2023風(fēng)力發(fā)電機組主控制系統(tǒng)軟件功能技術(shù)規(guī)范

風(fēng)力發(fā)電機組主控制系統(tǒng)軟件功能技術(shù)規(guī)范II目 次前言 II范圍 1規(guī)性用件 1術(shù)和義 13.113.21主制統(tǒng)件能 2能成 2據(jù)集處理 2據(jù)算 3護安全 4行制 5據(jù)報記錄 7控統(tǒng)訊 8主制統(tǒng)件試求 9本定 9試節(jié) 9試型 9試例 10試容 11附錄A資性錄）主控系軟功組示意圖 13附錄B資性錄）停機況要數(shù) 14附錄C規(guī)性錄）各子統(tǒng)障測保、運控功能 15附錄D資性錄）主控系軟狀轉(zhuǎn)換 19附錄E資性錄）數(shù)據(jù)表錄 20PAGEPAGE10風(fēng)力發(fā)電機組主控制系統(tǒng)軟件功能技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了水平軸并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組主控制系統(tǒng)軟件的功能及測試要求。本文件適用于水平軸并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組主控制系統(tǒng)軟件，作為軟件功能設(shè)計、開發(fā)、測試的依據(jù)。（GB/T2900.53-2001電工術(shù)語風(fēng)力發(fā)電機組GB/T15532-2008 GB/T15969.4-2007可編程序控制器第4部分：用戶導(dǎo)則GB/T18451.1-2022風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)計要求GB/T19963.1-2021風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定第1部分：陸上風(fēng)電GB/Z35482-2017風(fēng)力發(fā)電機組時間可利用率GB/Z35483-2017風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電量可利用率GB/T36994-2018風(fēng)力發(fā)電機組電網(wǎng)適應(yīng)性測試規(guī)程NB/T10312-2019風(fēng)力發(fā)電機組主控系統(tǒng)測試規(guī)程NB/T10660-2021風(fēng)力發(fā)電機組工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)NB/T31017-2018風(fēng)力發(fā)電機組主控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范NB/T31043-2019海上風(fēng)力發(fā)電機組主控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范GB/T18451.1-2022、GBT2900.53-2001、GBT15532-2008、GB/T15969.4-2007、NB/T31017-2018確定的以及下列術(shù)語和定義適用于本標準。3.1軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期basicexecutioncycleofsoftware主控制系統(tǒng)軟件中關(guān)鍵控制流程及變速變槳控制策略執(zhí)行的循環(huán)周期。3.2最值maximumorminimumvalue實時數(shù)據(jù)在一定時間周期內(nèi)的最大值和最小值。主控制系統(tǒng)軟件主要包含數(shù)據(jù)采集及處理、數(shù)據(jù)計算、保護與安全、運行控制、數(shù)據(jù)及報表存儲、監(jiān)控系統(tǒng)通訊的功能。功能示意圖見附錄A.1。概述NB/T31017-20184.3.131043-20194.4.14.2.2～4.2.3主控制系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)采集至少包括表1中內(nèi)容。