NB T 31043-2019 海上风力发电机组主控制系统技术规范.pdf

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1、NB ICS 29.120.01 K 45 备案号： -20 中华人民共和国能源行业标准 NB / T 31043 2019 代替 NB / T 31043 2012 火力发电厂汽轮机控制系统技术条件 Technical specification for main control system of offshore wind turbine generator system 2019-06-04发布 2019-10-01实施 国家能源局 发 布 DL / T 31043 2019 I 目 次 前言 . . V 1 范围 . . 1 2 规范性引 用文件 . . 1 3 术语和定义 . .

2、2 4 技术要求 . . 3 5 试验方法 . . 14 6 检验规则 . . 20 7 标志、标 签和使用说明书 . . 22 8 包装、贮 存与运输 . . 23 DL / T 31043 2019 II 前 言 本标准按 GB/T 1.1 2009 给定的规则起草。 本标准代替 NB/T 31043-2012海上风力发电主控系统技术规范 ，与 NB/T 31043-2012 相比，除编 辑性修改外主要技术变化如下： 更新第 2 章规范性引用文件中以下标准： GB/T 3797-2016 电气控制设备 GB/T 17626.3-2016 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验

3、GB/T 17626.12-2013 电磁兼容 试验和测量技术 振铃波抗扰度试验 新增第 2 章规范性引用文件中以下标准： NB/T 31017-2018 风力发电机组主控制系统技术规范 NB/T 31103-2016 直驱永磁风力发电机组主控制系统软件功能技术规范 NB/T 31051-2017 风电机组低电压穿越能力测试规程 NB/T 31054-2017 风力机组电网适应性测试规程 NB/T 31111-2017 风力发电机组高电压穿越测试规程 NB/T 31094-2016 风力发电设备海上特殊环境条件与技术要求 GB/T 19963-2011 风电场接入电力系统技术规定 GB/T 2

4、423.101 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验：倾斜和摇摆 删除 4.2.2 基准试验环境条件； 修改 4.3.2.1 控制柜所采用的元器件应尽量采用耐湿热型元器件， 其耐湿热性能符合标准 GB/T 3783-2008 第 7.1.1.2 条规定的要求。 宜采用耐湿热型的元器件有： 控制模块 （ PLC、 IPC 及其它 IO 模块） 、 断路器、接触器、继电器、互感器、变压器、按钮、电线电缆； 修改 4.4.3.4 机舱控制柜宜具备调试接口； 删除 4.4.2.1 F 中的数据读写； 增加 4.4.5.1.3 自动启动中对直驱机型的要求； 删除 4.4.5.1.2 长时间

5、停机后的机组重启中“ d、网断电引起的停机再次启动机组时应采取手动 启动的方式。”； 修改 4.4.5.1.4 手动启动中 “双馈型风力发电机组和直驱型风力发电机组满足 NB/T 31017-2011 中 4.6.5.3 的有关要求”； 增加 4.4.5.2 停机中对直驱机型的要求； 修改“表 1 运行状态及转换条件的基本要求”， 待机动作要求为机组桨叶不动作； 修改 4.4.6 自动解缆中“执行自动解缆操作过程中，应屏蔽所有自动偏航请求”； 修改 4.4.6“表 2 风力发电机组主控制系统控制功能要求”中“通讯方式” ：主控制系统应能提 供 10Mbps/100Mbps 自适应网口、 100

6、M/1000M 光纤接口，支持下述通信协议中的一种或多种： IEC 61400-25、 IEC 60870-5-104、 ModbusTCP、 OPC 、 profibus、 、 CANopen、 、 Powerlink、 Ethercat、 Profinet、 串口或 I/O 等； 增加 4.4.7 中“液压系统故障保护”、“过湿度保护”、“振动保护”； 修改 5.20.22 改变主控制系统内部时钟偏离正常时间，观察时钟值是否能实现与标准时钟源的 校准，检验是否满足 4.4.2.4 的要求； 增加表 4 检测项目“高电压穿越控制试验”项 DL / T 31043 2019 III 增加 8

7、包装、贮存及运输中，“宜参照 NB/T 31094-2016风力发电设备海上特殊环境条件 与技术要求”； 增加“ 8.4 倾斜与摇摆试验” 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准由能源行业风电标准化技术委员会风电电器设备分技术委员会（NEA/TC1/SC6）归口。 本标准主要起草单位：上海电气风电集团有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、上海电气 输配电集团有限公司、北京金风科技电气设备有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、成都阜特科技股 份有限公司、中国船级社质量认证公司、国电联合动力技术有限公司、浙江海得新能源有限公司、许昌 开普检测研究院股份有限公司、天津瑞能电气有限公司、天津天传电控

