风电机组整机型式认证浅析
风力发电机组主轴承高可靠性认证浅析
专题Subject编辑 徐航风力发电机组主轴承高可靠性认证浅析[摘要] 本文介绍了当前我国对风电行业高可靠性的政策要求，阐述了风电主轴承的应用特点，并结合风电行业的认证模式历史及发展现状，分析高可靠性认证在风电主轴承认证的要点。
[关键词] 风力发电机组 主轴承 认证模式 高可靠性认证文／黄春亮 李祎文 宋欣随着风能行业向高质量阶段和精细化方向发展，进一步推进先进和优质的认证将成为落实高质量转型的重要途径之一。
一、风力主轴承的特点介绍1.风力机组的特殊工况要求风电机组一般安装在高山、荒野等偏远地区，工况恶劣，温度和湿度等环境变化大，再加上风场所处位置的交通不便，一旦早期发现失效，将带来高昂的维护成本。
当前，全球整机厂正在进军海上风电，相对陆上风电，海上风机工作环境复杂，施工条件困难、运维成本和生态环境保护要求高，因此具有更大难度和更高风险，这些都对风能装备的可靠性和安全性提出了更高要求。
风力机组受力复杂，风速和风向会随着时间的改变而不断变化，载荷也随之发生变化，呈现不确定和不稳定特性。
叶轮容易出现扭转和挥舞等状况，包括主轴轴承系统的传动链也会随之出现扭转和摆振现象。
由于风的不稳定性，有些风场具有极高的湍流效应，并且在极限风速下，风载荷对风电机组部件的破坏能力更强。
近年来，随着陆上低风速区机组加长叶片和海上风电机组大型化的发展趋势，风机的体积和载荷不断增加，且当前机组的传动链设计理念是由主轴轴承来承受自作用于风机上的大部分风力载荷和重力载荷，包括径向力、轴向力和弯矩等。
通过主轴承吸收大部分对后续齿轮箱和发电机不利的载荷后，只将有利的转矩传递给风电机组的发电机转换为电能，输送到电网。
因此，主轴承作为风电机组的核心零部件，其性能将直接影响风电机组的传递效率和系统的可靠性。
2. 风电主轴的布置形式和轴承类型风电主轴的布置形式需综合考虑整机传动链的设计要求，润滑方式，密封结构，装配工艺，以及整个系统的经济性等多种因素进行轴承类型选择和主轴支撑布置形式的方案制定。
风力发电机组的认证证书
风力发电机组的认证证书随着科技的不断进步，人类对环境的认识与重视也随之逐渐增强。
为了保护地球，各国开始大力推行可再生能源的利用，其中风能作为一种非常优秀的可再生能源备受关注。
而风力发电机作为风能的重要利用方式，在当今的现代社会中也越来越受到人们的欢迎。
然而，在风力发电机的市场中，品质参差不齐，安全问题仍然存在，为了更好地保证人们的生命财产安全，以及维护市场公正竞争秩序，各国都对风力发电机组的认证证书进行了规定。
风力发电机组的认证证书是指对风力机进行了一系列的测试、检测以及验收后，由信誉较高的第三方机构出具的一份权威文件，证明该产品已经符合了各项技术标准，并且能够稳定地在规定的范围内运行。
不同国家制定了不同的认证标准，风力机制造商必须根据其所在地区的标准进行认证并取得认证证书方可进行销售。
目前，全球风力发电机组的认证标准主要有IEC、GL、DNV-GL、UL、CSA等。
IEC认证标准是国际电工委员会制定的，是全球范围内对风力发电机组进行认证的主要标准。
IEC认证标准包括了风力发电机的技术参数、性能指标、安全要求、环境适应性、可靠性以及运行和维护等方面的要求。
IEC认证一般需要通过产品的型式试验和工厂型式认证两个层面的认证才能取得认证证书。
IEC认证具有应用范围广、通用性强、技术标准高、执法力度大等特点，是国际上最为通行的风力发电机组产品认证标准之一。
除了IEC认证标准外，欧洲地区还有一项重要的认证标准GL。
GL是德国格尔林克公司制定的，以欧洲经济区和挪威为认证对象。
GL认证着重考虑到了风力发电机组在复杂的操作和环境条件下运行的要求，对于其可靠性、安全性、环保性、可维修性等方面有着较高的要求。
GL认证标准是欧洲地区风机制造商及供应商必须通过的认证之一，其在欧洲市场的认可度较高。
在美洲，UL和CSA是风力发电机组主要的认证标准。
UL是美国Underwriters Laboratories公司制定的认证标准，主要关注于风电产品的安全性、可靠性、可持续性等方面。
风力发电的国际标准与认证提升风电设备质量与可靠性