表1主要數(shù)據(jù)采集表采集對象顯示分辨率(優(yōu)于)采集周期（不慢于）風(fēng)輪轉(zhuǎn)速0.01r/min軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期發(fā)電機轉(zhuǎn)速0.01r/min(低速機組)0.1r/min(中高速機組)軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期發(fā)電機扭矩0.1%額定扭矩軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期機艙加速度0.001m/s2軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期機艙位移0.1mm軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期有功功率1kW1秒無功功率1kVar1秒電網(wǎng)電壓0.1V1秒電網(wǎng)頻率0.1Hz1秒發(fā)電機繞組溫度1℃1秒發(fā)電機軸承溫度1℃1秒環(huán)境溫度1℃1秒環(huán)境濕度1%1秒風(fēng)速0.1m/s軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期風(fēng)向0.1°軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期扭纜角度1°軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期對風(fēng)偏差角度0.1°1秒槳距角0.1o軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期變槳速度0.1o/s軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期表1主要數(shù)據(jù)采集表（續(xù)）采集對象顯示分辨率(優(yōu)于)采集周期（不慢于）控制柜溫度1℃1秒機艙溫度1℃1秒液壓油壓力10kPa1秒冷卻液壓力10kPa1秒齒輪箱潤滑油壓力10kPa1秒安全鏈觸點狀態(tài)/軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期電機狀態(tài)/軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期加熱器狀態(tài)/軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期控制按鈕狀態(tài)/軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期宜對參與控制并有平均化需求的變量進行較短時間內(nèi)（如1s、3s）的平均計算。平均計算方法宜采用移動算術(shù)平均等方法。宜對相關(guān)量進行一定周期內(nèi)（如10min）的平均、最值計算，平均值應(yīng)是一個周期內(nèi)采用相關(guān)算法計算的平均值，最值應(yīng)是一個周期內(nèi)的極值。主控制系統(tǒng)軟件應(yīng)至少具備風(fēng)電機組全生命周期凈上網(wǎng)電量的統(tǒng)計功能，統(tǒng)計精度應(yīng)優(yōu)于1kWh。宜具備機組可利用率數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，該功能應(yīng)遵照GB/Z35482-2017標準、GB/Z35483-2017標準，對相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行計算，以保證可利用率的統(tǒng)計。應(yīng)連續(xù)不間斷的進行統(tǒng)計數(shù)據(jù)的計算（除主控制器斷電，不具備運算能力時），統(tǒng)計數(shù)據(jù)應(yīng)保證當(dāng)主控制器重新上電啟動后，所有數(shù)據(jù)恢復(fù)到掉電時刻。