風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)報(bào)告EnglishTitle:NationalTechnicalSpecificationforYawSystemsofWindTurbineGenerators:ProjectInitiationReport摘要隨著全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)，風(fēng)能作為清潔可再生能源的重要組成部分，在我國(guó)能源戰(zhàn)略中的地位日益凸顯。我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)近年的高速發(fā)展，已成為全球風(fēng)電行業(yè)的引領(lǐng)者。2019年，中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)新增并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)2574萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量突破2.1億千瓦。然而，風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性與可利用率仍是行業(yè)面臨的突出挑戰(zhàn)。偏航系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵子系統(tǒng)，其性能直接影響機(jī)組的發(fā)電效率、結(jié)構(gòu)安全與運(yùn)行壽命。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)尚缺乏專門針對(duì)偏航系統(tǒng)的統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)及運(yùn)維過(guò)程中存在標(biāo)準(zhǔn)不一、可靠性參差等問(wèn)題。本報(bào)告旨在闡述制定《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的背景、目的、意義及主要內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)將系統(tǒng)規(guī)定偏航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、載荷計(jì)算、結(jié)構(gòu)型式、關(guān)鍵部件強(qiáng)度校核、制動(dòng)與阻尼設(shè)計(jì)、控制策略、試驗(yàn)方法及運(yùn)維要求等，為行業(yè)提供統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)。實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)將顯著提升偏航系統(tǒng)的可靠性、安全性與兼容性，促進(jìn)風(fēng)電設(shè)備制造與運(yùn)行維護(hù)的規(guī)范化，推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)提供技術(shù)支撐。關(guān)鍵詞風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（WindTurbineGenerator）、偏航系統(tǒng)（YawSystem）、技術(shù)規(guī)范（TechnicalSpecification）、可靠性（Reliability）、標(biāo)準(zhǔn)制定（Standardization）、載荷計(jì)算（LoadCalculation）、試驗(yàn)方法（TestMethod）正文一、目的與意義我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的高速發(fā)展，已成為國(guó)家能源體系的重要組成部分和全球風(fēng)電市場(chǎng)的引領(lǐng)者。根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019年中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)新增并網(wǎng)裝機(jī)容量2574萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)2.1億千瓦，裝機(jī)規(guī)模連續(xù)多年位居世界第一。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展不僅優(yōu)化了能源結(jié)構(gòu)，也為減少溫室氣體排放、應(yīng)對(duì)氣候變化作出了重要貢獻(xiàn)。然而，隨著裝機(jī)容量的持續(xù)增長(zhǎng)，風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性與可利用率問(wèn)題日益凸顯。偏航系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵功能單元，負(fù)責(zé)根據(jù)風(fēng)向調(diào)整機(jī)艙方位，以最大化風(fēng)能捕獲效率并減少非對(duì)稱載荷。其性能直接影響整機(jī)的發(fā)電效率、結(jié)構(gòu)安全與服役壽命。目前，國(guó)內(nèi)在偏航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)及運(yùn)維方面尚未形成統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致不同廠商的產(chǎn)品在技術(shù)參數(shù)、可靠性指標(biāo)及兼容性方面存在較大差異，進(jìn)而影響了風(fēng)電場(chǎng)的整體運(yùn)行效率與經(jīng)濟(jì)性。近年來(lái)，我國(guó)在風(fēng)電領(lǐng)域的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系逐步完善，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行維護(hù)方面也積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，圍繞市場(chǎng)需求和行業(yè)發(fā)展瓶頸，提出制定《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略價(jià)值。該標(biāo)準(zhǔn)將明確偏航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)依據(jù)，有助于提高系統(tǒng)的可靠性、安全性與interoperability，推動(dòng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)從“量”到“質(zhì)”的轉(zhuǎn)變。