风力发电的国际标准与认证提升风电设备质量与可靠性随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种广泛使用的清洁能源形式，其国际标准与认证也日益成为推动行业发展、提升风电设备质量与可靠性的重要手段。
本文将探讨当前风力发电的国际标准与认证体系，并分析其对风电设备提升质量与可靠性的积极作用。
一、国际标准的重要性1. 统一技术规范国际标准的制定可以实现不同国家、地区风电设备制造商之间的技术规范统一，确保设备的互操作性和兼容性。
这样一来，各国制造商可以更方便地进行技术交流、合作与竞争，加快技术创新和进步的步伐。
2. 提升设备质量与可靠性通过制定严格的技术要求和检测标准，国际标准可以促使风电设备制造商提高产品质量和可靠性。
通过符合国际标准，设备的设计、制造和运维等方面将更加规范和可控，从而减少设备故障率，提高发电效率，延长设备寿命。
二、国际标准与认证体系1. 国际标准目前，国际上普遍采用的风力发电标准有：（1）IEC（国际电工委员会）600 Class系列标准：这一系列标准涵盖了风力发电机的设计、测试、安装和性能要求等方面，广泛应用于世界各地。
（2）ISO（国际标准化组织）9001质量管理系统标准：该标准要求组织建立一套完整的质量管理体系，帮助组织提高产品质量和客户满意度。
（3）ISO 14001环境管理系统标准：该标准要求组织对环境因素进行认真评估和管理，以减少对环境的负面影响。
2. 国际认证风力发电设备的国际认证主要包括以下几个方面：（1）型式认证：通过对风力发电设备的样机进行检测和评估，确保其符合相应的技术要求和标准。
（2）生产认证：对风力发电设备制造商的质量管理体系进行评估，确认其具备相应的生产能力和质量保证体系。
（3）安全认证：对风力发电设备的安全性能进行评估，确保设备在运行过程中不会对人员和环境造成威胁。
三、国际标准与认证在风电设备中的应用与作用1. 技术推动国际标准的制定和认证的推广应用，可以推动风力发电设备的技术创新和进步。
风力发电机组合格认证规则及程序
风力发电机组合格认证规则及程序
风力发电机组合的认证规则和程序是由国际电工委员会（IEC）
制定的。
IEC发布了一系列的国际标准，用于评估风力发电机组合
的性能、安全性和可靠性。
这些标准包括IEC 61400系列标准，其
中包括了风力发电机组合的设计、测试和认证的规范。
在进行认证时，通常需要进行以下步骤：
1. 设计评估，风力发电机组合的设计必须符合IEC 61400-1标
准的要求。
这包括风力机的结构设计、机械部件、电气系统等方面
的评估。
2. 原型测试，根据IEC 61400-22标准，风力发电机组合的原
型必须进行一系列的性能测试，包括功率曲线测试、风速特性测试、机械负载测试等。
3. 类型认证，一旦原型测试通过，风力发电机组合的制造商可
以申请进行类型认证。
这需要提交详细的设计文件和原型测试报告，并由认证机构进行评估。
4. 市场监督，一旦获得认证，风力发电机组合需要进行市场监督，以确保生产的每个风力发电机组合都符合认证要求。
在进行认证时，制造商通常需要与认证机构合作，这些机构必须是经过国际认可的实验室或认证机构。
他们将对风力发电机组合进行全面的评估，确保其符合国际标准的要求。
总的来说，风力发电机组合的认证规则和程序非常严格，以确保其在安全性、可靠性和性能方面符合国际标准。
这些认证规则和程序的实施有助于保障风力发电行业的发展，同时也为消费者提供了可靠的产品。
风电产品认证服务的技术标准与方法介绍
风电产品认证服务的技术标准与方法介绍近年来，随着环保意识的提高和可再生能源的重要性日益凸显，风电产业得到了快速发展。
在风电产品的制造和使用过程中，保证产品的质量和安全性是至关重要的。
而风电产品认证服务的技术标准与方法就是为了确保风电产品的质量和安全性，保障行业的可持续发展而存在的。
本文将介绍风电产品认证服务的技术标准与方法，帮助读者全面了解风电产品认证服务的重要性和实施方法。
首先，对于风电产品的认证服务，技术标准是一个不可或缺的部分。
技术标准是在保障风电产品质量和安全性的基础上，规范产品性能和制造过程的要求。
针对风电产品，国际上普遍采用的技术标准有IEC标准和GB标准。
IEC标准是国际上通用的风电产品技术标准，是国际电工委员会（IEC）制定的。
