海上風力發電認證現狀與發展建議探討

董 勇

（蘭州交通大學，甘肅 蘭州 730070）

我國海岸線遼闊，擁有的海上風能也十分豐富，因此，風力發電發展前景良好。為了對海上發電機組品質嚴格把關，風電檢測、認證必不可少。國際上對于該領域已經制定出認證體系，相關規范已經出臺。鑒于我國在該領域發展起步晚，雖然相對健全的認證體系逐步建成，但是還存在不同程度問題亟待解決。分析我國風電認證、并網政策，大多將關注點匯集在風電產業，沒有考慮到海上風電特殊性，對其展開精準分析，對該領域發展造成制約，因此需要借鑒歐洲發達國家在領域技術經驗，探索我國海上風電方面認證標準的完善之路。

1 我國風電產業認證體系概況

我國的風電產業從20 世紀80 年代開始發展，標準體系超過200 余個，涉及能源、電力等行業，風電產業標準體系包括風電場規劃、風電場施工、風資源評價、風電并網、風電機組試驗、風電場運管等內容。因為海上風電項目運行環境惡劣，運維成本高，所以在認證體系建設過程，需要針對風電并網、機組試驗等內容充分研究，分析風電檢測、風電認證管理體系存在的不足，結合實況探索和我國海上風電項目發展高度相符的認證體系。

2 國內外海上風電認證體系建設現狀

在歐洲，多個國家海上風電發展初期就針對風電機組制定了認證體系，為行業發展提供了技術保障。比如：2001 年，IEC 發布風電機組合格認證規程，對于風電機組品質合格認證流程，在2010 年，相關內容融入IEC 61400-22 標準被發布。目前，全球范圍內，有4 個國家對于海上風電采取強制認證策略，分別為荷蘭、丹麥、印度和德國。上述國家依托IEC標準，從本國具體情況出發，分別制定了風電認證體系。

我國出臺了GB/T 35792（2018）認證標準，對于風力發電項目機組的測試、認證流程加以明確。在該標準的制定過程，參考了IEC 對風電機組相關認證內容，對于認證體系規則、流程提出明確定義，具體內容涉及風電機組運行可靠性與安全性，運行過程和電網相容性，特性測試等。

對于風電機組相關認證具體如下：第一，型式認證，對于機組型號設計、制造和相關記錄與設計假設、技術要求、制定標準是否相符進行認證，通過認證流程對于機組是按照設計文件進行安裝、維修和運行進行證明。第二，項目認證，對于型式認證通過以后風電機組或者基礎設計、支撐結構和特定廠址外界條件、電力法規是否相符進行確認。第三，部件認證，對于指定型號風電機組重點部件和技術條件、設計標準、制造記錄等是否相符進行認證。第四，樣機認證，對于既定場址當中沒有投入批量生產風力機組展開測試，并對既定時間之內機組運行安全性進行評估。

按照以上認證流程，可由第三方對于風電機組展開合格認證，并頒發對應認證證書。雖然該標準屬于推薦性標準，按照我國能源局在2014 年發布的《風電設備的市場秩序規范通知》內容，要求開發企業對于風電設備進行采購招標階段，需要選擇具備型式認證類型產品。由此能夠說明，我國在此領域型式認證方面也存在強制約束。考慮到海上風電項目受到的海域環境方面影響因素諸多，故此，還需要考慮風電場海況和風礦條件，對于項目設計進行論證。通過型式認證主要評估的是機組本身設計與性能，難以適應實際需求。所以從海上風電角度分析，項目認證的運用十分必要。我國當前在此領域的認證標準未有明確要求，具體工作實踐經驗也相對較少。從歐洲諸多海上風電項目發展極為成熟的國家來看，丹麥針對項目認證存在強制要求。英、德等國家也將其作為重點考慮內容，我國發展海上風電也應該對項目認證提出強制性要求。

