GB∕T 25386.2-2021 風(fēng)力發(fā)電機組 控制系統(tǒng) 第2部分：試驗方法(正式版)

ICS27.180代替GB/T25386.2—2010風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會GB/T25386.2—2021 I 3試驗環(huán)境 2 35試驗方法 36試驗報告 附錄A(資料性附錄)試驗方案推薦 附錄B(資料性附錄)測量設(shè)備要求 附錄C(資料性附錄)試驗報告格式和內(nèi)容 IGB/T25386.2—2021——第2部分：試驗方法。本部分為GB/T25386的第2部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分代替GB/T25386.2—2010《風(fēng)力發(fā)電機組變速恒頻控制系統(tǒng)第2部分：試驗方法》,與GB/T25386.2—2010相——修改了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，刪除了適用電氣變槳距系統(tǒng)內(nèi)容(見第1章，2010年版的第1章);——增加了仿真試驗平臺描述(見3.2);——刪除了地面聯(lián)機試驗平臺(見2010年版的3.1);——修改了試驗準(zhǔn)備部分(見第4章，2010年版的3.2);——增加了附錄A試驗方案推薦(見表A.1)。本部分由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本部分由全國風(fēng)力機械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC50)歸口。本部分所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：1GB/T25386.2—2021風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)第2部分：試驗方法1范圍GB/T25386的本部分規(guī)定了風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的試驗條件和試驗方法。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文12h循環(huán))2423.1—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗A:低溫2423.2—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B:高溫2423.3環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab:恒定濕熱試驗2423.4—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Db交變濕熱(12h+2423.5環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Ea2423.16—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗J及導(dǎo)則：長霉2423.18—2012環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Kb:鹽霧，交變(氯化鈉溶液)4208—2017外殼防護等級(IP代碼)7251.1低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分：總則10233—2016低壓成套開關(guān)設(shè)備和電控設(shè)備基本試驗方法17626.2電磁兼容試驗和測量技術(shù)17626.3電磁兼容試驗和測量技術(shù)17626.4電磁兼容試驗和測量技術(shù)17626.5電磁兼容試驗和測量技術(shù)17626.6電磁兼容試驗和測量技術(shù)17626.12電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗射頻電磁場輻射抗擾度試驗電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗浪涌(沖擊)抗擾度試驗射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度振鈴波抗擾度試驗18451.1—2012風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)計要求20320—2013風(fēng)力發(fā)電機組電能質(zhì)量測量和評估方法20626.1特殊環(huán)境條件高原電工電子產(chǎn)品第1部分：通用技術(shù)要求25386.1—2021風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)第1部分：技術(shù)條件36237風(fēng)力發(fā)電機組電氣仿真模型GB/T36995—2018風(fēng)力發(fā)電機組故障電壓穿越能力測試規(guī)程GB50054低壓配電設(shè)計規(guī)范NB/T31053—2014風(fēng)電機組低電壓穿越建模及驗證方法NB/T33011—2014分布式電源接入電網(wǎng)測試技術(shù)規(guī)范2GB/T25386.2—20213試驗環(huán)境3.1試驗概述機組控制系統(tǒng)試驗可分為可靠性試驗和功能性試驗，可靠性試驗通過試驗測定和驗證被試對象的產(chǎn)品的可靠性，采用專用的試驗設(shè)備進行；功能性試驗考核被試對象的各功能，可采用地面仿真試驗或現(xiàn)場試驗的方案。