8、设备检测有限公司、国家电控配 电设备质量监督检验中心。 本标准参加起草单位：中国电力科学研究院有限公司、远景能源（江苏）有限公司、浙江运达风电 股份有限公司、华锐风电科技（集团）股份有限公司、北京天诚同创电气有限公司、江苏金风科技有限 公司、许昌许继风电科技有限公司、苏州电器科学研究院股份有限公司、中国质量认证中心、北京鉴衡 认证中心有限公司、上海中认尚科新能源技术有限公司、北京京城新能源有限公司、科诺伟业风能设备 (北京)有限公司。 本标准起草人：孙佳林、果岩、缪勇、邓刚、闫立鹏、费许华、隋红霞、王瑞明、张利、褚景春、 吴海列、苏丽营、郭亮、李宗原、杜云涛、付宝鑫、刘琦、潘峰、岳红轩、王艳华

9、、辛理夫、王俊俊、 杨天时、孙少华、庄骏、周涛、陈丽娟、张舒扬、白小岗、吕佃顺、谷海涛。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： NB/T 31043-2012 DL / T 31043 2019 1 海上风力发电机组主控制系统技术规范 1 范围 本标准规定了海上风力发电机组主控制系统（以下简称：主控系统）的相关术语和定义、技术要求、 试验方法、检验规则、标志、标签、使用说明书、包装、运输、贮存等。 本标准适用于海上风力发电机组主控制系统。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所

10、有的修改单）适用于本文件。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2423.1-2008 电工电子产品环境试验 第1部分：试验方法 试验 A：低温 GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验 B：高温 GB/T 2423.4-2008 电工 电子产品环境试验 第 4 部分：试验方法 试验 Db：交变湿热（12h+12h 循 环） GB/T 2423.16-2008 电工电子产品环境试验 第 16 部分：试验方法 试验J及导则：长霉 GB/T 2423.18-2012 电工电子产品环境试验 第 18 部分：试验方法 试验 Kb：盐雾，交变（氯化钠 溶

11、液） GB/T 2423.101电工电子产品环境试验 第2 部分：试验方法 试验：倾斜和摇摆 GB/T 2900.18 电工术语 低压电器 GB/T 2900.53 电工术语 风力发电机组 GB/T 3783-2008 船用低压电器基本要求 GB/T 3797-2016 电气控制设备 GB 4208 外壳防护等级(IP 代码） GB/T 5169.11-2006 电工电子产品着火危险试验 第 11 部分：灼热丝/热丝基本试验方法 成品的灼 热丝可燃性试验方法 GB/T 5169.21-2006 电工电子产品着火危险试验 第 21 部分：非正常热 球压试验 GB 7251.1-2013 低压成套

12、开关设备和控制设备 第 1 部分：型式试验和部分型式试验成套设备 GB/T 9969 工业产品使用说明书 总则 GB/T 17626.2-2006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3-2016 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4-2008 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5-2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T 17626.6-2008 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T 17626.12-2013 电磁兼容 试验

13、和测量技术 振铃波抗扰度试验 GB/T 19069 风力发电机组 控制器 技术条件 GB/T 19070 风力发电机组 控制器 试验方法 GB/T 19963-2011 风电场接入电力系统技术规定 DL / T 31043 2019 2 GB/T 21407 双馈式变速恒频风力发电机组 GB/T 21714.1 雷电防护 第1部分：总则 GB/T 21714.4 雷电防护.第 4 部分：建筑物内电气和电子系统 NB/T 31017-2018 风力发电机组主控制系统技术规范 NB/T 31051-2017 风电机组低电压穿越能力测试规程 NB/T 31054-2017 风力机组电网适应性测试规程

14、 NB/T 31094-2016 风力发电设备海上特殊环境条件与技术要求 NB/T 31103-2016 直驱永磁风力发电机组主控制系统软件功能技术规范 NB/T 31111-2017 风力发电机组高电压穿越测试规程 GD 01-2006 电气电子产品型式认可试验指南 3 术语和定义 GB 7251.1-2013 、 GB/T 2900.18、 GB/T 2900.53 、 GB/T 19069 、 GB/T 19070、 GB/T 21407、 NB/T 31017-2011 界定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 扭缆 twist 风力发电机组在一定的外部条件下始终向同一方向偏航，

