1.國際風(fēng)力發(fā)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)、檢測及認(rèn)證發(fā)展情況 

1.1.1 早期風(fēng)電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展史 

國際風(fēng)電設(shè)備的檢測認(rèn)證已有30多年的歷史。20世紀(jì)70年代，丹麥基于當(dāng)時的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，制定了本國的風(fēng)電機(jī)組檢測和認(rèn)證制度，1979年得到正式批準(zhǔn)，確定私人投資風(fēng)電若想獲得國家補(bǔ)助需要通過RIS?國家實驗室的測試和資質(zhì)認(rèn)證1。 

1980年至1995年間，風(fēng)電在國際范圍內(nèi)廣泛發(fā)展，為了保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的質(zhì)量、安全，推進(jìn)風(fēng)電機(jī)組國際貿(mào)易的發(fā)展，各風(fēng)電先進(jìn)國家相繼出臺了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計、質(zhì)量及安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)/指南草案。1985年，荷蘭電工技術(shù)委員會（NEC88）頒布了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全設(shè)計指南，加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會頒布了適用于本國的小型風(fēng)電機(jī)組安全設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。1986年，德國第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)德國勞埃德船級社（Germainscher Lloyd，簡稱GL）提出了第一個適用于風(fēng)電機(jī)組型式認(rèn)證和項目認(rèn)證的規(guī)范。1987年，國際電工技術(shù)委員會（IEC）成立了88技術(shù)委員會（Technical Committee-88，簡稱TC 88），同年TC-88基于GL規(guī)范發(fā)布了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求標(biāo)準(zhǔn)2。1988年，丹麥、德國、荷蘭和國際能源署（IEA）又陸續(xù)公布了風(fēng)電機(jī)組驗收操作規(guī)范與指南。1992年丹麥公布丹麥標(biāo)準(zhǔn)（DS）DS 472。1994年，美國能源部（DOE）開始組織實施風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研究計劃，計劃通過項目實施初步形成美國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)認(rèn)可的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。早期風(fēng)電設(shè)備的檢測認(rèn)證主要發(fā)生在歐洲，這與歐洲在風(fēng)電技術(shù)與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)方面的發(fā)展密切相關(guān)。一方面歐洲風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促使了檢測認(rèn)證制度及標(biāo)準(zhǔn)的出臺，使歐洲后來擁有世界上最完善的風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)、檢測及認(rèn)證制度；另一方面檢測認(rèn)證的發(fā)展和完善又有力地推動了歐洲風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使歐洲在風(fēng)電技術(shù)與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)方面始終處于世界領(lǐng)先地位。作為風(fēng)電設(shè)備認(rèn)證史上的第一批認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)與指南，這些標(biāo)準(zhǔn)草案、規(guī)則、指南的頒布和試行為后來國際風(fēng)電認(rèn)證體系的建立和完善提供了基礎(chǔ)和指導(dǎo)。

1.1.2 IEC風(fēng)電設(shè)備系列標(biāo)準(zhǔn)形成 

隨著風(fēng)電在世界范圍內(nèi)的蓬勃發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組貿(mào)易也逐步由國內(nèi)走向國際。面對各國認(rèn)證機(jī)構(gòu)和各自不同的規(guī)則和要求，欲獲得國際貿(mào)易權(quán)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組往往需要得到各國認(rèn)證機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。為避免重復(fù)認(rèn)證，歐盟建議建立IEC標(biāo)準(zhǔn)，以便統(tǒng)一認(rèn)證規(guī)則和要求。在風(fēng)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)化方面，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）與IEC達(dá)成協(xié)議，由IEC領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)能行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化。 

1995年IEC TC 88開始風(fēng)電機(jī)組認(rèn)證程序國際標(biāo)準(zhǔn)化的研究，并最終由IEC認(rèn)證評估委員會于2001年發(fā)布了第一版《IEC WT01風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合格認(rèn)證-規(guī)則及程序》，隨后TC 88逐步發(fā)布了IEC 61400系列標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實施和風(fēng)電行業(yè)發(fā)展情況不斷修訂原標(biāo)準(zhǔn)、開發(fā)新標(biāo)準(zhǔn)。目前IEC 61400系列風(fēng)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)包括了風(fēng)電機(jī)組設(shè)計要求、葉片測試、功率特性測試、噪聲、載荷測量等，IEC標(biāo)準(zhǔn)，以便統(tǒng)一認(rèn)證規(guī)則和要求。在風(fēng)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)化方面，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）與IEC達(dá)成協(xié)議，由IEC領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)能行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化。 