IEC 61400系列标准是风电行业最重要的技术标准之一，它规定了风电场设计、制造和运行的一般要求，包括风电场工程、风力系统的测试和风机的实验室试验等。
此外，IEC标准还包括了风电设备的可再生能源要求和电网连接要求等。
与IEC标准相对应的是国内的GB标准。
GB标准是国家标准的简称，是由中国国家标准化管理委员会（SAC）制定的。
针对风电产品，我国制定了一系列的相关标准，如《风力发电场设计规范》（GB50009-2013）、《风机塔架设计规范》（GB50057-2010）等。
这些标准主要从风电场的选址、电气设计、结构设计等方面对风电产品的制造和使用提出了规范。
除了技术标准外，风电产品认证服务还需要考虑一些方法和工具的应用。
其中，风电产品的测试和检测是确保产品质量和安全性的重要环节。
在风电产品的制造过程中，需要进行各项测试，包括风机发电性能测试、叶片材料力学性能测试、设备运行状态监测等。
通过这些测试，可以验证产品的性能指标是否符合要求，确保产品的质量和可靠性。
此外，风电产品认证服务还需要借助先进的模拟和仿真技术。
利用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）等技术，可以对风电产品进行三维建模和虚拟试验，提前发现和解决潜在问题。
风电型式认证标准
风电型式认证标准
风电型式认证标准主要基于IEC标准和相关国家标准，并与各认证机构专用的认证规则相结合。
具体来说，它包括以下几方面内容：
1.设计评估：对风电机组的设计进行评估，包括整体设计、结构稳定性、
工艺可行性、生产效率、性能要求等。
2.型式试验：对风电机组进行全面的型式试验，包括电气性能、机械性
能、环境适应性等方面的测试。
3.工厂审查：对风电机组的制造工厂进行审查，包括质量管理体系、生产
工艺、检验测试流程等方面的评估。
4.质量管理体系：要求企业建立完善的质量管理体系，包括原材料控制、
生产过程控制、成品检验等方面的规定。
5.安全性评估：对风电机组的安全性进行评估，包括电气安全、机械安
全、消防安全等方面的要求。
6.环境适应性评估：对风电机组在不同环境条件下的性能和稳定性进行评
估，包括气候条件、地形条件等方面的要求。
7.可靠性评估：对风电机组的可靠性进行评估，包括使用寿命、维护要求
等方面的规定。
总之，风电型式认证标准是确保风电机组质量、安全性和性能的重要手段，其目的是促进风电产业的发展并保障公众的利益。
风力发电机组主轴承高可靠性认证浅析
风力发电机组主轴承高可靠性认证浅析发表时间：2019-05-29T16:20:40.813Z 来源：《防护工程》2019年第4期作者：靳颖飞[导读] 目前，我国的综合国力在不断的发展，社会在不断的进步，本文介绍了当前我国对风电行业高可靠性的政策要求，阐述了风电主轴承的应用特点，并结合风电行业的认证模式历史及发展现状，分析高可靠性认证在风电主轴承认证的要点。
中广核新能源内蒙古分公司内蒙古自治区呼和浩特市 010020摘要：目前，我国的综合国力在不断的发展，社会在不断的进步，本文介绍了当前我国对风电行业高可靠性的政策要求，阐述了风电主轴承的应用特点，并结合风电行业的认证模式历史及发展现状，分析高可靠性认证在风电主轴承认证的要点。
关键词：风电行业；风力发电；机组主轴；模式认证引言近年来风电行业发展极其迅速，虽然现今要求风机整机和主要六大部件必须获得认证后方能入网，但是在实施过程中，发现按照现有的国家标准的要求，并不能完全满足行业对于质量安全、可靠性等方面的需求。
在此背景下，由风能行业资深专家牵头提议，组织国内权威认证机构、研发机构、国际先进轴承制造商和行业资深专家组成风力发电机组主轴滚动轴承高可靠性认证规范起草工作组。
1风力发电机主轴承的故障类型及原因(一)疲劳失效在风机工作过程中,随着滚动轴承不断转动,滚动体相对于套圈不断滚动,接触表面长期受到脉动循环交变应力的作用。
反复的弹性变形导致表层冷作硬化,表层与下层的材料应力出现断层态分布,导致接触表面下形成极微小的裂纹,随着风机持续工作,细小裂纹逐步扩展到表面,直至轴承内部接触面金属表层产生点坑状或片状剥落。
轴承的这种失效形式被称为疲劳剥落失效,疲劳剥落会使轴承在工作时产生振动和冲击,从而导致风机产生噪音和振动,形成运行故障。
(二)磨损失效滚动轴承在运转时,滚动体和套圈之间产生相对滑动,引起零件接触面的磨损。