15、造成机舱电缆缠绕的现象。 3.2 解缆 untwist 在扭缆的状况下，使机舱反向偏航解开缠绕电缆的过程。 3.3 变距 variable pitch 调整桨距角的过程。 4 技术要求 4.1 使用条件 4.1.1 环境条件 工作环境温度范围：根据NB/T 31094的有关规定。 海拔高度：1000m； 相对湿度：95%； 盐雾影响：有； 霉菌影响：有。 4.1.2 供电电源 4.1.2.1 交流电源 DL / T 31043 2019 3 a) 电源频率变化范围：47.5 Hz51.5 Hz。 b) 电源电压变化范围：电压额定值的-10%+10。 c) 电源电压允许波动范围：电压额定值的-1

16、5%+10。 d) 电源的不平衡度应满足GB/T 15543-2008第4章的规定，并在其范围内正常工作。 e) 电源波形为正弦波，谐波含量小于5%。 4.1.2.2 直流电源 a) 电源电压允许偏差-10%+10%。 b) 电源电压纹波系数不大于5%。 4.1.3 其它使用条件 当使用条件不能满足上述使用条件时，需要用户与供应商达成书面附加协议，根据用户要求单独设 计。 4.2 试验 条件 a）试验温度：1535； b）相对湿度： 90(20 以下) c）大气压力：86kPa106kPa。 4.3 一般性要求 4.3.1 柜体 4.3.1.1 柜体采用钢制防腐设计，防护等级不小于 IP54。

17、 4.3.1.2 柜体设一处公共接地点，柜体各处应保证与公共接地点的良好电气连接，具备电击防范措施， 保护接地完整。 4.3.1.3 柜体内部宜装设除湿装置。 4.3.1.4 柜体设计应满足塔筒、机舱内的安装维护要求，易于安装，调试和维护。 4.3.1.5 柜体的按钮、开关、屏幕、信号与报警装置等的安装工艺，以及柜体进出线方式应与柜体的 防护等级相匹配。 4.3.1.6 柜体的结构牢固，柜内电气接线方式可以是插件、连接线、接线端子等能承受运行环境下电、 热、机械强度和振动对设备的影响。 4.3.1.7 操作器件装在操作者易于操作的位置，紧急停机按钮应置于柜体的最显眼最易操作的位置， 按钮本身宜

18、装有保护罩。 4.3.1.8 柜体表面平整无凹凸现象，漆层应美观，颜色均匀一致，不得有起泡、裂纹和流痕等现象， 柜门应能在不小于 90的角度内灵活启闭，柜体顶部需加装吊环。 4.3.1.9 柜体结构形式力求简单开敞，易于触及，易腐蚀表面设计应尽可能光滑，任何必要的加强件、 接头和管子等应尽可能布置在腐蚀风险低的部位，难以进行维护的空心部件应焊接牢固。其他外露于空 气中的金属应采用镀层保护，一般宜使用电镀的方法进行； 4.3.2 元器件 DL / T 31043 2019 4 4.3.2.1 控制柜所采用的主要元器件应具备耐湿热性能，其耐湿热性能符合标准 GB/T 3783-2008 第 7.1

19、.1.2 条规定的要求。宜采用耐湿热型的元器件有：控制模块（PLC（可编程逻辑控制器）、IPC（工 业控制计算机）及其它 IO 模块）、断路器、接触器、继电器、互感器、变压器、按钮、电线电缆等。 4.3.2.2 柜体内部控制模块宜采用隔离电源供电。 4.3.2.3 印制板、插件等部件，在焊接完成后，无脱焊、虚焊、元件松脱或紧固件松动等现象。 4.3.2.4 除陶瓷材料外的所有固体绝缘部件都应具有耐热性，即部件经耐热性试验后，压痕横跨最大 尺寸不大于 2mm。 4.3.2.5 除陶瓷材料外的所有固体绝缘部件都应具有耐燃性，即部件经灼热丝试验（或针焰试验）后 不起燃，或即使发生起燃，燃烧及灼热在移

