GB/T19070-2017
失速型风力发电机组控制系统试验方法
Stallregulationwindturbines—Controlsystem—Testmethod
- 中国标准分类号（CCS）F11
- 国际标准分类号（ICS）27.180
- 实施日期2018-05-01
- 文件格式PDF
- 文本页数15页
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失速型风力发电机组控制系统试验方法
国家标准 GB/T19070一2017 代替GB/T190702003 失速型风力发电机组 控制系统试验方法 一Testmeth0d stallregulationwimdturbines一Comtrolsystem一 2017-10-14发布 2018-05-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T19070一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准代替GB/T19070-2003(风力发电机组控制器试验方法》 本标准与GB/T19070一2003相比,除编辑性修改外主要技术变化如下 修改了“外场联机试验”,变更为“现场试验”(见3.1,2003年版3.2). 删除了“面板”“操作面板”,本文中全部采用“HMI"(见2003年版第4章); 完善了“试验环境”(见6.1,2003年版6.1); 调整了“一般检验”见7.1、7.2,2003年版7.l); 增加了“监测功能试验”(见7.3); 调整了控制功能试验顺序见7.4、7.5、7.6、7.7,2003年版7.2); 在自动控制功能试验中增加了“上电自复位”见7.7); 修改了“软并网功能试验”见7.8,2003年版7.4.1); 修改了“补偿电容投切试验”(见7.9,2003年版7.4.2); 删除了“小电机-大电机切换试验”(见2003年版的7.4.3); 删除了“大电机-小电机切换试验”(见2003年版的7.4.4) 增加了“通信试验”(见7.10); 增加了“发电机转速超临界值”(见7.l1.2); 删除了“大电机并网信号丢失”(见2003年版7.3.10); 删除了“小电机并网信号丢失”(见2003年版7.3.ll); 增加了“电机并网信号丢失”(见7.11.11l); 修改了“晶闸管旁路信号丢失”(见7.11.12,2003年版7.3.12); 修改了“叶尖压力开关动作”(见7.11.15,2003年版7.3.15); 修改了“无齿轮箱油压”(见7.11.17,2003年版7.3.17); 修改了“解缆故障”见7.11.19,2003年版7.3.19); 修改了“风轮转速超临界值”见7.1 7.l1.22,2003年版7.3.22); 修改了“轻度扭缆(CW顺时针)”(见7.11.24,2003年版7.3.24); 修改了“轻度扭缆(CCw反时针)”见7.11.25,2003年版7.3.25) 增加了“电机接触器和旁路接触器同时脱不开"(见7.11.30); 明确了“电磁兼容性能试验”试验内容及试验依据的标准(见7.12); 增加了“低温性能试验”试验项目及内容(见7.13); 增加了“高温性能试验”试验项目及内容(见7.14); 增加了“湿热性能试验”试验项目及内容(见7.15); 增加了“机械性能试验”试验项目及内容(见7.16); 修改了“仪器、仪表要求”(见附录A,2003年版附录A. 本标准由机械工业联合会提出 本标准由全国风力机械标准化技术委员会(SAC/TC50)归口
本标准负责起草单位;北京科诺伟业科技股份有限公司、保定科诺伟业控制设备有限公司、科诺伟 业风能设备(北京)有限公司、浙江运达风电股份有限公司、新疆金风科技股份有限公司、华仪风能有限 公司、锋电能源技术有限公司、科学院电工研究所
GB/T19070一2017 本标准主要起草人:赵斌,赵栋利,武鑫、谷海涛、门艳娇、王洪彬、王华,史晓鸣、吴相军、段彦芳 陈进建,胡春松,王文静,马蕊
本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T190702003
GB/T19070一2017 失速型风力发电机组 控制系统试验方法 范围 本标准规定了定桨距失速型并网风力发电机组控制系统试验条件,试验方法及试验报告编写要求
本标准适用于与电网并联运行、采用异步发电机的定桨距失速型风力发电机组控制系统
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少