尤其是在密封不良时,金属粉末等硬质颗粒进人轴承内部时,严重加剧这种磨损。
风电机组的型式认证和风电场认证IEC风电机组认证标准介绍
１４５
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对制造商质量管理的评估包含了保证产品质量
的全部活动，即按照ＩＳ０９００１的要求进行。但是， 质量管理与产品质量的关联，文件中规定的与部件
制造有关的技术要求在生产和安装阶段是否已经得
到遵守和执行需要特别说明；而且风电机组整机及
零部件制造商应向认证机构提供证明。制造评估流
专家分析认为，上汽股份此次抢先将“新能 源牌”一一摊开，显示国内对新能源汽车的研发 热潮正逐浪升高。
万方数据
风电机组的型式认证和风电场认证--IEC风电机组认证标准介
绍
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
肖劲松， Xiao Jingsong
太阳能 SOLAR ENERGY 2005，""(5) 0次
Ａ类或Ｂ类设计评估包括对所有材料设计分析 的完全检验、部件测试和所评估类型首批机组中某 一台机组调试时的现场见证。表１中的每一步骤完 成后都应签发评估认证报告。所有步骤完成后，认 证机构将签发Ａ类或Ｂ类设计评估符合证明。
Ａ类和Ｂ类设计评估的区别在于：Ｂ类设计评估 可在与安全不直接相关的项目还没有完成的情况下 签发，有效期为１年，在１年内要完成Ａ类设计评估 所需要的全部要求。所以Ａ类设计评估没有未完成 的项目；除非设计已经作了更改，否则Ａ类设计评 估一直有效。
在风电场认证工作完成，认证机构将签发风电
场认证证书。取得风电场认证证书后，只要在正常
时间间隔内进行定期检查并且合格，证书会一直有
效。但未经认证机构批准的重大修改与改动将影响 证书的有效性。
场地评估依据２００３年德国船级社风电机组认证
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从国家“十五”规划至今，我国风电行业已初步建立起相对比较完善的风电整机装备及部件认证体系，风电机组整机装备及部件的认证已逐步成为保证整个风电产业健康发展的重要管理手段和方法。
风电产品的认证能够促进产品质量的提升、优化风电机组性能，同时加快了风电技术的改进和发展。
2014年9月，国家能源局发布《关于规范风电设备市场秩序有关要求的通知》（国能新能[2014]412号），明确提出风电行业要“加强检测认证确保风电设备质量”。
文件规定，接入公共电网的风电机组及其风轮叶片、齿轮箱、发电机、变流器、控制器和轴承等关键零部件必须进行型式认证，由此可见风电机组型式认证的重要性及迫切性。
风电机组型式认证作为风电机组开发的最后一个环节，能够全面检测风电机组实际运行性能，确保后续批量投运的风电机组性能与设计指标相符，同时可以保证风电机组产品质量。
因此，风电机组整机型式认证工作这一环节至关重要。
本文就国内型式认证涉及内容作相关介绍和分析。
型式认证的内容
国内风电机组型式认证执行的标准是基于IEC标准和相关国家标准，同时与各认证机构专用的认证规则相结合，主要包括设计评估、型式试验和工厂审查等认证模块。
型式认证是着眼于风电机组整机的设计、结构、工艺、生产、质量、性能、一致性等方面的评估和审查，目的在于确保风电机组根据设计条件、相关标准及其他技术要求进行设计输入、设计输出和验证，并由有资质和能力的整机制造商生产制造，确保风电机组按照设计要求和条件进行安装、测试、运行、维护，最终为风电机组投入市场提供技术保障。
国内型式认证关键模块
国内型式认证关键模块如图1所示。
图1：国内型式认证关键模块
一、设计评估
设计评估主要包括六个方面：载荷评估、控制和保护系统评估、部件试验验证、机械和电气部件评估、制造方案及工艺评估、安装和维护方案评估。
（一）载荷评估
载荷评估主要包括对载荷计算方法的评估、机组运行状态的模拟计算分析、动力学模型评估、大部件及关键位置载荷的计算结果评估和优化等。
（二）控制和保护系统评估
控制和保护系统评估主要包括控制系统原理和控制系统功能评估、风电机组运行模式评估、控制系统逻辑评估、安全系统评估及安全系统传感器评估、液压系统等相关评估。
（三）部件试验验证