各試驗項目推薦采用的試驗方案可參見附錄A。3.2地面仿真試驗?zāi)M機組各類零部件的行為和傳感器信號，對控制系統(tǒng)的邏輯控制功能和信號模擬輸出進行測試，用于驗證控制系統(tǒng)算法和控制邏輯?？刂葡到y(tǒng)地面仿真試驗平臺可由機組仿真試驗系統(tǒng)、被測機組主控制系統(tǒng)、風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)等組成。圖1為仿真試驗平臺結(jié)構(gòu)示意圖。風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)O-輸出信息輸入信息變槳距系統(tǒng)交流器主控系統(tǒng)仿真試驗系圖1仿真試驗平臺結(jié)構(gòu)示意圖仿真試驗平臺的運行條件和主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足：a)在試驗過程中，由仿真試驗系統(tǒng)產(chǎn)生各種測試需要的激勵量，并在仿真試驗系統(tǒng)中創(chuàng)建風(fēng)輪、系列試驗。b)試驗平臺的構(gòu)建過程中，可以根據(jù)試驗?zāi)康?，對上述部件全部采用仿真模型或者部分采用仿真模型結(jié)合實物的方法，對控制系統(tǒng)的性能進行測試。仿真模型應(yīng)采用在風(fēng)電整機設(shè)計認(rèn)證過程中被廣泛采納的軟件和模型規(guī)范，其動態(tài)表現(xiàn)和對應(yīng)的實物具有高度的一致性，仿真模型的結(jié)構(gòu)和要求可按照GB/T36237,其一致性可由NB/T31053確定。c)仿真試驗平臺運行中控制系統(tǒng)的執(zhí)行周期應(yīng)與實際現(xiàn)場運行時控制系統(tǒng)執(zhí)行周期相同。部件采用仿真模型時，其計算周期與通信周期應(yīng)固定，并且上述周期之和應(yīng)小于控制系統(tǒng)執(zhí)行周期的1/2。3.3現(xiàn)場試驗機組安裝于實際運行環(huán)境，機組符合運行條件的狀態(tài)下，進行機組控制系統(tǒng)功能的現(xiàn)場測試。3GB/T25386.2—20214試驗準(zhǔn)備4.3參與試驗的仿真模型，其功能和動態(tài)性能符合模擬對象的實際情況，計算周期和通信周期符合仿5試驗方法檢查控制系統(tǒng)的電氣設(shè)計和工藝是否符合GB/T50054、GB7251.1和GB/T20626.1的要求，并符合GB/T18451.1—2012第10章的規(guī)定。5.2設(shè)備安全保護電路有效性試驗應(yīng)按照GB/T10233—2016中4.4規(guī)定的方法進行。防護等級試驗應(yīng)按照GB/T4208—2017中第13章、第14章規(guī)定的方法進行。介電性能的試驗應(yīng)按照GB/T10233—2016中4.5規(guī)定的方法進行。絕緣電阻的測量應(yīng)按照GB/T10233—2016中4.6規(guī)定的方法進行。振鈴波抗擾度試驗應(yīng)按照GB/T17626.12規(guī)定的方法進行。靜電放電抗擾度試驗應(yīng)按照GB/T17626.2規(guī)定的方法進行。輻射電磁場抗擾度試驗應(yīng)按照GB/T17626.3規(guī)定的方法進行。電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗應(yīng)按照GB/T17626.4規(guī)定的方法進行。4GB/T25386.2—2021浪涌抗擾度試驗應(yīng)按照GB/T17626.5規(guī)定的方法進行。5.4.6射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗應(yīng)按照GB/T17626.6規(guī)定的方法進行。5.5機械性能試驗5.5.1振動試驗(正弦)按照GB/T25386.1—2021中4.7.1.1規(guī)定的頻率范圍和振幅以每分鐘一個倍頻程的速率進行掃頻，檢測每一軸向的共振頻率，在每一危險頻率點，按照GB/T25368.1—2021中4.7.1.2規(guī)定的頻率范圍和振幅進行耐振試驗，通過掃頻試驗確定控制柜的結(jié)構(gòu)頻率。5.5.2沖擊試驗沖擊耐受試驗應(yīng)按照GB/T2423.5中規(guī)定的方法進行，試驗對象包括機艙控制柜及其支撐件。5.6低溫性能試驗低溫運行試驗應(yīng)按照GB/T2423.1—2008規(guī)定的試驗Ad進行。在試驗溫度為工作溫度下限且穩(wěn)定后，控制系統(tǒng)通電啟動運行(產(chǎn)品通電到啟動運行時間不超過2h),持續(xù)運行時間為2h。