CPUa）（b）B.1g）能夠根據(jù)故障屬性確定復(fù)位等級及啟機等級；（復(fù)位（）））（轉(zhuǎn)速主控制系統(tǒng)應(yīng)具備NB/T10319-2019中6.2所規(guī)定轉(zhuǎn)速監(jiān)測及保護要求。振動主控制系統(tǒng)應(yīng)具備NB/T10319-2019中6.3所規(guī)定振動監(jiān)測及保護要求。功率主控制系統(tǒng)應(yīng)具備NB/T10319-2019中6.4所規(guī)定功率監(jiān)測及保護要求。凈空抗渦激抗臺風(fēng)）其他系統(tǒng)及設(shè)備的監(jiān)測功能可見表C.1。風(fēng)機狀態(tài)應(yīng)包括但不限于以下幾種：初始化、待機、啟機、發(fā)電運行、停機和檢修等?；緺顟B(tài)間的轉(zhuǎn)換應(yīng)滿足以下要求：NB/T31017-20184.3.4D.1。整機的復(fù)位控制宜包含上電自復(fù)位、就地手動復(fù)位、遠程手動復(fù)位、自復(fù)位功能；復(fù)位控制宜具備復(fù)位等級設(shè)計；24海上風(fēng)電機組安全系統(tǒng)復(fù)位功能應(yīng)符合NB/T31043-2019中的4.4.4.5.4、4.4.4.5.7條要求。啟停機控制應(yīng)包含自動停機控制、自動啟機控制、手動停機控制、手動啟機控制；啟停機控制宜具備啟停機等級設(shè)計；原則上相同或高于停機操作等級的啟機等級才被執(zhí)行；具體各個停機工況主要參數(shù)描述概要可參見附錄B。NB/T31017-20185.3.3.11功率控制功能應(yīng)符合NB/T31017-2018中的5.3.3.7、5.3.3.8、5.3.3.14、5.3.3.15條；應(yīng)具備與風(fēng)電場能量控制系統(tǒng)的通訊接口，在功能激活/允許的條件下，響應(yīng)來自遠程的功率給定變量值。GB/T36994-2018中6.2.26.2.3變流系統(tǒng)數(shù)據(jù)解析程序的執(zhí)行周期應(yīng)為軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期（建議不大于20ms）；與變流系統(tǒng)的通訊接口變量應(yīng)至少包括表2中的內(nèi)容。表2主控制系統(tǒng)與變流系統(tǒng)的通訊接口要求變量方向變量描述要求主控制系統(tǒng)→變流系統(tǒng)控制字應(yīng)至少包括網(wǎng)側(cè)開關(guān)合閘命令、機側(cè)開關(guān)合閘命令、功率器件工作命令、心跳信號功率或扭矩需求給定值數(shù)據(jù)項顯示精度1kW或1Nm或標幺值無功功率給定值數(shù)據(jù)項顯示精度1kVar變流系統(tǒng)→主控制系統(tǒng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速發(fā)電機輸出功率或電磁扭矩數(shù)據(jù)項顯示精度1kW或1Nm或標幺值變流狀態(tài)字應(yīng)至少包括網(wǎng)側(cè)開關(guān)狀態(tài)、機側(cè)開關(guān)心跳反饋變流系統(tǒng)故障字變流系統(tǒng)溫度如IGBT溫度、控制器溫度等，數(shù)據(jù)項顯示精度±1℃變流系統(tǒng)控制功能可見表C.1。變槳系統(tǒng)數(shù)據(jù)解析程序的執(zhí)行周期應(yīng)為軟件基礎(chǔ)執(zhí)行周期（建議不大于20ms）；與變槳系統(tǒng)的通訊接口變量應(yīng)至少包括表3中的內(nèi)容。表3主控制系統(tǒng)與變槳系統(tǒng)的通訊接口要求變量方向變量描述要求主控制系統(tǒng)→變槳系統(tǒng)給定槳葉位置和（或）給定速度數(shù)據(jù)項顯示精度為0.1o或0.1o/s控制字如急停、復(fù)位、電機抱閘等變槳系統(tǒng)→主控制系統(tǒng)當(dāng)前槳葉實際角度值數(shù)據(jù)項顯示精度為0.1o變槳系統(tǒng)備用電源電壓監(jiān)測值溫度監(jiān)測值狀態(tài)字變槳系統(tǒng)故障字核心部件監(jiān)測值如充電器、驅(qū)動器等變槳系統(tǒng)控制功能可見表C.1。