海上风力发电认证现状与发展建议探讨

董 勇

（兰州交通大学，甘肃 兰州 730070）

我国海岸线辽阔，拥有的海上风能也十分丰富，因此，风力发电发展前景良好。为了对海上发电机组品质严格把关，风电检测、认证必不可少。国际上对于该领域已经制定出认证体系，相关规范已经出台。鉴于我国在该领域发展起步晚，虽然相对健全的认证体系逐步建成，但是还存在不同程度问题亟待解决。分析我国风电认证、并网政策，大多将关注点汇集在风电产业，没有考虑到海上风电特殊性，对其展开精准分析，对该领域发展造成制约，因此需要借鉴欧洲发达国家在领域技术经验，探索我国海上风电方面认证标准的完善之路。

1 我国风电产业认证体系概况

我国的风电产业从20 世纪80 年代开始发展，标准体系超过200 余个，涉及能源、电力等行业，风电产业标准体系包括风电场规划、风电场施工、风资源评价、风电并网、风电机组试验、风电场运管等内容。因为海上风电项目运行环境恶劣，运维成本高，所以在认证体系建设过程，需要针对风电并网、机组试验等内容充分研究，分析风电检测、风电认证管理体系存在的不足，结合实况探索和我国海上风电项目发展高度相符的认证体系。

2 国内外海上风电认证体系建设现状

在欧洲，多个国家海上风电发展初期就针对风电机组制定了认证体系，为行业发展提供了技术保障。比如：2001 年，IEC 发布风电机组合格认证规程，对于风电机组品质合格认证流程，在2010 年，相关内容融入IEC 61400-22 标准被发布。目前，全球范围内，有4 个国家对于海上风电采取强制认证策略，分别为荷兰、丹麦、印度和德国。上述国家依托IEC标准，从本国具体情况出发，分别制定了风电认证体系。

我国出台了GB/T 35792（2018）认证标准，对于风力发电项目机组的测试、认证流程加以明确。在该标准的制定过程，参考了IEC 对风电机组相关认证内容，对于认证体系规则、流程提出明确定义，具体内容涉及风电机组运行可靠性与安全性，运行过程和电网相容性，特性测试等。

对于风电机组相关认证具体如下：第一，型式认证，对于机组型号设计、制造和相关记录与设计假设、技术要求、制定标准是否相符进行认证，通过认证流程对于机组是按照设计文件进行安装、维修和运行进行证明。第二，项目认证，对于型式认证通过以后风电机组或者基础设计、支撑结构和特定厂址外界条件、电力法规是否相符进行确认。第三，部件认证，对于指定型号风电机组重点部件和技术条件、设计标准、制造记录等是否相符进行认证。第四，样机认证，对于既定场址当中没有投入批量生产风力机组展开测试，并对既定时间之内机组运行安全性进行评估。

按照以上认证流程，可由第三方对于风电机组展开合格认证，并颁发对应认证证书。虽然该标准属于推荐性标准，按照我国能源局在2014 年发布的《风电设备的市场秩序规范通知》内容，要求开发企业对于风电设备进行采购招标阶段，需要选择具备型式认证类型产品。由此能够说明，我国在此领域型式认证方面也存在强制约束。考虑到海上风电项目受到的海域环境方面影响因素诸多，故此，还需要考虑风电场海况和风矿条件，对于项目设计进行论证。通过型式认证主要评估的是机组本身设计与性能，难以适应实际需求。所以从海上风电角度分析，项目认证的运用十分必要。我国当前在此领域的认证标准未有明确要求，具体工作实践经验也相对较少。从欧洲诸多海上风电项目发展极为成熟的国家来看，丹麦针对项目认证存在强制要求。英、德等国家也将其作为重点考虑内容，我国发展海上风电也应该对项目认证提出强制性要求。