20、开灼热丝（或针焰）后的 30s 内能完全熄灭，且指示绢纸不 起燃。同时，所有塑料部件还应具有滞燃性，即经过滞燃试验后，这些部件燃烧或损坏部分的长度不大 于60mm。 4.3.2.6 所有元器件应按照制造厂说明书安装，并符合元器件各自相关标准的要求。 4.3.3 电气连接 4.3.3.1 柜体接地应作防腐处理。 4.3.3.2 所有裸露部分导体、连接头、端子排均应作相应防腐、防潮处理。 4.3.3.3 所有裸露部分电路板、焊接点均应作相应防腐、防潮处理。 4.3.3.4 连接导线的端部标有回路标号，标号清晰、牢固、完整、不脱色，对不同功能插件需用符号 加以区别，插件需有导轨支撑，并能固定牢靠，所

21、有接插点应确保电接触可靠、方便插拔。 4.3.3.5 柜内布线应符合标准 GB/T 3797-2016第 6.7 条规定的要求。 4.3.3.6 柜内布线工艺和电气连接应考虑绝缘表面的腐蚀和凝露对爬电距离的影响，以及高湿度对空 气绝缘间隙的影响。 4.3.3.7 交流系统使用多芯电缆时不应使用磁性材料屏蔽。 4.3.3.8 单芯电缆需要并联时，并联电缆的型号、长度、线头工艺应相同。 4.3.3.9 固定电缆宜采用永久性防腐的非磁性线夹和支架。 4.3.3.10 屏蔽电缆或处于金属管内的电缆，屏蔽网或金属管应作等电位连接，宜等电位接地。 4.3.4 安装 4.3.4.1 控制柜安装宜采用减震结构

22、。 4.3.4.2 控制柜进出线应按照柜体设计要求进行安装，保证柜体相应的防护水平。 4.3.4.3 控制柜进出线应固定牢靠，屏蔽线的屏蔽端以及电缆套管的管端应可靠接地。 4.4 功能要求 4.4.1 信号采集与处理 系统应提供参与控制和故障监测的相关数据信息采集及处理功能，例如： DL / T 31043 2019 5 a) 环境参数：风速、风向、温度、湿度； b) 机械参数：风轮转速、发电机转速、偏航位置、偏航速度、扭缆角度、桨距角、变桨速 度、液压系统压力、油位、振动加速度、温度（发电机定子、轴承、齿轮箱等）； c) 电气参数：电压、电流、频率、功率、功率因数、发电量、UPS状态。 主控

23、制系统宜具备以下参数的采集与处理功能： d)水文参数：浪高、洋流速度、冰冻等； e)其它参数：烟雾、绝缘等。 系统应能根据合理安全算法，输出准确反映被监测单元状态的物理量，提高系统整体可靠性；数据 采集的方式和精度应满足风电机组设计需求的要求。 4.4.2 信息(人机交互、故障、监控) 4.4.2.1 数据监视信息 主控制系统能采集或生成下述数据信息，主控制系统应能够提供数据通讯的接口，以满足中央监控 系统或其他监视设备的监控要求。 应至少能够提供下列数据： a) 风速、风向、风轮转速、发电机转速、机舱位置、偏航位置、扭缆角度、桨距角； b) 机组当前状态（待机、并网、停机等）； c) 液压系

24、统压力、机舱振动、机舱温湿度、发电机温度、齿轮箱油温度(可选)等； d) 变桨系统状况、变流系统状况、UPS状态、其它执行机构和传感器状态； e) 电网、发电机机端电参数（三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、频 率、发电量等）。 f) 编码器信号、主轴承信号、熔断器信号、避雷器信号、安全链信号、控制柜烟雾报警。 4.4.2.2 故障记录 主控制系统应能自动在本地控制器存储区记录指定的最近发生的故障信息， 保留时间不低于6个月， 分辨精度至少应达到100 ms，以便事后故障的再现和分析。 4.4.2.3 事故追忆 对各种事故的相关量进行短时段的记录，遇到事故发生就将此记录保存下来。

25、事故追忆记录分事故 前和事故后两时段，两个时段的长短和采样间隔应可调整。一般追忆记录事故采样频率不低于1次每秒， 记录时间长度不少于120s，其中：事故前不少于60s，事故后不少于30s。 4.4.2.4 时钟自动校时 主控制系统具备校时功能，定期的读取网络标准的时钟源校准控制器时间，确保发电系统中所有的 设备时钟一致。 4.4.3 人机交互 4.4.3.1 主控系统应配置人机界面，根据用户权限的不同可以进行机组控制、机组状态及参数信息浏 览、参数设置和修改等操作。 4.4.3.2 人机界面可控制的功能应包括：手动启停、偏航控制等。 DL / T 31043 2019 6 4.4.3.3 人机