二、范圍與主要技術(shù)內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)適用于陸上及海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、安裝、運(yùn)行與維護(hù)。主要技術(shù)內(nèi)容包括以下方面：1.總體設(shè)計(jì)要求：規(guī)定偏航系統(tǒng)的基本性能指標(biāo)、環(huán)境適應(yīng)性、設(shè)計(jì)壽命及安全準(zhǔn)則。2.載荷與計(jì)算要求：明確偏航系統(tǒng)在正常運(yùn)行、極端工況及故障狀態(tài)下所承受的載荷類型、計(jì)算方法和安全系數(shù)。3.結(jié)構(gòu)型式：涵蓋傳統(tǒng)齒輪驅(qū)動(dòng)偏航系統(tǒng)及新型滑動(dòng)偏航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇與配置方案。4.關(guān)鍵部件強(qiáng)度校核：包括偏航軸承、齒嚙合副的強(qiáng)度、疲勞壽命及可靠性校核要求。5.阻尼與制動(dòng)系統(tǒng)：規(guī)定阻尼器的設(shè)計(jì)要求、實(shí)現(xiàn)方法及其在減少振動(dòng)與沖擊中的作用；制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、響應(yīng)特性及失效保護(hù)機(jī)制。6.偏航控制策略：涉及偏航角度設(shè)計(jì)、解纜邏輯、控制算法及其與系統(tǒng)載荷的耦合關(guān)系。7.連接與固定：高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算要求、預(yù)緊力控制及防松措施。8.試驗(yàn)與評(píng)價(jià)方法：包括型式試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及可靠性評(píng)估方法，為偏航系統(tǒng)的性能驗(yàn)證提供依據(jù)。9.安裝、運(yùn)行與維護(hù)要求：規(guī)范偏航系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)安裝流程、運(yùn)行監(jiān)控、狀態(tài)診斷與維護(hù)策略，以提高系統(tǒng)全生命周期的可管理性。通過(guò)上述內(nèi)容的系統(tǒng)規(guī)范，本標(biāo)準(zhǔn)將為企業(yè)提供從設(shè)計(jì)選型到運(yùn)維管理的全方位技術(shù)指導(dǎo)，助力提升我國(guó)風(fēng)電裝備的整體技術(shù)水平與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。介紹修訂的企事業(yè)單位或標(biāo)委會(huì)本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位為中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)（ChineseWindEnergyAssociation,CWEA）。該委員會(huì)成立于20世紀(jì)80年代，是國(guó)家能源局指導(dǎo)下從事風(fēng)能技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定與行業(yè)服務(wù)的權(quán)威機(jī)構(gòu)。多年來(lái)，CWEA牽頭制定了多項(xiàng)風(fēng)力發(fā)電國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T19072《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架》、GB/T20319《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)》等，積累了豐富的標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)驗(yàn)。委員會(huì)成員包括來(lái)自金風(fēng)科技、遠(yuǎn)景能源、明陽(yáng)智能等國(guó)內(nèi)主流整機(jī)制造商，以及中國(guó)船級(jí)社、中國(guó)電力科學(xué)研究院等檢測(cè)認(rèn)證與科研機(jī)構(gòu)。這些單位在偏航系統(tǒng)的研發(fā)、制造與工程應(yīng)用中處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位，能夠確保標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的先進(jìn)性、實(shí)用性與可操作性。此外，CWEA與國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）等國(guó)際組織保持密切合作，積極推動(dòng)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的接軌，助力中國(guó)風(fēng)電技術(shù)“走出去”。結(jié)論《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》的制定是應(yīng)對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)?；⒏哔|(zhì)量發(fā)展需求的必然舉措。本標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)系統(tǒng)規(guī)范偏航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)與運(yùn)維要求，將有效提升風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行可靠性和發(fā)電效率，降低全生命周期成本，為行業(yè)健康發(fā)展提供技術(shù)保障。未來(lái)，隨著風(fēng)電技術(shù)向大型化、智能化、深海化方向發(fā)展，偏航系統(tǒng)將面臨更高要求。建議標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后持續(xù)跟蹤技術(shù)進(jìn)展與行業(yè)反饋，適時(shí)修訂完善。同時(shí)，加強(qiáng)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)互認(rèn)，推動(dòng)中國(guó)風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)在全球范圍內(nèi)發(fā)揮更大影響力。參考文獻(xiàn)[1]國(guó)家能源局.2019年風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行情況[Z].2020.[2