3 我国对于海上风电认证的探索历程

（1）海上风电认证重要性。因为海上风电和常规风电能源不同，风力波动性、随机性较为明显，在电网当中渗透率也相对较高，可能对电网质量与安全运行带来挑战。整体来讲，风电并网对于电力系统可产生如下方面影响：一方面，由于风电的间歇性会对电网有功功率和无功功率的平衡性产生影响。与此同时，也会影响电网运行频率，此外，运行电压安全性也难以保证。另一方面，如果风力机运行阶段，区域电网产生故障，此时风力机实际响应能力是电网平稳运行关键指标。由于电网故障，导致并网处电压快速下降，此时，若风力机脱网，就可冲击电网。反之，若风力机能够维持电网状态，将无功发出，能够对电网平稳运行提供保障。海上风速要高于陆上，所以风力机利用频率相对较高，其间歇性、波动性相对较小，但是面临的自然环境恶劣，可能受到海浪负载、台风破坏或者盐雾腐蚀。因此运行状态稳定性不足，要大规模接入风电机组，必须要对并网实施认证与检测。

（2）梳理国外认证内容。德国最早对于风电并网相关标准、技术展开研究，并颁发对应政策，之后丹麦、西班牙诸多国家也根据本国同类项目发展情况、对于风电并网制定了技术标准。我国2010 年发布并网检测暂行办法，初步建立风电机组的并网检测认证体系，对于并网检测技术、流程具体对象提出明确要求。

对于不同国家此类技术规范进行对比，都突出风电场有功、无功的控制功能的重要性。也在一定程度上体现出风电并网对于电力系统产生影响。我国对于并网检测内容包括电能质量、电压测试、低电压穿越测试、电能品质测试。随着风电机组的并网数量越来越多，产生的高压穿越这类问题也十分显著。发生了多起因为高电压而导致的风力机脱网这类事故，不但对风电出力造成损失，而且还对电网运行安全产生影响。故此，我国在2017 年发布了NB/T36995-2018标准，具体对应电压穿越能力的测试提出明确要求。梳理上述内容，可知我国检测机构对于风电并网领域监测能力初步形成，并且在多项测试中都颁发了认证标准。

（3）我国海上风电认证实践现状。并网检测属于对于海上风电的并网性能进行评价重要基础，根据风电场的并网检测和评价成果，完成认证工作。由于我国在风电并网的性能评价、认证方面还未形成统一化国标体系。虽然2016，国家能源局发布NB/T31078-2016 和NB/T31076-2016 两 项 内 容，对于并网性能、验收规范加以明确，依托GB/T19963-2011 评价内容、方法，对于风电场并网的验收内容和条件加以明确。从上述要求来看，我国在并网检测、型式测试方面设置内容存在重叠，仅将电能测试、低电压测试融入其中，并未在风电认证系统当中纳入并网认证内容。处于此背景之下，国内对于风电机组并网性能认证、评价的实践工作相对较少。随着我国海上风电装机容量快速增加，完善并网评价，并将风电认证加以完善十分重要，所以应该结合国情，建立国家级且又高度适用认证标准。

4 风力发电认证发展建议

和欧洲国家海上风电的认证标准相互对比，我国在该领域的发展需要充分吸纳其他国家发展经验，积极构建，以完善本国风电认证标准，组建管理机构，为海上风电认证标准的修订工作提供支持。还需通过国际交流，加速技术层面合作。发展建议如下：

（1）制定和本国相适应的标准。目前，IEC/TC 88 是依托德国、丹麦和英国等地处欧洲北海区域国家经验而建立、建立过程没有将区域因素，包括水域结冰、地震问题、风暴问题全面考虑，所以还有待完善。和欧洲水域相互对比，我国水域在地震发生概率及地震严重程度方面更为严峻。与此同时，我国大部分沿海地区，由于受到大型河流冲刷影响，使得海底存在大量沉积物，致使土壤发生液化情况，所以，我国在风电标准制定过程当中，需要因地制宜，从实际出发，既要吸纳国际标准，又要从我国电网条件、气候条件多方面综合考量，结合气温、沙尘和台风多种因素，对于风电认证标准合理制定。

（2）以标准化加速行业创新发展。认证标准化不但属于记录行业技术发展的载体，也是行业技术传播的重要支撑，通过认证体系标准化建设可创造环境，为技术创新提供沃土。例如：IEC 以风力发电机性能作为认证标准，以此为基础，制定认证规范，其中对运行环境和操作条件作出规定，未限定对应技术参数。借助该认证标准，涡轮设计者、开发者都可以展开技术创新。因此，我国此领域认证标准化探索阶段，应该考虑认证标准可否激励行业人员的技术创新，加速研制流程的合理建构，吸引诸多利益方参与其中，使认证标准能够贯穿行业创新的生态系统之内。