3 我國對于海上風電認證的探索歷程

（1）海上風電認證重要性。因為海上風電和常規風電能源不同，風力波動性、隨機性較為明顯，在電網當中滲透率也相對較高，可能對電網質量與安全運行帶來挑戰。整體來講，風電并網對于電力系統可產生如下方面影響：一方面，由于風電的間歇性會對電網有功功率和無功功率的平衡性產生影響。與此同時，也會影響電網運行頻率，此外，運行電壓安全性也難以保證。另一方面，如果風力機運行階段，區域電網產生故障，此時風力機實際響應能力是電網平穩運行關鍵指標。由于電網故障，導致并網處電壓快速下降，此時，若風力機脫網，就可沖擊電網。反之，若風力機能夠維持電網狀態，將無功發出，能夠對電網平穩運行提供保障。海上風速要高于陸上，所以風力機利用頻率相對較高，其間歇性、波動性相對較小，但是面臨的自然環境惡劣，可能受到海浪負載、臺風破壞或者鹽霧腐蝕。因此運行狀態穩定性不足，要大規模接入風電機組，必須要對并網實施認證與檢測。

（2）梳理國外認證內容。德國最早對于風電并網相關標準、技術展開研究，并頒發對應政策，之后丹麥、西班牙諸多國家也根據本國同類項目發展情況、對于風電并網制定了技術標準。我國2010 年發布并網檢測暫行辦法，初步建立風電機組的并網檢測認證體系，對于并網檢測技術、流程具體對象提出明確要求。

對于不同國家此類技術規范進行對比，都突出風電場有功、無功的控制功能的重要性。也在一定程度上體現出風電并網對于電力系統產生影響。我國對于并網檢測內容包括電能質量、電壓測試、低電壓穿越測試、電能品質測試。隨著風電機組的并網數量越來越多，產生的高壓穿越這類問題也十分顯著。發生了多起因為高電壓而導致的風力機脫網這類事故，不但對風電出力造成損失，而且還對電網運行安全產生影響。故此，我國在2017 年發布了NB/T36995-2018標準，具體對應電壓穿越能力的測試提出明確要求。梳理上述內容，可知我國檢測機構對于風電并網領域監測能力初步形成，并且在多項測試中都頒發了認證標準。

（3）我國海上風電認證實踐現狀。并網檢測屬于對于海上風電的并網性能進行評價重要基礎，根據風電場的并網檢測和評價成果，完成認證工作。由于我國在風電并網的性能評價、認證方面還未形成統一化國標體系。雖然2016，國家能源局發布NB/T31078-2016 和NB/T31076-2016 兩 項 內 容，對于并網性能、驗收規范加以明確，依托GB/T19963-2011 評價內容、方法，對于風電場并網的驗收內容和條件加以明確。從上述要求來看，我國在并網檢測、型式測試方面設置內容存在重疊，僅將電能測試、低電壓測試融入其中，并未在風電認證系統當中納入并網認證內容。處于此背景之下，國內對于風電機組并網性能認證、評價的實踐工作相對較少。隨著我國海上風電裝機容量快速增加，完善并網評價，并將風電認證加以完善十分重要，所以應該結合國情，建立國家級且又高度適用認證標準。

4 風力發電認證發展建議

和歐洲國家海上風電的認證標準相互對比，我國在該領域的發展需要充分吸納其他國家發展經驗，積極構建，以完善本國風電認證標準，組建管理機構，為海上風電認證標準的修訂工作提供支持。還需通過國際交流，加速技術層面合作。發展建議如下：

（1）制定和本國相適應的標準。目前，IEC/TC 88 是依托德國、丹麥和英國等地處歐洲北海區域國家經驗而建立、建立過程沒有將區域因素，包括水域結冰、地震問題、風暴問題全面考慮，所以還有待完善。和歐洲水域相互對比，我國水域在地震發生概率及地震嚴重程度方面更為嚴峻。與此同時，我國大部分沿海地區，由于受到大型河流沖刷影響，使得海底存在大量沉積物，致使土壤發生液化情況，所以，我國在風電標準制定過程當中，需要因地制宜，從實際出發，既要吸納國際標準，又要從我國電網條件、氣候條件多方面綜合考量，結合氣溫、沙塵和臺風多種因素，對于風電認證標準合理制定。

（2）以標準化加速行業創新發展。認證標準化不但屬于記錄行業技術發展的載體，也是行業技術傳播的重要支撐，通過認證體系標準化建設可創造環境，為技術創新提供沃土。例如：IEC 以風力發電機性能作為認證標準，以此為基礎，制定認證規范，其中對運行環境和操作條件作出規定，未限定對應技術參數。借助該認證標準，渦輪設計者、開發者都可以展開技術創新。因此，我國此領域認證標準化探索階段，應該考慮認證標準可否激勵行業人員的技術創新，加速研制流程的合理建構，吸引諸多利益方參與其中，使認證標準能夠貫穿行業創新的生態系統之內。