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GB/T2423.1一2008电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验A;低温 GB/T2123.2一2008电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验B.高温 GB/T2123.3一2016环境试验第2部分试验方法试验Cab;恒定湿热试验 GB/T2900,53电工术语风力发电机组 电气控制设备 GB/T3797一2016 GB/T11287电气继电器第21部分;量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验 第1篇;振动试验(正弦) GB/T14537量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验 GB/T16935.1低压系统内设备的绝缘配合第1部分;原理、要求和试验 GB/T17626.1电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论 试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB 17626.2电磁兼容 试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB 17626.3电磁兼容 17626.4电磁兼容 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB 试验和测量技术 17626.5电磁兼容 试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验 GB 试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB 17626.6电磁兼容 GB/T17626,12电磁兼容试验和测量技术振铃波抗扰度试验 GB/T17627.1 低压电气设备的高电压试验技术第一部分;定义和试验要求 GB/T17627.2低压电气设备的高电压试验技术第二部分;测量系统和试验设备 GB/T17949.！接地系统的土壤电阻率,接地阻抗和地面电位测量导则第1部分;常规测量 GB/T18451.2风力发电机组功率特性试验 GB/T19069失速型风力发电机组控制系统技术条件 GB/T19568风力发电机组装配和安装规范 B/T7879风力机械产品型号编制规则 术语和定义 GB/T2900.53,GB/T19069界定的以及下列术语和定义适用于本文件
GB/T19070一2017 3.1 现场试验fieldtest 自然风况下,在已安装并调试完毕的风力发电机组上,针对控制系统和安全系统所进行的功能 试验
3.2 试验台test-bhed 用于对风力发电机组的控制系统和安全系统进行功能试验的成套设备
注;主要由试验台架,可变速原动机、人工气流源,试验变压器,负载(电力冈),监控及数据处理系统等组成
3.3 台架试验testonbedl 将已安装并调试完毕的机舱固定在试验台上,将主回路、控制回路与机舱内的相应机构及传感器相 以原动机(例如电动机)代替自然风况下风轮产生的扭矩,用人工气流改变风速传感器指示值 联接
采用上述设备和方法对风力发电机组所进行的试验
缩略语 下列缩略语适用于本文件
HMI:人机界面(HumanMachinelInterface 5 试验目的 验证风力发电机组控制系统及安全系统是否满足相关技术条件规定或设计规范要求
6 试验条件 6.1试验环境 为满足失速型机组控制系统试验的要求,对失速型机组控制系统进行模拟试验、台架试验或现场试 验
试验要求如下 模拟试验:模拟机组各类传感器信号,对控制系统的逻辑控制功能和信号模拟输出进行测试 a b 台架试验;包括控制系统的机组机舱在生产车间安装完好的情况下,由整机测试拖动平台工 作,实现地面联机调试的目的 现场试验;通常在机组安装完成的条件下,电气测试符合机组运行的状态下,进行机组控制系 统的现场测试
现场试验场地选择应满足GB/T18451.2对场地的要求
6.2试验准备 6.2.1被试验机组应附带GB/T19069规定的技术文件
6.2.2被试验机组安装调试完毕,经检验应符合GB/T19568的有关要求
6.2.3检查装于被试验机组上的各类传感器及其安装规程是否符合其本身的标准规定,其性能和精度 是否满足系统检测、控制和安全保护要求
6.2.4控制系统出厂前已调试完毕,各项参数符合相关机组控制与监测要求;各类传感器调整完毕,整 定值亦符合相关机组检测与保护要求