26、界面可显示的状态信息应包括：系统状态、液压状态、偏航状态、风况、温度、湿度、 变距状态、I/O 端口状态、振动传感器状态、转速状态、电网状态、润滑状态、激活的状态码信息等。 4.4.3.4 机舱控制柜宜具备调试接口。 4.4.4 保护与安全 4.4.4.1 故障保护 系统应能根据传感器采集量、风电机组的运行要求，形成若干能反映机组运行故障的状态码，状态 码应做到故障信息定位准确、防误动作、维护简单。当其中任意一个状态码激活时，主控制系统应能根 据状态码属性，准确做出相应告警或停机操作。 4.4.4.2 通信看门狗 主控制系统应能实时监控自身与各个子系统的通信状态，通信异常时能及时形成相应的状态

27、码信 息，根据状态码对应的停机程序等级，执行告警或者停机流程。 4.4.4.3 关键设备监测 针对关键的设备如：发电机转子、发电机定子，发电机轴承、齿轮箱轴承（可选）、风速仪、风向 仪等，主控制系统应根据其特性监测其正确性，确保每一个参与控制的物理量都能真实的反映被监测设 备的状态。 4.4.4.4 保护功能 主控制系统应至少具有以下保护功能： 过电流保护； 缺相保护； 相序错误保护； 电网电压不平衡保护； 接地故障保护； 冷却系统故障保护； 液压系统故障保护； 过温保护； 过湿度保护； 发电机欠、过速、失速保护； 过电 /欠电压保护； 通讯故障报警； 浪涌过电压保护； 防雷保护； 振动保护。

28、 4.4.4.5 安全链 安全链系统的设计采用失效安全控制模式，这种控制模式的运行独立于主控制器，下列信号：变 流器紧停、变桨系统紧停、塔基紧停、机舱紧停、过速、过振动、过扭缆、看门狗都应串入安全回路， 其中任意一个断开，都应会引起安全出口动作，立即向变桨系统和变流器输出急停信号；安全链系统为 风力发电机组提供最后的可靠安全保障。 DL / T 31043 2019 7 4.4.4.5.1 安全链系统优先级高于控制系统，当安全链系统启动时控制系统自动降至服从地位。 4.4.4.5.2 风力发电机组发生重大故障或监控到的数据危及机组安全时，以及控制系统失效机组不能 维持稳定运行时应启动安全链系统

29、保护，如：风轮转速超过限值、扭缆超过限值、过度振动、变流器急 停、变桨系统紧停、主控制柜紧停、需要停机时控制系统停机失效。 4.4.4.5.3 安全链系统方案应考虑有关运行值，如容许的超速、振动以及机组故障、操作失误等因素。 4.4.4.5.4 如果安全链系统动作，则需手动进行故障复位。 4.4.4.5.5 安全链系统应具备防止人为误操作的功能。 4.4.4.5.6 安全链系统应有至少两套独立的制动系统支撑，保证在任何情况下都能使风机减速停机。 4.4.4.5.7 安全链故障复位可以远程实现，该远程复位功能应设置权限。 4.4.5 运行状态 风电机组的运行状态一般包括待机、启动、发电运行、停机

30、和检修等，主控制系统应设计各个状态 之间转换的条件，以及在各个状态下的动作要求。表1为运行状态及转换条件的一般要求，具体设计需 满足风电机组的设计要求。 4.4.5.1 机组启动 4.4.5.1.1 一般要求 a) 机组启动应按操作模式分为手动启动和和自动启动两种， 应可通过主控系统人机界面或远程监 控系统进行两种操作模式的切换，手动启动应在机舱、塔底、远程均可操作，其优先级别为： 手动优先于自动，机舱优先于塔底，塔底优先于远程； b) 主控制系统每次重启后，宜默认为手动启动模式； c) 主控系统所采取的控制策略应避免机组的频繁启动与停止。 4.4.5.1.2 长时间停机后的机组重启 a) 机

