電行業(yè)的產(chǎn)銷量就不斷下滑。至2014年上半年，情況仍在惡化，除了兩三家企業(yè)產(chǎn)銷量與去年同期持平外，其他企業(yè)都有不同程度的下降。市場萎縮的原因主要有兩點：一是中小型風(fēng)電機組市場受太陽能沖擊嚴(yán)重；二是中小型風(fēng)電系統(tǒng)沒有像光伏發(fā)電一樣受到國家補貼政策的支持。在海外市場有很多發(fā)達國家已實行了產(chǎn)品認(rèn)證制度，但由于產(chǎn)品進行國際認(rèn)證費用過高，國家對其又沒有像光伏發(fā)電的財政補貼政策，致使像浙江華鷹能有一款通過英國TUV CMS認(rèn)證的風(fēng)電機組的企業(yè)少之又少，大部分企業(yè)由于無法承擔(dān)高額費用沒有進行國際認(rèn)證，導(dǎo)致產(chǎn)品出口受阻。

中小型風(fēng)電機組質(zhì)量缺乏市場監(jiān)管也是阻礙中小型風(fēng)電機組發(fā)展的重要因素之一。在我國，最初中小型風(fēng)電機組的定位是面向電網(wǎng)無法全覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)，可以解決農(nóng)牧民的用電問題，對其質(zhì)量并無嚴(yán)格的要求，這導(dǎo)致大量劣質(zhì)產(chǎn)品投入市場。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的多元化，中小型風(fēng)電機組從解決無電地區(qū)的用電問題到石油開采、通信基站、沿海漁船和游船等領(lǐng)域都有所涉獵。這對其質(zhì)量和運行穩(wěn)定性有了更高的要求。但我國中小型風(fēng)電機組質(zhì)量仍處于較低水平。借鑒國際上已有的認(rèn)證制度，結(jié)合我國自身情況，制定專屬于我國小型風(fēng)電機組的認(rèn)證制度迫在眉睫。

小型風(fēng)電機組測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

一、國際標(biāo)準(zhǔn)IEC

IEC（國際電工委員會）協(xié)調(diào)風(fēng)能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分委會稱為TC88（Technical Committee ——技術(shù)委員會88），由該委員會頒布的與風(fēng)電機組認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)緊密配套的IEC61400系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了設(shè)計要求、小型風(fēng)電機組（SWT）、海上（offshore）風(fēng)電機組，以及風(fēng)電機組的主要零部件，如主齒輪箱、葉片等；對整個風(fēng)電機組的運行測試也頒布了相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn)，包括功率、電質(zhì)量、噪音等。例如，IEC 61400－12--1:2005（功率特性測試）；IEC 61400－11:2012（噪聲測試方法）；IEC 61400－2:2013（耐久性測試）等。雖主要適用于大型風(fēng)電機組，但很多小型風(fēng)電機組測試標(biāo)準(zhǔn)都是以其為雛形，結(jié)合各國實際情況制定出的。

二、BWEA（英國風(fēng)能協(xié)會）小型風(fēng)力發(fā)電運行和安全標(biāo)準(zhǔn)

2008年，英國公布了第一版小型風(fēng)電機組國家標(biāo)準(zhǔn)，并納入了微型發(fā)電設(shè)備計劃委員會（MCS）。這一標(biāo)準(zhǔn)提供了一個評估風(fēng)電機組系統(tǒng)安全性、可靠性、動力性能和聲學(xué)性能的方法。這個小型風(fēng)電機組標(biāo)準(zhǔn)很大程度上來自于國際風(fēng)電機組標(biāo)準(zhǔn)IEC 61400系列。具體分開了大型和小型風(fēng)電機組在IEC中解釋的技術(shù)差異，使其用途精簡化，內(nèi)容比IEC略有簡化。此標(biāo)準(zhǔn)一般適用于并網(wǎng)和離網(wǎng)型的小型風(fēng)電機組，且掃掠面積不得超過200mm2。

三、AWEA 小型風(fēng)力發(fā)電運行和安全標(biāo)準(zhǔn)