偏航系統(tǒng)控制功能應(yīng)符合NB/T31017-2018規(guī)范中的5.3.3.9條，其它相關(guān)控制功能見表C.1。其它相關(guān)控制功能及其他設(shè)備或系統(tǒng)的控制功能見表C.1。數(shù)據(jù)、報表記錄程序用于記錄風(fēng)電機組主要的運行數(shù)據(jù)，宜包含故障數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)。（（）3030305周期，其他時刻的數(shù)據(jù)采集周期應(yīng)不大于1秒。追憶數(shù)據(jù)必須是連續(xù)的和完整的，并能清晰的分辨觸發(fā)時刻、觸發(fā)前和觸發(fā)后的數(shù)據(jù)。E.1均值及最值數(shù)據(jù)是記錄風(fēng)電機組運行期間每一定時間段內(nèi)（一般建議10min）的最大、最小和平均數(shù)據(jù)，作為風(fēng)電機組各類統(tǒng)計報表及功率曲線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。均值及最值數(shù)據(jù)宜每10min存儲一條記錄，每條記錄應(yīng)具備時間戳，且數(shù)據(jù)應(yīng)便于檢索。均值及最值數(shù)據(jù)記錄的信息宜包含表E.1中的內(nèi)容。運行數(shù)據(jù)記錄的動作信息應(yīng)至少包含表E.1中的內(nèi)容。NB/T10660-2021中4.1.2主控制系統(tǒng)軟件應(yīng)具備與風(fēng)電場其他系統(tǒng)通訊的接口能力，其通訊協(xié)議應(yīng)依據(jù)NB/T10660-2021標準中的4.1.2條。NB/T10660-20214.1.34.4軟件測試的基本規(guī)定依據(jù)NB/T10312-2019第4章中要求執(zhí)行。/（總則功能測試是對軟件需求或其等效文檔中的功能需求逐項進行的測試，以驗證其功能是否滿足要求。功能測試一般按照功能情況選擇以下測試內(nèi)容：adad（CPU）；e/d)測試系統(tǒng)特性(如數(shù)據(jù)特性、錯誤特性、速度特性)對軟件功能、性能特性的影響。軟件的輸入域或輸出域的邊界或端點的測試，例如：對于角度范圍0-360狀態(tài)轉(zhuǎn)換的邊界或端點的測試，例如：對于由條件觸發(fā)引發(fā)狀態(tài)裝換的場景，開展從狀態(tài)AB測試用例的設(shè)計應(yīng)符合以下原則：GB/T15532-2008附錄A.2數(shù)據(jù)采集及處理測試應(yīng)依據(jù)NB/T10312-2019中5.2條開展。數(shù)據(jù)計算測試要求如下：保護與安全測試要求如下：涉及自啟動（復(fù)位）次數(shù)限制的功能，需開展常規(guī)自啟動（復(fù)位）次數(shù)測試、自啟動（復(fù)位復(fù)位NB/T10312-2019中5.3運行控制測試要求如下：D.1中設(shè)計要求實現(xiàn)狀態(tài)切換，同時對無法滿足切換條件、無法越級切換（如：待機狀態(tài)無法直接切換至發(fā)電運行狀態(tài)）NB/T10312-20195.7條、5.8NB/T10312-20195.4NB/T10312-20195.95.105.11NB/T10312-20195.195.20NB/T10312-20195.12NB/T10312-20195.13NB/T10312-20195.15NB/T10312-20195.16數(shù)據(jù)、報表記錄測試要求如下：監(jiān)控系統(tǒng)通訊測試依據(jù)NB/T10312-20195.5條開展。附錄A（資料性附錄）主控制系統(tǒng)軟件功能組成示意圖硬件信號監(jiān)控系統(tǒng)輸入運行控制硬件信號監(jiān)控系統(tǒng)輸入運行控制保護與安全輸入數(shù)據(jù)解析處理數(shù)據(jù)計算監(jiān)控系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)記錄存儲硬件信號硬件信號輸出數(shù)據(jù)解析處理圖A.1主控制系統(tǒng)軟件功能示意圖輸出數(shù)據(jù)解析處理附錄B（）停機工況主要參數(shù)描述見表B.1表B.1停機工況主要參數(shù)描述編號停機模式故障名稱故障觸發(fā)條件停機過程包含要素1NA過速發(fā)電機轉(zhuǎn)速≥NAA．