在低溫通電運行期間，應(yīng)對控制系統(tǒng)內(nèi)輸入輸出信號進行測試。試驗持續(xù)期結(jié)束時，先將控制系統(tǒng)斷電，然后將試驗箱溫度緩慢升至試驗標(biāo)準(zhǔn)條件的溫度偏差范圍內(nèi)，試驗箱內(nèi)的溫度變化應(yīng)不超過1k/min(不超過5min的平均值)。試驗后，控制系統(tǒng)通電啟動運行，檢查控制系統(tǒng)輸入輸出功能是否正常。5.7高溫性能試驗高溫運行試驗應(yīng)按照GB/T2423.2—2008規(guī)定的試驗Bd進行。在試驗溫度為工作溫度上限且穩(wěn)定后，控制系統(tǒng)通電啟動運行，持續(xù)運行時間為2h。在高溫通電運行期間，應(yīng)對控制系統(tǒng)內(nèi)輸入輸出信號進行測試。試驗持續(xù)期結(jié)束時，先將被測系統(tǒng)斷電，然后將試驗箱溫度慢慢降至試驗標(biāo)準(zhǔn)條件的溫度偏差范圍內(nèi)，試驗箱內(nèi)的溫度變化應(yīng)不超過1k/min(不超過5min的平均值)。試驗后應(yīng)檢查控制系統(tǒng)輸入輸出功能是否正常。5.8濕熱性能試驗5.8.1恒定濕熱試驗恒定濕熱試驗應(yīng)按照GB/T2423.3規(guī)定的試驗方法進行?？刂葡到y(tǒng)無包裝、不通電置于試驗箱內(nèi)，在試驗箱溫度(40±2)℃、相對濕度(93±3)%的條件下，持續(xù)時間48h?；謴?fù)時應(yīng)在0.5h內(nèi)將相對濕度降到73%～77%,然后在0.5h內(nèi)將溫度調(diào)節(jié)到試驗室溫度。試驗后測試絕緣電阻應(yīng)不小于0.5MQ,介電性能應(yīng)滿足GB/T25386.1—2021中4.6.2規(guī)定的要求。5.8.2交變濕熱試驗交變濕熱試驗應(yīng)按照GB/T2423.4—2008規(guī)定的試驗方法1進行。控制系統(tǒng)無包裝、不通電置于試驗箱內(nèi)，試驗箱溫度在(25±3)℃和(55±2)℃之間循環(huán)變化，循環(huán)次數(shù)2次。試驗后測試絕緣電阻應(yīng)不小于0.5MQ,介電性能應(yīng)滿足GB/T25386.1—2021中4.6.2規(guī)定的要求，測量應(yīng)在恢復(fù)期結(jié)束后馬上進行，所有參數(shù)測量應(yīng)在恢復(fù)后0.5h內(nèi)完成。5GB/T25386.2—20215.9長霉試驗按照GB/T2423.16—2008中的試驗方法1進行，培養(yǎng)周期為28d。試驗樣品不包裝、不通電。試驗結(jié)果應(yīng)滿足GB/T25386.1—2021中4.11規(guī)定的要求。5.10鹽霧試驗按照GB/T2423.18—2012中的嚴(yán)酷等級2進行，其包括：3個噴霧周期，每個周期2h,每個噴霧周期后有一個為期20h～22h的濕熱貯存周期。試驗樣品不包裝、不通電。試驗結(jié)果滿足GB/T25386.1—2021中4.12規(guī)定的要求。5.11運行監(jiān)測功能試驗5.11.1數(shù)據(jù)采集與處理功能試驗在模擬關(guān)鍵信號變化時，通過監(jiān)控界面檢驗采集數(shù)據(jù)的正確性，以驗證控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與處理功能的正確性與可靠性。5.11.2基本監(jiān)測功能試驗通過監(jiān)控界面查看控制系統(tǒng)能否實時監(jiān)控機組運行狀態(tài)、外部環(huán)境與電網(wǎng)狀態(tài)等，通過模擬觸發(fā)機組相關(guān)故障，校驗控制系統(tǒng)保護是否滿足GB/T25386.1—2021中5.2.2.2的要求。5.11.3人機交互試驗在人機交互界面查看機組的當(dāng)前運行狀態(tài)、參數(shù)、用戶權(quán)限以及各個子系統(tǒng)狀態(tài)，瀏覽故障信息與修改參數(shù)等，檢驗是否滿足GB/T25386.1—2021中5.2.2.3的要求。模擬觸發(fā)機組事故或故障，通過監(jiān)控界面檢驗控制系統(tǒng)能否正確記錄對應(yīng)的信息。5.11.5數(shù)據(jù)連續(xù)記錄功能試驗?zāi)M觸發(fā)機組故障，通過監(jiān)控界面檢驗連續(xù)記錄數(shù)據(jù)是否滿足GB/T25386.1—2021中5.2.2.5的要求。5.11.6數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能試驗通過監(jiān)控界面檢驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)是否滿足GB/T25386.1—2021中5.2.2.6的要求。通過撥動控制柜維護開關(guān)，檢驗維護功能是否滿足GB/T25386.1—2021中5.2.2.7的要求。