1995年IEC TC 88開始風(fēng)電機(jī)組認(rèn)證程序國際標(biāo)準(zhǔn)化的研究，并最終由IEC認(rèn)證評估委員會于2001年發(fā)布了第一版《IEC WT01風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合格認(rèn)證-規(guī)則及程序》。

隨后TC 88逐的年增長率一直高于15%，近六年（2005年-2009年）年均增長率更是高于27%。截至2009年底，全球累計風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量159GW，其中2009年新增裝機(jī)38GW，接近累計裝機(jī)容量的1/4，創(chuàng)造了年新增裝機(jī)容量的新記錄。截至2009年底，全球已有超過100個國家涉足風(fēng)電開發(fā)，其中有17個國家累計裝機(jī)容量超過百萬千瓦。 隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，越來越多發(fā)展風(fēng)電的國家認(rèn)識到對風(fēng)電設(shè)備進(jìn)行檢測和認(rèn)證的必要性，包括丹麥、德國、荷蘭、挪威、西班牙、瑞典、美國、印度在內(nèi)的很多國家已經(jīng)建立風(fēng)電設(shè)備檢測和認(rèn)證體系。 

目前，IEC 61400系列標(biāo)準(zhǔn)已成為各國進(jìn)行風(fēng)電設(shè)備認(rèn)證的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。各國的風(fēng)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)、檢測、認(rèn)證規(guī)則圍繞IEC 61400系列標(biāo)準(zhǔn)建立，相互之間有較大的共性，這大大促進(jìn)了國家間風(fēng)電機(jī)組認(rèn)證的發(fā)展。例如荷蘭、德國和丹麥承認(rèn)彼此的檢測結(jié)果。然而，由于地方法規(guī)和具體情況不同，各國在制定自己的風(fēng)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證規(guī)則時，也會結(jié)合本國的實際情況提出一些要求。例如，丹麥型式認(rèn)證要求風(fēng)電機(jī)組必須進(jìn)行噪聲測試、葉片反射特性測試，而德國認(rèn)證則對風(fēng)電機(jī)組塔基提出了專門的要求。除IEC 61400系列標(biāo)準(zhǔn)外，國際上使用較多的風(fēng)電機(jī)組認(rèn)證規(guī)范還有GL的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組認(rèn)證指南、DNV的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計指南等。 

1.2 IEC WT 01認(rèn)證模式簡介 

IEC WT01將風(fēng)電機(jī)組認(rèn)證分為型式認(rèn)證、項目認(rèn)證和部件認(rèn)證。 

1.2.1 型式認(rèn)證 

型式認(rèn)證涉及風(fēng)電機(jī)組的各個方面，包括塔架以及塔架和地基之間的連接型式，還包括風(fēng)電機(jī)組設(shè)計時對地基提出的要求，甚至可能包括一個或多個地基設(shè)計方案。型式認(rèn)證的目的是確認(rèn)風(fēng)電機(jī)組型式的設(shè)計和制造符合設(shè)計條件、指定標(biāo)準(zhǔn)和其他技術(shù)要求。必須有證據(jù)表明該風(fēng)電機(jī)組可以按照設(shè)計文件進(jìn)行安裝、運行和維修。型式認(rèn)證適用于一系列具有相同設(shè)計和制造工藝的風(fēng)電機(jī)組。

型式認(rèn)證包括如下4項必選模塊和2項可選模塊：1.2.2 項目認(rèn)證 

項目認(rèn)證證書是針對一臺或多臺風(fēng)電機(jī)組簽發(fā)的，包括塔基以及對特定安裝場地條件的評估。項目認(rèn)證證書的簽發(fā)是在型式認(rèn)證的基礎(chǔ)上，通過場地評估和塔基設(shè)計評估完成的。項目認(rèn)證的目的是評估確認(rèn)已通過型式認(rèn)證的風(fēng)電機(jī)組和對應(yīng)的塔基設(shè)計是否能滿足特定風(fēng)電場的外界條件、適用的建筑和電力法規(guī)及其他相關(guān)要求。認(rèn)證機(jī)構(gòu)應(yīng)評估確認(rèn)場地的風(fēng)況和其他環(huán)境條件、電網(wǎng)條件以及土壤特性是否和擬安裝風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計以及塔基設(shè)計一致。 

對獲得型式認(rèn)證的風(fēng)電機(jī)組，項目認(rèn)證由如下圖1-2的必選模塊和可選模塊組成。部件認(rèn)證的目的是確認(rèn)指定型號的風(fēng)電機(jī)組所用的部件是按設(shè)計條件、指定標(biāo)準(zhǔn)和其他技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計和制造的。 