（3）推动认证制度进一步地完善。在海上风电行业标准系统当中，既包括产品检测，又包括产品认证，而认证还可细化为设计、形式、项目等。欧洲的海上风电认证体系，对于风电设备检测方面的认证高度重视，并将此作为质保重点环节，通过对照标准、计量测试和时间认证，组建质保体系。比如：德国和丹麦水始终以风电设备强制认证当作认证重点；而英国虽然未将此项内容归于强制认证体系内容，但是风电场开发过程，无论是开发商还是业主，都将其视为技术风险，因而在投资阶段会对此内容明确要求，加以认证。考虑到我国的海上风电设备检测的认证体系尚未完善虽然也制定了认证模式，涵盖设计评估、试验检测、工厂审核、制造质检、出厂质检、单独质检多方面要求，并且存在CCS、CGC 等机构认证，受发改委、世行项目办等机构授权完成检测认证工作。但是，未来还需要将上述机构的功能充分发挥，并与风电设备的制造商、运营商充分结合，建立完善的认证体系，从风电设备的技术开发，到技术的测试与认证，再到设备的生产和制造，最终的设备使用反馈，都需要制定完善的认证制度，为我国海上风电产业的良性发展提供支持。

（4）多部门协作推动标准化。海上风电认证标准是根据陆上风电、海上油气等标准综合制定，因此，其中涉及多方合作。德国在该领域上对标准化工作责任有所明确，并制定认证标准，我国也需及时统一该方面认证内容，避免标准出现重复问题。所以，我国在该领域认证标准制定方面，需要协调多方利益，让各部门之间职责明确，任务统一，保证认证标准的可执行性。

（5）强化安全标准化认证制定。国际海上风电认证标准制定过程，无论是标准的安全性，还是其健康性都受到高度重视，与此同时，标准化制定关乎码头建设、安装船、自动化生产多个领域。英国在该领域的发展处于先驱地位，其开发海上风电项目环节，能够借鉴本国天然气、石油领域认证标准方面的经验，凸显出标准的安全性与健康性特色。虽然海上风电认证标准难以对其他标准进行直接利用，但是英国在海上油气开发经验对于其在风电开发的早期作出贡献不可忽视。因此，我国也需要关注其他国家在此领域技术发展情况，和国内油气开发商展开协同合作，共享经验，共同制定培训标准，特别是安全和健康领域标准，保证现场人员工作安全。

（6）参与国际风电认证标准制定。从欧洲国家海上风电认证标准制定角度分析，英国、丹麦和德国对于国际海上风电标准制定方面参与积极性高涨。在IEC 国标制定方面，丹麦参与其中，且IEC TC88 的秘书处也设置在丹麦；德国认证标准委员会的成员也参与IEC 制定过程当中；英国主张由英格兰主导国家参与国际海上风电的认证标准相关研究。当前，深海浮动海上风电属于该领域研究重点，我国已经启动了相关项目的示范研究，考虑本国具体情况，需要行业人员积极参与，通过国际合作，和国际标准相互对接，推动中国标准走向世界，在海上风电国际认证体系制定方面话语权不断增强，推动全球范围海上风电项目发展。

（7）健全海上风电认证体系。因为当前我国大多数风电标准制定对于陆上风电，海上风电同时适用，但是海上风电的运维过程极为复杂，所以，还需要针对及建设标准化认证体系。与此同时，海上风电场环境方面影响因素相对较多，所以，对于海上项目的评估和论证还需要将风电场、海况等条件考虑其中、必要时对于此类项目采取强制认证措施。除此之外，国内相关机构虽然对于海上风电的并网检测能力已经具备，也投入了多项测试。但是对于并网性能方面评估，还缺乏统一致的认证标准，使得并网认证没有纳入认证体系，所以后续还需要针对此方面的认证体系的建设做出努力，提高并网检测的科学性。

5 结束语

综上分析，海上风电的机组容量不断扩增，电场规模也日益扩大，为了建立完善的风电检测、认证标准，维护电力系统安全运行。通过上文梳理我国认证标准、实施现状并总结问题，还需从本国实际情况出发，制定认证标准，完善认证制度，经多部门协调，突出安全标准认证内容，积极参与到国际标准制定过程当中，健全海上风电认证体系，突出并网检测领域内容，促进我国海上风电产业的良性发展。