（3）推動認證制度進一步地完善。在海上風電行業標準系統當中，既包括產品檢測，又包括產品認證，而認證還可細化為設計、形式、項目等。歐洲的海上風電認證體系，對于風電設備檢測方面的認證高度重視，并將此作為質保重點環節，通過對照標準、計量測試和時間認證，組建質保體系。比如：德國和丹麥水始終以風電設備強制認證當作認證重點；而英國雖然未將此項內容歸于強制認證體系內容，但是風電場開發過程，無論是開發商還是業主，都將其視為技術風險，因而在投資階段會對此內容明確要求，加以認證。考慮到我國的海上風電設備檢測的認證體系尚未完善雖然也制定了認證模式，涵蓋設計評估、試驗檢測、工廠審核、制造質檢、出廠質檢、單獨質檢多方面要求，并且存在CCS、CGC 等機構認證，受發改委、世行項目辦等機構授權完成檢測認證工作。但是，未來還需要將上述機構的功能充分發揮，并與風電設備的制造商、運營商充分結合，建立完善的認證體系，從風電設備的技術開發，到技術的測試與認證，再到設備的生產和制造，最終的設備使用反饋，都需要制定完善的認證制度，為我國海上風電產業的良性發展提供支持。

（4）多部門協作推動標準化。海上風電認證標準是根據陸上風電、海上油氣等標準綜合制定，因此，其中涉及多方合作。德國在該領域上對標準化工作責任有所明確，并制定認證標準，我國也需及時統一該方面認證內容，避免標準出現重復問題。所以，我國在該領域認證標準制定方面，需要協調多方利益，讓各部門之間職責明確，任務統一，保證認證標準的可執行性。

（5）強化安全標準化認證制定。國際海上風電認證標準制定過程，無論是標準的安全性，還是其健康性都受到高度重視，與此同時，標準化制定關乎碼頭建設、安裝船、自動化生產多個領域。英國在該領域的發展處于先驅地位，其開發海上風電項目環節，能夠借鑒本國天然氣、石油領域認證標準方面的經驗，凸顯出標準的安全性與健康性特色。雖然海上風電認證標準難以對其他標準進行直接利用，但是英國在海上油氣開發經驗對于其在風電開發的早期作出貢獻不可忽視。因此，我國也需要關注其他國家在此領域技術發展情況，和國內油氣開發商展開協同合作，共享經驗，共同制定培訓標準，特別是安全和健康領域標準，保證現場人員工作安全。

（6）參與國際風電認證標準制定。從歐洲國家海上風電認證標準制定角度分析，英國、丹麥和德國對于國際海上風電標準制定方面參與積極性高漲。在IEC 國標制定方面，丹麥參與其中，且IEC TC88 的秘書處也設置在丹麥；德國認證標準委員會的成員也參與IEC 制定過程當中；英國主張由英格蘭主導國家參與國際海上風電的認證標準相關研究。當前，深海浮動海上風電屬于該領域研究重點，我國已經啟動了相關項目的示范研究，考慮本國具體情況，需要行業人員積極參與，通過國際合作，和國際標準相互對接，推動中國標準走向世界，在海上風電國際認證體系制定方面話語權不斷增強，推動全球范圍海上風電項目發展。

（7）健全海上風電認證體系。因為當前我國大多數風電標準制定對于陸上風電，海上風電同時適用，但是海上風電的運維過程極為復雜，所以，還需要針對及建設標準化認證體系。與此同時，海上風電場環境方面影響因素相對較多，所以，對于海上項目的評估和論證還需要將風電場、海況等條件考慮其中、必要時對于此類項目采取強制認證措施。除此之外，國內相關機構雖然對于海上風電的并網檢測能力已經具備，也投入了多項測試。但是對于并網性能方面評估，還缺乏統一致的認證標準，使得并網認證沒有納入認證體系，所以后續還需要針對此方面的認證體系的建設做出努力，提高并網檢測的科學性。

5 結束語

綜上分析，海上風電的機組容量不斷擴增，電場規模也日益擴大，為了建立完善的風電檢測、認證標準，維護電力系統安全運行。通過上文梳理我國認證標準、實施現狀并總結問題，還需從本國實際情況出發，制定認證標準，完善認證制度，經多部門協調，突出安全標準認證內容，積極參與到國際標準制定過程當中，健全海上風電認證體系，突出并網檢測領域內容，促進我國海上風電產業的良性發展。