部件認(rèn)證由以下模塊組成： —設(shè)計評估； —型式試驗； —制造能力評估； —最終評估。 上述模塊均為必選模塊。 

部件認(rèn)證的程序和標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的型式認(rèn)證程序相一致。模塊的具體內(nèi)容取決于申請認(rèn)證的具體部件。每個模塊的評估結(jié)果滿足要求后均可出具符合證明。

2 .中國風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)概況及問題分析 

2.1 中國風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)概況 

中國風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)包括國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等），內(nèi)容涉及風(fēng)電機(jī)組整機(jī)、零部件、材料、設(shè)計、測試等多個方面。中國現(xiàn)行的風(fēng)電國家標(biāo)準(zhǔn)52個（含離網(wǎng)型/小型風(fēng)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)），其中11個由IEC標(biāo)準(zhǔn)、1個由AWEA標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化而來，這12項標(biāo)準(zhǔn)涵蓋安全要求、功率特性試驗、噪聲測試、機(jī)械載荷測試、電能質(zhì)量測試、風(fēng)資源評估以及雷電防護(hù)、葉片測試等風(fēng)電機(jī)組認(rèn)證的關(guān)鍵要求，如下表2-1。除這些國家標(biāo)準(zhǔn)外，在風(fēng)電設(shè)備檢測認(rèn)證中還常用到機(jī)械、電力等行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《DL/T 5191-2004 風(fēng)力發(fā)電場項目建設(shè)工程驗收規(guī)程》、機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《JB/T 10427-2004 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般液壓系統(tǒng)》等。從現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)計劃情況看，隨著我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，中國風(fēng)電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化工作在政府及企事業(yè)單位的支持和重視下得以穩(wěn)步推進(jìn)。一方面，從事風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的企事業(yè)單位都積極參與到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作中來，另一方面，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)也為中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)化意識已被大部分風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的企事業(yè)單位所接受。伴隨著我國風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展，我國風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)化體系也在逐步建立和完善，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)術(shù)語、機(jī)組設(shè)計要求、零部件設(shè)計要求、試驗檢測等方方面面的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)基本上覆蓋了風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的各主要環(huán)節(jié)（參見附錄A 中國并網(wǎng)型風(fēng)電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容提要），在風(fēng)電機(jī)組整機(jī)、部件的設(shè)計、制造、采購、使用及維護(hù)過程中廣泛應(yīng)用，也在我國風(fēng)電設(shè)備質(zhì)量檢測、認(rèn)證以及風(fēng)電場開發(fā)等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的技術(shù)指導(dǎo)作用。 

國家相關(guān)政府部門在加快推進(jìn)風(fēng)電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面發(fā)揮了不可替代的作用。2009年，國務(wù)院38號文明確提出要“建立和完善風(fēng)電裝備標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品檢測和認(rèn)證體系”。為落實此文件規(guī)定，規(guī)范我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，建立完善的風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)化體

要求可能有所不同，例如各國建筑法規(guī)、電網(wǎng)等都對在本國安裝的風(fēng)電設(shè)備有不同的要求，對此國際標(biāo)準(zhǔn)也采取了一些較為靈活的做法，使得各國的風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)共存。 

近十年來風(fēng)電行業(yè)快速發(fā)展，新材料（如碳纖維、稀土永磁材料）、新工藝（如葉片真空灌注）、新技術(shù)（如永磁發(fā)電）逐步在風(fēng)電設(shè)備中應(yīng)用，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量不斷增長，海上風(fēng)電進(jìn)入規(guī)模化開發(fā)階段，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)取得了長足進(jìn)步。為適應(yīng)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展需要，IEC TC 88對風(fēng)電設(shè)備檢測認(rèn)證的基本規(guī)范做了較大的修訂，并于2010年5月頒布了替代IEC WT 01的IEC 61400-22 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組符合性檢測及認(rèn)證。隨著時間推移，風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)也必將隨著風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展而不斷更新、改版向前推進(jìn)。 

3.存在的問題 

目前，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和發(fā)展速度已經(jīng)在全球位居前列，但中國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系卻還沒達(dá)到與之相稱的國際地位。 