在设计评估中，如发现对部件的相关分析不够充分，除了对部件的设计文件进行评估外，还要对一些关键部件进行试验验证，例如齿轮箱、发电机、变流器等部件的出厂试验或型式试验报告审查等，以补充理论分析，对部件的功能以及适用性做出准确评估。
（四）机械和电气部件评估
机械和电气部件评估主要是对机械零部件的设计图纸、技术条件、材料清单、强度和安全性进行评估，包括零部件静强度、寿命疲劳的评估以及电气零部件设计评估和试验报告审查。
（五）制造方案及工艺评估
制造方案及工艺评估主要包括对风电机组制造和装配工艺、专用设备、专用工具、测量试验方法、质量记录、质量评估要求以及制造、安装人员的资质和技能的审查。
（六）安装和维护方案评估
安装方案评估包括对风电机组安装要求、安装人员资质和技能要求、土木电气的详细要求说明、安装专用工具和设备、人员安全和环境保护措施、安装手册等项目的评估和审查。
维护方案评估包括对维护要求、维护计划、维护周期、安全保护措施、操作指南、维护手册以及人员资格和技能的评估和审查。
二、型式试验
型式试验包含低电压穿越测试、电能质量测试、载荷测试、功率特性测试等多项测试，目前风电场开发商比较关注风电机组功率特性测试和载荷测试，原因在于风电机组功率特性测试能直观地反映机组发电量水平，而载荷测试则能反映机组的安全可靠性。
目前国内型式试验测试，排除风电场风况及天气因素外，制约和影响测试的主要因素就是地形，平坦地形的测试按照IEC相关标准执行即可，而复杂地形包括山地和丘陵地形的测试则没有相关标准可以参照。
下面就以某复杂地形风电场的型式试验测试为例，简单阐述和分析一下目前国内如何应对复杂地形的型式试验测试。
以四川昭觉某风电项目为例，该项目所处地形复杂，不符合IEC61400－12－1标准对地形的要求，如按照常规的测试方法进行测试，测试的结果会受地形的影响而偏差很大，因此按照IEC规定需要对该场地进行标定，标定是对复杂地形的量化，以降低地形和障碍对功率曲线特性和载荷测试的影响。
场地标定的方法是在距离风电机组尽可能近的地方安装激光雷达测风系统，同时在风电机组周围装用于功率特性和载荷测试的测风塔（如图2所示），激光雷达测得10min风速平均值为Vj，测风塔测得10min风速平均值为Ve，由此得到风速矫正系数a=Vj/Ve，根据风速矫正系数即可推得风电机组处的风速（如图3所示），可用于风
电机组的功率曲线特性和载荷测试。
可见复杂地形的功率曲线特性测试和载荷测试比较困难，因此，选择合适的测试风电场尤为重要。
三、工厂审查
工厂审查实质上就是对整机制造商的生产能力评估和质量管理体系审查，是对制造商的制造工艺、工厂生产制造能力以及产品一致性的评估和审查。
风电机组零部件变更对于型式认证的影响
目前对于风电机组制造商来说，风电机组型式试验成本较高，风电机组制造商不可能将各种配置的风电机组在风电场竖机进行型式测试。
因此，风电机组零部件的变更对设计评估和型式试验产生的重要影响，是整机制造商比较关注的问题。
下面简单介绍关键部件更改对风电机组型式认证的影响：
（1）如变更叶片，对于设计评估，载荷需要重新评估，风电机组结构安全需要重新校核；
对于型式试验，功率曲线特性测试和载荷测试需要重新测试。
（2）如变更齿轮箱、发电机、变流器等大部件，在保持设计不变的情况下，对于设计评估，需要补充设计评估资料，如图纸、计算报告等；对于型式试验，功率曲线特性测试和载荷测试不需要重新测试，更换后的部件须做部件型式认证，同时配整机做相关评估审查即可。
（3）如变更控制器，在保持控制策略不变的情况下，对于设计评估，需要补充设计评估资料，如设计图纸、原理图等；对于型式试验，功率曲线特性测试和载荷测试不需要重新测试，变更后的控制器须做部件型式认证，同时配整机做相关评估审查。
结语
对中国风电整机制造商来说，2015年是忙碌的一年，各大制造商都在对自己公司的主力机型进行型式认证。
对风电机组进行型式认证，无论对于风电开发商、设备制造商、还是整个风电行业来说都是好事。
一方面，对风电设备行业可以起到优胜劣汰的作用，达不到认证要求的企业市场空间将越来越小，并最终出局；另一方面，有利于龙头企业的地位巩固，通过认证的风电设备，任何企业都应采用相应的结果，不得要求重复检测，这实际上也减轻了设备供应商不必要的负担。
更重要的是，我国风电设备的质量与性能必将大大提高，这更有利于增强我国风电设备在国际市场中的竞争力。