31、组停机 6小时以内为正常使用情况，此期间允许控制系统自动启动机组； b) 机组停机 3个月为极限使用情况，停机 6 小时至 3 个月再次启动机组宜采用手动启动方式； c) 机组停机超过 3 个月再次启动宜按照新装机组首次启动操作要求进行手动启动； 4.4.5.1.3 自动启动 双馈机组按照NB/T 31017-20 11中4.6.5.2章节。 直驱机组按照NB/T 31103-2006中4.4.2及4.5.3章节。 4.4.5.1.4 手动启动 双馈型风力发电机组和直驱型风力发电机组满足NB/T 31017-20 11中4.6.5.3的有关要求。 4.4.5.2 停机 双馈机组按照NB/T 3

32、1017-2011中4.6.6。 直驱机组按照NB/T 31103-2006中4.5.3。 表 1 运行状态及转换条件的基本要求 DL / T 31043 2019 8 状态 进入该状态的条件 动作要求 跳转到其他状态的条件 待机 主控制系统运行正 常； 机组的所有故障已 复位； 机组已停机。 机组桨叶不动作。 1.接收到启动命令后，满足启动条 件，则进入启动状态； 2.故障时，进入对应的停机状态(故 障停机、紧急停机1、紧急停机2、安 全链停机)。 启动 主控制系统运行正 常； 平均风速大于切入 风速且小于切出风 速； 上一个状态是待机 状态。 系统可进行完备的自检（刹车、变桨速度、变桨位

33、置、变桨后备电源电压等）； 主控制系统通过转速控制， 使发电机转速升至并网 允许的转速范围； 主控制系统下发启动指令，完成并网操作； 系统初始上电、 有需手动复位的故障复位后或者上 一个状态是检修状态时， 不能自动启动机组只能通 过下发命令启动。 1.完成并网操作后，进入发电运行状 态； 2.故障时，进入对应的停机状态(故 障停机、紧急停机1、紧急停机2、安 全链停机)； 3.人为停机或者风况条件不满足，则 进入到正常停机。 正常 停机 接收到正常停机命 令； 外部风况条件不满 足。 协调控制变流器、变桨系统工作减小输出功率，降 低发电机转速； 功率降至设定值时，给变流器下发停机命令，断开 与

34、电网的连接； 桨叶顺桨完成后，风轮自由旋转，机组进入待机状 态； 变桨速度控制满足风电机组设计要求。 1.故障时，进入对应的停机状态(故 障停机、紧急停机1、紧急停机2、安 全链停机)； 2.人为停机或者风况条件不满足，则 进入到正常停机。 3.可进入检修状态。 4.机组复位后，可进去启动状态。 故障 停机 有较低别级状态码 激活。 在有电网故障时， 主控制系统应立即给变流器下发 停机命令，断开与电网的连接； 是由于其他故障引起停机时，功率降至设定值时， 给变流器下发停机命令，断开与电网的连接； 协调控制变桨系统顺桨，桨叶顺桨完成后，风轮自 由旋转，机组进入待机状态； 变桨速度控制满足风电机组

35、设计要求。 1.如果有更高级别的状态激活，则进 入紧急停机1、紧急停机2或安全链停 机； 2.可进入检修状态。 3.机组复位后，可进去启动状态。 紧急 停机1 有较高级别状态码 激活。 先协调控制变流器、 变桨系统工作， 减小输出功率， 降低发电机转速； 待功率降至设定值时，给变流器下发停机命令，断 开与电网的连接； 桨叶顺桨完成后，风轮转速继续下降至设定值时， 可投入机械刹车，机组进入停机状态； 变桨速度控制满足风电机组设计要求。 1.如果有更高级别的状态激活，则进 入紧急停机2或安全链停机； 2.可进入检修状态。 3.机组复位后，可进去启动状态。 DL / T 31043 2019 9 4

36、.4.6 控制及通讯等功能要求 为了满足风力发电机组运行控制的需要， 主控制系统至少还需具备表2中要求的控制和通讯等功能。 表 2 风力发电机组主控制系统控制功能要求 紧急 停机2 有较高级别状态码 激活； 有电网故障发生。 主控制系统应立即给变流器下发停机命令， 断开与 电网的连接； 同时协调控制变桨系统顺桨，直至桨叶顺桨完成； 风轮转速继续下降至设定值时，可投入机械刹车， 机组进入停机状态； 变桨速度控制满足风电机组设计要求。 1.如果安全链断开，则进入安全链停 机； 2.可进入检修状态。 3.机组复位后，可进入启动状态。 安全 链停 机 安全链断开 变桨系统自动按照设计的最高级别的停机策