收槳速率2非脫網(wǎng)緊急停機PA超發(fā)功率≥PAB．脫網(wǎng)轉(zhuǎn)速值C．脫網(wǎng)前功率給定模式3扭纜4其他安全系統(tǒng)故障D．機械剎車是否投入5脫網(wǎng)緊急停機急停按鈕收槳速率機械剎車是否投入6控制系統(tǒng)急停7電網(wǎng)故障8變流系統(tǒng)故障9偏航故障10環(huán)境溫度A．收槳速率11正常停機小風(fēng)停機B．脫網(wǎng)轉(zhuǎn)速值12大風(fēng)切出Vwnd_3s>VAVwnd_10m>VoutC．脫網(wǎng)前功率給定模式D．機械剎車是否投入13其他正常停機故障14N4過速發(fā)電機轉(zhuǎn)速≥N415功率故障A．收槳速率16其他停機發(fā)電機過溫B．脫網(wǎng)轉(zhuǎn)速值17（快速停機）電網(wǎng)故障C．脫網(wǎng)前功率給定模式18通訊故障D．機械剎車是否投入19其他停機故障PAGEPAGE15各子系統(tǒng)故障監(jiān)測及保護、運行控制描述見表C.1。

附錄C（規(guī)范性附錄）各子系統(tǒng)故障監(jiān)測及保護、運行控制功能表C.1各子系統(tǒng)故障監(jiān)測及保護、運行控制功能描述序號軟件功能子系統(tǒng)故障監(jiān)測及保護功能運行控制功能1變流系統(tǒng)應(yīng)具備通訊監(jiān)測功能；應(yīng)具備變流系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測功能，包含但不限于預(yù)充電、主開關(guān)狀態(tài)、調(diào)制狀態(tài)、變流器內(nèi)部安全鏈；LVRTHVRT變流器安全鏈斷開故障應(yīng)執(zhí)行手動復(fù)位；對變流系統(tǒng)功率跟隨能力應(yīng)進行監(jiān)測。具備變流系統(tǒng)啟動和停止的控制功能；具備變流系統(tǒng)狀態(tài)自動和手動復(fù)位的功能；與變流系統(tǒng)配合，應(yīng)具備LVRT、HVRT穿越功能，應(yīng)按NB/T31017-20184.3.44.5.52變槳系統(tǒng)應(yīng)具備通訊監(jiān)測功能；應(yīng)具備三只槳葉獨立的位置監(jiān)測功能；非獨立變槳系統(tǒng)，應(yīng)具備三只槳葉之間的同步監(jiān)測功能；應(yīng)具備變槳系統(tǒng)供電回路、驅(qū)動設(shè)備的監(jiān)測功能；變槳系統(tǒng)安全鏈斷開故障應(yīng)執(zhí)行手動復(fù)位。功能；具備三只槳葉在安全范圍內(nèi)的單獨和同步的手動控制功能；具備變槳系統(tǒng)啟動和停止的控制及復(fù)位功能；具備變槳系統(tǒng)急停命令功能；根據(jù)載荷要求具備分段變速率收槳功能；變槳軸承潤滑加脂量應(yīng)滿足變槳軸承正常運行要求；4.5.5表C.1各子系統(tǒng)故障監(jiān)測及保護、運行控制功能描述(續(xù))序號軟件功能子系統(tǒng)故障監(jiān)測及保護功能運行控制功能3偏航系統(tǒng)應(yīng)具備偏航位置的監(jiān)測功能，避免電纜扭曲度超限；具備偏航方向的監(jiān)測功能，當(dāng)驅(qū)動方向和實際執(zhí)行方向不符時，應(yīng)執(zhí)行相應(yīng)保護動作；具備偏航驅(qū)動回路設(shè)備的監(jiān)測功能。當(dāng)偏航驅(qū)動回路發(fā)生故障后，應(yīng)由具備偏航系統(tǒng)維護資質(zhì)的人員檢查設(shè)備確定安全后，才能執(zhí)行就地手動啟機命令。偏航操作宜具備偏航優(yōu)先級設(shè)計；時，禁止一切偏航動作發(fā)生。偏航軸承潤滑加脂量應(yīng)滿足偏航齒盤正常運行要求；NB/T31017-20184.3.4條要求；NB/T31017-20184.3.4條要求。