美國繼英國之后，在北美小型風(fēng)電機組認(rèn)證委員會（SWCC）與美國風(fēng)能協(xié)會（AWEA）的通力合作下也公布了屬于自己的測試標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)已被美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（ANSI）所認(rèn)可并作為國家標(biāo)準(zhǔn)來施行。由于AWEA同BWEA一樣有很大程度上來自于國際標(biāo)準(zhǔn)IEC，所以它們在很多內(nèi)容上都存在相似。但由于地域差異和市場差異，導(dǎo)致兩大標(biāo)準(zhǔn)在檢測的部分要求中存在不同。AWEA中包括對中小型風(fēng)電機組進行功率特性測試、噪聲測試、耐久性測試的具體要求及報告撰寫標(biāo)準(zhǔn)格式。

小型風(fēng)電機組相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)存在的要求差異

一、小型風(fēng)電機組功率特性測試標(biāo)準(zhǔn)要求對比

功率特性測試部分分別位于國際標(biāo)準(zhǔn)IEC的IEC61400－12－1（2005）和AWEA與BWEA的第二部分性能測試中。雖測試過程大同小異，但很多定義及要求都有所不同。表1列出了不同標(biāo)準(zhǔn)對功率曲線測試的額外要求。

二、 小型風(fēng)電機組噪聲測試標(biāo)準(zhǔn)要求對比

風(fēng)電機組噪聲測試部分分別位于國際標(biāo)準(zhǔn)IEC的IEC 61400－11（2012）及BWEA 和AWEA的第三部分噪聲測試中 。表2是三大標(biāo)準(zhǔn)對噪聲測試的不同要求。除了表2中同一定義在不同標(biāo)準(zhǔn)中的不同要求之外，這三大標(biāo)準(zhǔn)對所出的報告也有不同的要求，其中IEC61400－11規(guī)定出的報告格式里聲學(xué)數(shù)據(jù)需包含聲壓級、1/3倍頻程及音調(diào)；AWEA所出的報告中聲學(xué)數(shù)據(jù)需包含額定聲壓級、1/3倍頻程和可能存在的音調(diào)，最后所出示的是一個能表明結(jié)果的表格，如表3。BWEA報告里除聲學(xué)數(shù)據(jù)需提供60m額定聲壓級、1/3倍頻程和音調(diào)之外，還需提供能顯示噪聲指標(biāo)的圖表。如圖1是一個噪聲指標(biāo)的圖例，其中橫坐標(biāo)表示距葉輪中心的距離，縱坐標(biāo)表示葉輪中心高度處的風(fēng)速，圖中不同顏色表示所處的不同分貝區(qū)間：紅色表示>45dB（A），黃色表示40－45dB（A），綠色表示<40dB（A）。

三、小型風(fēng)電機組耐久性測試標(biāo)準(zhǔn)要求對比

風(fēng)電機組耐久性測試部分分別位于國際標(biāo)準(zhǔn)IEC的IEC61400－2：2013，及AWEA和BWEA的第五部分。耐久性測試的測試要求是穩(wěn)定運行，其中機組可用性需達到90%以上；無大部件的損壞及更換；無明顯的磨損、銹蝕、損壞；無明顯的功率下降等。三大標(biāo)準(zhǔn)在耐久性測試部分中有兩處定義范圍有所不同，如表4。

表1 功率特性測試不同標(biāo)準(zhǔn)要求

表2 噪聲測試不同標(biāo)準(zhǔn)要求

表3 AWEA額定聲壓級40dBA不同地點的整體聲壓級

表4 耐久性測試不同標(biāo)準(zhǔn)要求

圖1 噪聲指標(biāo)的圖例

結(jié)語

風(fēng)能作為可再生能源中舉足輕重的一員，受到各國的高度重視。中小型風(fēng)電機組在高度提倡節(jié)能減排的大環(huán)境下，又具有占地面積小，不受安裝條件限制及可低風(fēng)速運行等優(yōu)點，在新能源行業(yè)里終將扮演重要角色。本文簡要介紹了目前我國中小型風(fēng)電機組行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，并一再強調(diào)制定符合本國情況的小型風(fēng)電機組測試標(biāo)準(zhǔn)的重要性。同時對小型風(fēng)電機組測試標(biāo)準(zhǔn)（美國風(fēng)能協(xié)會AWEA及英國風(fēng)能協(xié)會BWEA）與國際標(biāo)準(zhǔn)IEC做了對比，得出不同性能測試過程中以上三大標(biāo)準(zhǔn)存在的要求差異。為之后制定專屬我國的小型風(fēng)電機組測試標(biāo)準(zhǔn)提供借鑒，對積極發(fā)展我國檢測認(rèn)證技術(shù)具有現(xiàn)實意義。