37、略执 行停机指令。 1.可进入检修状态； 2.机组复位后，可进去启动状态。 发电 运行 风速大于切入风速 且小于切出风速。 主控制系统应能根据自身核心控制策略协调变桨 系统、变流器工作； 在整个控制过程中，应避免转速与振动的剧烈波 动； 满足电网适应性的相关功能要求； 满足最大功率跟踪和恒功率运行控制功能要求。 1.故障时，进入对应的停机状态(故 障停机、紧急停机1、紧急停机2、安 全链停机)； 2.人为停机或者风况条件不满足，则 进入到正常停机。 检修 模式 风力发电机组在待 机或停机状态下； 主控制系统塔基柜 或机舱柜任意一个 检修转换开关切换 至检修位置。 禁止启动、自动偏航等自动控制等

38、功能； 可以手动变桨、手动偏航、手动启动加热器、手动 控制辅助部件等。 1.故障时，进入对应的停机状态(故 障停机、紧急停机1、紧急停机2、安 全链停机)； 2.无故障时，进入启动状态。 功能 动作行为要求 手动偏航 1.手动偏航的命令方式宜采用点动，避免手动偏航时操作人员离开； 2.手动偏航的范围需设定，不能导致电缆过扭缆； 3.系统故障时，应自动停止偏航。 自动偏航 1.自动偏航对风策略满足风电机组设计要求； 2.偏航系统故障时，应自动停机偏航。 自动解缆 1.自动解缆完成后，扭缆角度宜在360范围内； 2.执行自动解缆操作过程中，应屏蔽所有自动偏航请求。 手动解缆 在停机或待机情况下，偏

39、航系统无故障，控制系统应能通过就地或远程对偏航系统的控制， 实现电缆手动解缆操作。 DL / T 31043 2019 10 4.5 性能要求 4.5.1 保护与接地 4.5.1.1 防触电保护 主控制柜应按照标准 GB/T 3797-2 016 6.5.1规定的方式采取电击防护措施，防止直接或间接接触 带电导体。 4.5.1.2 安全接地保护 变桨控制 主控制系统应能自动进行变距控制，变距控制按照优先级从高到低有机舱控制、塔底控制、 远程控制和自动控制。 最大功率跟踪 使风轮转速始终跟踪最佳叶尖速比运行，功率曲线与最优曲线保持一致，获取最大风能。 恒功率运行 1.主控制系统应能控制变桨系统、

40、变流器协调工作； 2.机组输出功率波动范围不超过额定功率的10%； 3.在整个控制过程中，应避免转速与振动的剧烈波动。 高/低电压穿越 主控制系统应能控制变桨系统、变流器满足电网对风力发电机组高/低电压穿越的要求；高/ 低低电压穿越期间应能保证机组不停机、不超速、不脱网。 低电压穿越的要求参照GB/T 19963。 有功功率调节 主控制系统应能控制变流器，以无功功率给定或功率因数给定的方式实现对机组的无功功率 调节，给定值不超过机组设计允许值。 无功功率调节 主控制系统应能控制变流器，以无功功率给定或功率因数给定的方式实现对机组的无功功率 调节。 与变流器、变桨系统通 信 与变流器、变桨系统通

41、信周期不大于20 ms。 辅助部件控制 主控制系统应能按照风电机组的设计要求，完成齿轮箱、发电机、液压站、刹车、机舱加热 等辅助部件的控制和保护功能。 通信方式 主控制系统应能提供 10Mbps/100Mbps自适应网口、 100M/1000M光纤接口，支持下述通信协议 中的一种或多种： IEC 61400-25、 IEC 60870-5-104、 ModbusTCP、 OPC 、 profibus、 、 CANopen、 、 Powerlink、Ethercat、Profinet、串口或I/O等 制动控制功能 主控制系统的安全保护系统应至少能启用两套相互独立的制动系统，保证任何情况下能使风

42、轮减速、停机。 制动装置以叶片空气动力制动为主，同时传动轴配有机械制动，其动力源一般为电气或液压 两种型式，并配有辅助动力源（电池或压力储能器），至少应有一套制动系统按照空气动力 原理工作，并直接作用在风轮或风轮驱动旋转的部件上（如传动轴等）。 桨叶变桨制动是制动控制之一，变桨机构应由控制系统监控，如变桨机构失效机组应立即停 机。 当监测到制动系统故障时，机组应立即停机。 当监视到制动系统的辅助动力源（如电池、压力储能器等）能量不能满足一次紧急制动的需 要时，应立即停机。 DL / T 31043 2019 11 主控制柜安全接地保护应符合标准 GB/T 3797-2 016 6.5.1的规定