6.2.5当机组出厂前进行控制系统试验时,宜使用试验台进行台架试验
6.2.6安装于机组上的各种传感器及其安装规程应符合其本身的标准规定,其性能和精度应满足系统
GB/T19070一2017 监测、控制和安全保护的要求
6.3测量仪器 试验用仪器、仪表应在计量部门检定有效期内,允许有一个二次校验源(制造厂或标准计量单位)进 行校验
所需试验仪器.仪表见附录A 试验内容和方法 7.1结构外观检查 结构及外观要求的试验按GB/T3797一2016中7.2的规定进行
7.2电气安全试验 主要包括;机舱控制柜(箱),塔底控制柜(箱)等电气设备的绝缘水平检验、接地系统检查和耐压试 验
上述各项检查与试验分别按照GB/T16935.1,GB/T17949.1,GB/T17627.1和GB/T17627.2 的要求进行
7.3监测功能试验 当机组的运行参数和运行状态发生变化时,通过HMI、监控系统等监测点观察采集数据的正确性， 以此验证控制系统对运行参数,运行状态处理部分的完整性、可靠性
依照试验机组“操作说明书",通过HMI人为改变控制系统故障触发限值和复位限值,依次检验每 个故障能否正确的激活与复位,在故障激活时,控制系统应根据故障分类准确做出相应告警或者关机操 作
在故障复位时,控制系统针对可自恢复故障应能实现机组重新自动启动,而针对不可自恢复故障则 应保证机组不能重新自动启动
7.4塔底控制功能试验 依照试验机组“操作说明书”要求和步骤,进行下列试验 人工启动;通过操作塔底相应的功能键命令试验机组启动,观察发电机并网过程是否平稳; aa b 人工立即启动:通过操作塔底相应的功能键命令试验机组立即启动,观察发电机并网过程是否 平稳; 人工关机:在试验机组正常运行时,通过操作塔底相应的功能键命令机组正常关机,观察风轮 叶片扰流板是否甩出,机械制动闸动作是否有效 d 人工复位;通过操作塔底相应的功能键对机组进行复位,观察机组是否清除故障标志,进人待 机状态; 人工偏航;在试验机组正常运行时,通过操作塔底相应的功能键命令试验机组执行偏航动作， 观察偏航方向是否与要求一致、偏航角度是否准确以及偏航过程中机组是否平稳， 人工解缆;在出现扭缆故障的情况下,通过操作塔底相应的功能键进行人工解缆操作
7.5机舱控制功能试验 依照试验机组“操作说明书”的要求和步骤,进行下列试验 人工启动;通过操作机舱相应的功能键命令试验机组启动,观察发电机并网过程是否平稳; aa b) 人工关机:在试验机组正常运行时,通过操作机舱相应的功能键命令机组正常关机,观察风轮 叶片扰流板是否甩出,机械制动闸动作是否有效
GB/T19070一2017 人工复位;通过操作机舱相应的功能键对机组进行复位,观察机组是否清除故障标志,进人待 机状态; 人工偏航:在试验机组正常运行时,通过操作机舱相应的功能键命令试验机组执行偏航动作 d 观察偏航方向是否与要求一致、偏航角度是否准确以及偏航过程中机组是否平稳， 人工解缆;在出现扭缆故障的情况下,通过操作机舱相应的功能键进行人工解缆操作
7.6远程监控功能试验 依照试验机组“操作说明书”要求和步骤,进行下列试验 远程通讯;在试验机组正常运行时,通过远程监控系统与试验机组的通讯过程,检查上位机收 a 到的机组运行数据是否与下位机显示的数据一致; 远程启动;将试验机组设置为待机状态,通过远程监控系统对试验机组发出启动命令,观察试 b 验机组启动的过程是否满足人工启动要求; 远程关机:在试验机组正常运行时,通过远程监控系统对试验机组发出关机命令,观察试验机 组是否执行了与人工关机相同的关机程序; 远程偏航:在试验机组正常运行时,通过远程监控系统对试验机组发出偏航命令,观察试验机 d 组是否执行了与人工偏航相同的偏航动作
7.7 自动控制功能试验 依据试验机组“操作说明书”的要求和步骤,进行下列试验 自动启动在适合的风况下,观察机组启动时发电机并网过程是否平稳 a b) 自动关机;在适合的风况下,观察机组关机时发电机脱网过程是否平稳 自动解缆;在满足自动解缆条件情况下,观察机组自动解缆过程是否正常; c d 自动偏航.在适合的风向变化情况下,观察机组自动偏航过程是否正常" 上电自复位:在系统第一次上电或电网故障停电后又恢复正常时,在电网及安全链无故障情况 e 下,观察机组自动复位功能是否有效
7.8软并网功能试验 使机组主轴升速,当异步发电机转速接近同步速(约为同步速的92%99%)时,并网接触器动作 发电机经一组电力电子装置与电网连接,控制电力电子器件的触发单元,使电力电子器件的导通角由 0"180"逐渐增大,调整导通角打开的速率,使整个并网过程中的冲击电流不大于技术条件的规定值 暂态过程结束时,旁路开关闭合,将电力电子装置短接