（1） 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)不完全適應(yīng)中國狀況 

我國有關(guān)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、檢測標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)基本齊全。但是，這些標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)直接等同采用了IEC標(biāo)準(zhǔn)，而IEC標(biāo)準(zhǔn)在制定時并沒有考慮中國的風(fēng)況和環(huán)境條件，這就導(dǎo)致了這些標(biāo)準(zhǔn)不適合中國的情況。一些重要的基本標(biāo)準(zhǔn)，如GB 18451.1-2001“風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求”是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計和認(rèn)證的基本依據(jù)，該標(biāo)準(zhǔn)直接等同采用了IEC 61400-1標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是否適合我國風(fēng)況的具體特點沒有經(jīng)過驗證，不能完全適應(yīng)我國的風(fēng)況及氣候特點。例如：在西北地區(qū)，如果按照IEC 61400－1標(biāo)準(zhǔn)中50年3秒平均極端風(fēng)速等于年平均風(fēng)速的7倍設(shè)計，設(shè)計的風(fēng)機(jī)制造成本增大，不經(jīng)濟(jì)；而在東南沿海地區(qū)，按同樣標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的風(fēng)機(jī)可能會強(qiáng)度不足，使用壽命不夠。 

（2） 中國特殊風(fēng)況條件風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)缺失 

我國現(xiàn)有的風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)多采用IEC標(biāo)準(zhǔn)，但我國地域廣闊，氣候條件多樣，與IEC標(biāo)準(zhǔn)所基于的歐洲環(huán)境條件有明顯的差別。如臺風(fēng)、高原等特殊環(huán)境條件在歐洲各風(fēng)電先進(jìn)國家根本不存在，IEC也沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，但在我國風(fēng)電開發(fā)地區(qū)卻廣泛存在。我國東南沿海大部分風(fēng)電開發(fā)區(qū)都面臨臺風(fēng)問題，臺風(fēng)對風(fēng)電機(jī)組安全影響很大；我國云貴高原、青藏高原等海拔2000m以上的高原地區(qū)，溫度低、空氣密度低，環(huán)境條件的變化可能會引起電氣部件絕緣要求、機(jī)械部件運行要求發(fā)生變化。這些環(huán)境條件對風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計要求和安裝規(guī)范等都有特殊的要求，但目前我國乃至全球都沒有臺風(fēng)、高原區(qū)風(fēng)電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。 

此外，如低溫情況，歐洲風(fēng)電開發(fā)也有同樣的問題，但歐洲全年平均風(fēng)速變化不大，低溫狀況主要指結(jié)冰問題嚴(yán)重，而我國的低溫情況不僅結(jié)冰，還有冬季低溫期風(fēng)速大的問題。關(guān)于低溫風(fēng)電機(jī)組技術(shù)要求，國際上并沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)可依，GL僅針對歐洲的情況，有一個供參考的技術(shù)筆記。中國目前正在進(jìn)行這方面的探討，建議在風(fēng)電機(jī)組設(shè)計之初，將綜合考慮溫度和風(fēng)速對機(jī)組電氣和機(jī)械部件的影響，對材料、控制保護(hù)系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的要求作為制定中國低溫風(fēng)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。 

（3） 標(biāo)準(zhǔn)修訂不及時 

標(biāo)準(zhǔn)制定的最佳時機(jī)是在技術(shù)初創(chuàng)期的2/3時間點到技術(shù)發(fā)展前期的1/3時間段內(nèi)，而標(biāo)準(zhǔn)的修訂間隔對于發(fā)展中的產(chǎn)業(yè)而言最好在2-3年。中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正處于規(guī)模化發(fā)展階段，在過去的五年內(nèi)更是實現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，發(fā)展速度、發(fā)展規(guī)模均據(jù)世界前列，但中國風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)的修訂速度卻遠(yuǎn)落后于世界水平。目前，中國風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)多等同或修改采用IEC標(biāo)準(zhǔn)，從IEC標(biāo)準(zhǔn)英文版轉(zhuǎn)化為中國標(biāo)準(zhǔn)需要一定的審查及行政審批時間，一定程度上造成了中國風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)滯后。同時，由于產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展帶來的對標(biāo)準(zhǔn)修訂和改進(jìn)的需求，也沒有得到及時的滿足，落后于實際要求。 

(4)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)有待完善 

根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點，風(fēng)電行業(yè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析通常依據(jù)相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。如，對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)中大量使用的焊接，在國標(biāo)GB 50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EuroCode3中均給出了焊縫強(qiáng)度分析的要求，但是具體要求有所不同，例如，對于常用的直角焊縫，GB50017中只需考慮垂直于焊縫的正應(yīng)力和平行于焊縫的切應(yīng)力，而EuroCode3中還考慮了垂直于焊縫的切應(yīng)力的影響，另外，對于焊縫的S-N曲線，EuroCode3中給了更多結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)類型的疲勞等級，對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式，還給出了幾何應(yīng)力法（熱點應(yīng)力法）對應(yīng)的疲勞等級，在實際工程中的適用性更強(qiáng)。