43、。系统可能触及的金属部分与外 壳接地点的电阻应不大于 1.0 ，接地点应有明显的接地标志。 4.5.1.3 信号与报警 主控制柜柜体应有信号指示灯或HMI指示风电机组运行状态，并具备报警功能。 4.5.1.4 短路和过载保护 主控制系统应对各控制回路设有过电流保护，预防短路或过电流引起的事故扩大。 4.5.1.5 断电，欠电压和过电压保护 主控制系统应设有UPS断电、欠电压和过电压保 护，保证系统在短时断电、欠电压和过电压情况下 不会导致系统失灵或误动作。 4.5.2 绝缘 4.5.2.1 绝缘电阻 主控制系统各带电的导电电路分别对地（即外壳或外露的非带电金属零件）之间，以及无电气联系 的各导

44、电回路之间，用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值应不小于100 M。 4.5.2.2 介电强度 a) 冲击耐受电压 主控制系统的冲击耐受电压应符合 GB/T 3797-2016 6.10.3 规定的要求。 b) 工频耐受电压 主控制系统的工频耐受电压应符合 GB/T 3797-2016 6.10.2 规定的要求。 4.5.2.3 电气间隙及爬电距离 主控制系统各带电电路之间以及带电部件、导电部件、接地部件之间的电气间隙和爬电距离应符合 GB/T 7251.1-2013中表1和表2的规定。 4.5.3 电磁兼容性能 4.5.3.1 1 MHz(100 kHz)脉冲群抗扰度试验 主控制系

45、统应能承受GB/T 17626.12-2 013第5章规定的严酷等级为3级的脉冲群抗扰度试验。 4.5.3.2 静电放电抗扰度试验 主控制系统应能承受GB/T17626.2-20 06第5章规定的严酷等级为3级的静电放电抗扰度试验。 4.5.3.3 辐射电磁场抗扰度试验 主控制系统应能承受GB/T17626.3-2016中第5章规定的严酷等级为3级的辐射电磁场抗扰度试验。 4.5.3.4 电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验 主控制系统应能承受GB/T17626.4-2008中第5章规定的严酷等级为4级的电快速瞬变脉冲群抗扰度 试验。 DL / T 31043 2019 12 4.5.3.5 浪涌抗扰

46、度 主控制系统应能承受GB/T 17626.5-20 08第5章规定的严酷等级为3级的浪涌抗扰度试验。 4.5.3.6 射频场感应的传导骚扰的抗扰度 主控制系统应能承受GB/T 17626 .6-2008第5章规定的严酷等级为3级的射频场感应的传导骚扰抗扰 度试验。 4.5.4 耐振动性能 主控制柜应满足GB/T 3783-2008第7.1. 13.2条规定的振动试验要求，试验条件为该标准表13中规定 的“一般场所”。 4.5.5 冷却与温升 设备宜采用风冷或全封闭自冷方式。 基准环境试验条件下设备正常运行时设备壳体温升不超过30K； 用于连接外部绝缘导线的端子温升不超过70K；内部分散排 列

47、的插头、插座以及IT模块的温升满足其本 身的温升条件。 4.5.6 柜内湿度 主控制器柜内相对湿度宜控制在70%以下。 4.5.7 耐霉性能 主控制柜应有耐霉性能，其中外露于空气中的绝缘零部件经长霉试验后长霉面积不超过GB/T 2423.16-2008 中规定的2b等级的长霉程度。用户如有特殊要求，由制造商与用户协商确定。 4.5.8 耐盐雾性能 主控制柜应具有耐盐雾性能，其露于空气中的金属镀件经盐雾试验后其外观变化符合表2的要求。 盐雾试验按GB/T 2423.18-2012 规定的方法进行，实验时柜体状态为实际运行中的柜体状态，试验周期 为96小时。 表 3 外观变化表 镀层类别 底金属 合格要求 铜+镍+铬 低锡青铜+铬 碳钢 主要表面无棕绣 锌 碳钢 主要表面无浅绿色腐蚀物 镍+铬 铜和铜合金 主要表面无浅绿色腐蚀物 镍或高锡青铜 铜和铜合金 主要表面无灰色或浅绿色腐蚀物 锡