在上述试验过程中,通过瞬态记录器记录被形参数和并网过程中的冲击电流值,同时观察并网接触 器和旁路接触器动作是否正常
7.9补偿电容投切试验 在机组并网运行时,通过调整发电机输出功率,在不同负载功率下观察电容补偿装置投切动作是否 正常
7.10通信试验 连接控制系统与监控系统,正常上电后观察控制系统与HHMI以及监控系统之间能否正常进行通 信
通过HMI或监控系统界面观察控制系统的状态信息以及测量数据,验证显示是否正确且数据一 致,通讯中断后控制系统仍能正常工作
GB/T19070一2017 7.11安全保护试验 7.11.1风轮转速超临界值 模拟方法;模拟叶轮过速信号,使其从常闭状态断开,观察关机过程和故障报警状态
7.11.2发电机转速超临界值 模拟方法;模拟发电机过速信号,使其从常闭状态断开,观察关机过程和故障报警状态
7.11.3机舱振动超极限值 模拟方法;分别拨动摆锤振动开关常开,常闭触点的模拟开关,观察关机过程和故障报警状态
7.11.4过度扭缆(模拟试验法 模拟方法:分别拨动扭缆开关常开、常闭触点的模拟开关,观察关机过程和故障报警状态
7.11.5紧急关机 模拟方法;按下控制柜上的紧急关机开关或机舱里的紧急关机开关,观察关机过程和故障报警 状态
7.11.6二次电源失效 模拟方法:断开二次电源,观察关机过程和故障报警状态
7.11.7电网失效 模拟方法;在机组并网运行时,在发电机输出功率低于额定值20%的情况下,断开主回路空气开 关,观察关机过程和故障报警状态
7.11.8制动器磨损 模拟方法;拨动制动器磨损传感器限位开关,观察关机过程和故障报警状态 7.11.9风速信号丢失 模拟方法;在机组并网运行时,断开风速传感器的风速信号,观察关机过程和故障报警状态
7.11.10风向信号丢失 模拟方法:在机组并网运行时,断开风速传感器的风向信号,观察关机过程和故障报警状态
7.11.11电机并网信号丢失 模拟方法;电机并网接触器吸合后,将接触器的反饿信号线断开,观察关机过程和故障报警状态
7.11.12软并网装置旁路信号丢失 模拟方法;软并网装置旁路接触器吸合后,将接触器的反馈信号线断开,观察关机过程和故障报警 状态
7.11.131号制动器故障 模拟方法:强制松开高速刹车1,相应的同步触点吸合后拨动刹车释放传感器的模拟开关,观察关
GB/T19070一2017 7.11.25轻度扭缆(cW反时针 控制机组偏航,使之产生轻度扭缆效果,当左扭缆角度超过扭缆保护动作条件设置点并维持数秒 (具体时间见机组“操作说明书”),观察关机过程和故障报警状态
7.11.26风速测量值失真偏高 在机组并网运行时,使发电机负载功率低于10%额定功率,使风速传感器产生持续数秒(具体时间 依机组“操作说明书”的规定)高于8m/s的等效风速信号,观察关机过程和故障报警状态
7.11.27风速测量值失真(偏低 在机组并网运行时,使发电机负载功率高于10%额定功率,使风速传感器产生持续数秒(具体时间 依机组“操作说明书”的规定)低于3m/s的等效风速信号,观察关机过程和故障报警状态
7.11.28风轮转速传感器失效 在机组并网运行时,使发电机转迷高于100pm.断开风轮转速传感器信号后,观察关机过程和故 障报警状态
7.11.29发电机转速传感器失效 在机组并网运行时,使风轮转速高于2rpm,断开发电机转速传感器信号后,观察关机过程和故障 报警状态
7.11.30电机接触器和旁路接触器同时脱不开 模拟方法;控制系统在给出断开电机接触器和旁路接触器信号后,保持电机接触器和旁路接触器反 馈信号一直有效,观察关机过程和故障报警状态
7.12电磁兼容性能试验 7.12.1机组控制系统的抗电磁干扰试验按照GB/T17626.1的规定进行
当存在高频电磁波干扰的 情况下,各类传感器应不误发信号,执行部件应不误动作
7.12.2静电放电抗扰度试验按GB/T176826.2规定的方法进行
7.12.3射频电磁场辐射抗扰度试验按GB/T17626.3规定的方法进行
7.12.4电快速瞬变脉冲群抗扰度试验按GB/T17626.4规定的方法进行
7.12.5浪涌抗扰度试验按GB/T17626.5规定的方法进行
7.12.6射频场感应的传导骚扰抗扰度试验按GB/T17626.6规定的方法进行
7.12.7振铃波抗扰度试验按GB/T17626.12规定的方法进行
7.13低温性能试验 低温试验按照GB/T2423.1一2008规定的试验Ad进行
7.14高温环境试验 高温试验按照GB/T2423.2一2008规定的试验Bd进行
7.15湿热性能试验 耐湿热试验按照GB/T2423.32016规定的试验Cab进行