4液壓系統(tǒng)應(yīng)具備液壓系統(tǒng)壓力異常的監(jiān)測功能；應(yīng)具體液壓泵、電磁閥等器件工作狀態(tài)的監(jiān)測功能；葉輪鎖定等。當(dāng)剎車動力源的液壓系統(tǒng)發(fā)生故障后，必須由具備液壓系統(tǒng)維護資質(zhì)的人員檢查設(shè)備確定安全后，才能執(zhí)行就地手動啟機命令。下的自動液壓控制。機組振動。5溫控系統(tǒng)情況；若采用液體溫控方式，宜具備液體流量監(jiān)測功能，防止出現(xiàn)缺少液體、液體不循環(huán)造成的風(fēng)險；同時宜具備溫度監(jiān)測功能；應(yīng)具備變流系統(tǒng)(及發(fā)電機)溫控功能，通過加熱、除濕和冷卻（及發(fā)電機應(yīng)具備柜體冷卻功能，保證柜內(nèi)設(shè)備的正常運行；全速/半速運行功能。6環(huán)控系統(tǒng)應(yīng)具備風(fēng)機內(nèi)部如塔筒、機艙等環(huán)境溫度、濕度監(jiān)測功能，并進行環(huán)控系統(tǒng)功能合理性判定； 的溫度、濕度范圍內(nèi)；表C.1各子系統(tǒng)故障監(jiān)測及保護、運行控制功能描述(續(xù))序號軟件功能子系統(tǒng)故障監(jiān)測及保護功能運行控制功能7發(fā)電機系統(tǒng)宜具備發(fā)電機繞組溫度之間的比較功能；宜具備發(fā)電機溫度與環(huán)境溫度、風(fēng)電機組功率匹配關(guān)系監(jiān)測功能；8機械系統(tǒng)應(yīng)具備整機振動和沖擊監(jiān)測功能；宜具備偏航軸承、發(fā)電機軸承、變槳軸承等設(shè)備的監(jiān)測功能，包括不限于振動、溫度等；（例如測量周期在秒級（例如測量周期在分鐘級）功能，該部件的振動限值應(yīng)不超過部件載荷設(shè)計邊界；9傳動鏈系統(tǒng)應(yīng)具備齒輪箱振動、潤滑油溫度、潤滑油壓力、潤滑油雜質(zhì)含量的監(jiān)測功能（適用配置齒輪箱機組；（液體冷卻的監(jiān)測。雜質(zhì)過濾功能（適用配置齒輪箱機組；應(yīng)具備發(fā)電機繞組冷卻功能，保證發(fā)電機運行在允許的溫度范圍內(nèi)。10通訊系統(tǒng)應(yīng)依據(jù)NB∕T31017-20185.3.3.20應(yīng)具備對各個子系統(tǒng)通訊狀態(tài)的監(jiān)測功能；應(yīng)具備對所有信號采集模塊工作狀態(tài)、信號可靠性的功能監(jiān)測；NB/T10660-20214.1.2表C.1各子系統(tǒng)故障監(jiān)測及保護、運行控制功能描述(續(xù))序號軟件功能子系統(tǒng)故障監(jiān)測及保護功能運行控制功能11安全鏈系統(tǒng)緊急停機按鈕、變槳安全鏈節(jié)點，發(fā)生安全鏈節(jié)點觸發(fā)的情況下，應(yīng)執(zhí)行緊急停機；應(yīng)具備控制系統(tǒng)急停功能，即當(dāng)監(jiān)測到主控制系統(tǒng)軟件停機命令沒有得到執(zhí)行（如要求的變槳未執(zhí)行）PLC鏈觸發(fā)機組停機；4.4.212氣象系統(tǒng)Vout期風(fēng)速（10s）VA；應(yīng)具備低于切入風(fēng)速監(jiān)測功能，當(dāng)一定時間內(nèi)空轉(zhuǎn)無法進入發(fā)電狀態(tài)時，應(yīng)自動執(zhí)行停機；應(yīng)具備風(fēng)向突變的監(jiān)測功能，當(dāng)風(fēng)向轉(zhuǎn)變過快導(dǎo)致對風(fēng)角度大于切出偏航誤差角時應(yīng)自動執(zhí)行停機；具備環(huán)境溫度高、低的監(jiān)測功能；宜具備因環(huán)境條件導(dǎo)致的運行狀態(tài)異常監(jiān)測功能，包括但不限于結(jié)冰、污染等原因；因結(jié)冰監(jiān)測停機后，必須在確保轉(zhuǎn)子、葉片沒有結(jié)冰時才能啟動風(fēng)電機組。13電網(wǎng)系統(tǒng)GB/T19963.1-20218、9、10、11章中對電壓、頻率的要求。14其他設(shè)