GB/T19070一2017 7.16机械性能试验 7.16.1振动试验(正弦 振动响应试验和振动耐久试验按GB/T11287规定的方法进行
7.16.2冲击响应试验 冲击响应试验和冲击耐久试验按GB/T14537规定的方法进行
7.16.3碰撞试验 碰撞试验按GB/T14537规定的方法进行
7.17其他试验 机组设计、制造单位或机组供需双方商定的其他试验
8 试验报告 试验报告内容及格式见附录B
GB/T19070一2017 附 录 A 规范性附录 仪器、仪表要求 仪器、仪表要求见表A.1
表A.1仪器、仪表要求 序号 仪器仪表名称 技术要求 AC;0V1000V;DC;0V~1000V 量程 万用表 准确度 0.5级 量程 AC;0A一1000A;DC;0A一2000A 钳型电流表 准确度 2级 电压 l000V 兆欧表 0Mn一500MQ;0Mn~1000Mn 量程 准确度 5级 频带响应 0MHz200MHz 双线数字存储示 输人电压 0V250V带有10倍衰减器) 波器 2mv/di 灵敏度 0MHz~500MH 频带响应 输人电压 四线瞬态记录器 0V一250v(带有10倍衰减器)》 灵敏度 lmV/div 工频耐压试验设备 技术指标符合GB/T17627.2的要求 电磁兼容测试仪 技术指标符合有关标准的要求 试验箱 技术指标符合有关标准的要求
GB/T19070一2017 附 录 B 规范性附录) 试验报告格式和内容 B.1格式 B.1.1封面 封面应包括试验报告名称、编写报告单位和日期等
其中报告名称中机组型号写法应符合 JB/T7879,编写报告单位应署全称,与日期一起位于封面正下方
B.1.2封二 封二应包括以下内容:报告名称、报告编号、试验地点、试验负责人、试验日期、主要参试人员、报告 编写日期、报告编写人(职务或职称)、校对人职务或职称),审核人(职务或职称),批准人(职务或职 称)等
B.2报告内容 B.2.1前言 任务来源,试验目的,试验时间等
B.2.2试验机组 试验机组简介,依据设计或制造厂商说明书列出主要技术参数和特点
B.2.3试验设备 试验台简介,主要仪器、仪表、装置的名称、型号、规格、精度等级及检验日期等
B.2.4试验项目 试验项目名称,试验条件
B.2.5试验方法 试验方法及有关标准代号.名称
B.2.6试验结果 分别列出必要的原始数据和经整理得出的结果,对试验结果进行必要的分析和讨论 B.2.7结论 结论要科学、真实、可靠
对机组性能、指标和技术参数按有关技术文件进行认真评价,并对试验过 程中所发生的问题进行分析,提出改进意见和建议
10
GB/T19070一2017 B.3其他 报告中一般应附有试验照片
试验发生中断或重要故障时,应在报告中明确中断原因,继续试验的时间和情况
重要故障应较详 细地说明情况和处理办法
失速型风力发电机组控制系统试验方法GB/T19070-2017
引言
失速型风力发电机组是目前应用最广泛的一种风力发电机组。为确保其正常运行，需要对其控制系统进行试验。GB/T19070-2017《失速型风力发电机组控制系统试验方法》是我国针对该类型风力发电机组控制系统制定的试验标准，本文将详细介绍该标准的相关内容。
适用范围
GB/T19070-2017标准适用于失速型风力发电机组控制系统的试验，包括控制器、传感器、执行器和通信接口等试验。该标准不适用于机械部分和电气部分的试验。
术语和定义
标准中对于一些专业术语的定义需要特别注意。例如，控制器是指在风力发电机组中用于实现控制策略的硬件和软件结合的设备；执行器是指执行控制指令的装置等。
试验设备
根据标准规定，进行失速型风力发电机组控制系统试验应该使用符合下列要求的试验设备：
- 能够模拟环境条件并产生相应信号的测试平台
- 符合标准要求并能够进行相应试验的测试仪器
- 符合标准要求并适用于被试控制系统的辅助设备
试验方法
GB/T19070-2017标准对控制系统试验方法进行了详细规定，主要包括以下内容：
- 通信接口测试
- 控制器测试
- 传感器测试
- 执行器测试
- 整个控制系统联合测试
其中，整个控制系统联合测试是最为重要的一个环节，也是确保风力发电机组安全运行的关键。该测试主要是通过模拟实际工作条件，对控制系统的各个部分进行集成测试并验证其协调性和一致性。
总结
失速型风力发电机组控制系统试验方法GB/T19070-2017规定了一系列试验内容和标准，保障了该类型风力发电机组的安全运行。在进行实际控制系统试验时，需要遵循标准规定，使用符合标准要求的试验设备，并按照规定的试验方法进行操作。
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