5.12變流器協(xié)調(diào)控制試驗在控制系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，通過監(jiān)控界面觀察變流器接收控制系統(tǒng)下發(fā)的開機、關(guān)機與轉(zhuǎn)矩需求給定值等指令，以及反饋給控制系統(tǒng)的發(fā)電機轉(zhuǎn)速與發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩等信息，校驗接口與功能是否正常，試驗結(jié)果應(yīng)能滿足GB/T25386.1—2021中5.2.3.1的要求。6GB/T25386.2—20215.13變槳距系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制試驗在控制系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，通過監(jiān)控界面觀察變槳距系統(tǒng)接收控制系統(tǒng)下發(fā)的葉片位置與控制結(jié)果應(yīng)能滿足GB/T25386.1—2021中5.2.3.2的要求。5.14啟動并網(wǎng)試驗照GB/T25386.1—2021中5.2.3.3中的啟動方式分別啟動機組，校驗控制系統(tǒng)能否自動協(xié)調(diào)控制變槳距系統(tǒng)與變流器完成機組的并網(wǎng)動作，并進入發(fā)電狀態(tài)，試驗結(jié)果應(yīng)能滿足GB/T25386.1—2021中5.15變速控制試驗通過數(shù)據(jù)記錄并分析風(fēng)速-功率曲線或轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線與最優(yōu)曲線是否一致。通過數(shù)據(jù)記錄并分析輸出功率是否能保持在額定功率±10%范圍內(nèi)。該部分應(yīng)采用現(xiàn)場試驗。0.1s,記錄時間滿足對應(yīng)技術(shù)規(guī)范要求，試驗結(jié)果應(yīng)能滿足GB/T25386.1—2021中5.2.3.5的要求。5.18偏航控制試驗分別操作左偏航和右偏航功能鍵執(zhí)行偏航動作對風(fēng)精度是否滿足要求。7GB/T25386.2—2021能鍵，機組應(yīng)只執(zhí)行機艙偏航操作。在自動偏航過程中分別操作機艙偏航功能鍵、塔基偏航功能鍵或遠(yuǎn)程偏航功能鍵，控制系統(tǒng)應(yīng)停止自動偏航動作，并執(zhí)行相應(yīng)手動偏航動作。5.19解纜控制試驗該部分可采用地面仿真試驗，也可以采用現(xiàn)場試驗。偏航無故障，且風(fēng)速大于偏航啟動要求的最低風(fēng)速時，通過手動偏航使得扭纜角度大于自動解纜角度后停止手動偏航，切換到自動偏航狀態(tài)，此時機組應(yīng)執(zhí)行自動解纜，分析解纜完成后扭纜角度是否符合機組設(shè)計要求。5.20海上機組控制試驗根據(jù)機組的設(shè)計說明，在機組發(fā)電運行狀態(tài)下，針對機組聲明具備冗余功能的模塊，人為觸發(fā)冗余功能，觀察機組表現(xiàn)是否符合設(shè)計說明、冗余功能是否能自動投入、是否報出冗余設(shè)備異常警告信息。5.20.2遠(yuǎn)程故障診斷測試根據(jù)機組的設(shè)計說明，在機組發(fā)電運行狀態(tài)下，人為制造有針對性的故障，通過遠(yuǎn)程系統(tǒng)觀測的數(shù)據(jù)是否能滿足精準(zhǔn)定位故障部位、確定機組故障狀態(tài)、確定復(fù)位可行性的要求。5.20.3遠(yuǎn)程控制功能和權(quán)限測試根據(jù)機組的設(shè)計說明，在機組發(fā)電運行狀態(tài)下，測試不同權(quán)限是否只能執(zhí)行對應(yīng)權(quán)限遠(yuǎn)程控制功能，測試各項遠(yuǎn)程控制功能響應(yīng)是否符合設(shè)計要求。5.20.4遠(yuǎn)程安全鏈復(fù)位測試根據(jù)機組的設(shè)計說明，在不同等級遠(yuǎn)程控制權(quán)限下，測試安全鏈故障復(fù)位功能是否滿足GB/T25386.1—2021中5.2.3.8的要求。5.21分散式機組控制試驗可采用仿真平臺測試，也可以采用現(xiàn)場測試。機組處于發(fā)電狀態(tài)下，遭遇非計劃性孤島，觀察風(fēng)電機組是否能快速識別孤島，并進行有效的保護動作，非計劃孤島保護功能試驗方法可按照NB/T33011—2014中6.8.2。期不大于0.1s,包括孤島發(fā)生前10s～孤島發(fā)生后30s,分析其結(jié)果是否符合設(shè)計要求。機組處于發(fā)電狀態(tài)下，以遠(yuǎn)程改變機組的有功功率-頻率和無功功率-電壓的下垂曲線關(guān)系，使機組對該曲線進行跟蹤的運行模式，觀察在改變參數(shù)前后，機組對于頻率和電壓動態(tài)穩(wěn)定性追求下的有功和大于0.1s,可在不同風(fēng)速條件下采集5個連續(xù)5min的數(shù)據(jù)片段，分析其結(jié)果是否符合設(shè)計要求。除遠(yuǎn)程方式改變設(shè)置參數(shù)以外，以本地設(shè)置該曲線關(guān)系再進行一次試驗。地面仿真試驗時，可人為改變電網(wǎng)頻率和電壓進行觀測。機組處于發(fā)電狀態(tài)下，以遠(yuǎn)程改變機組電流變化斜率限定值，使機組對該斜率進行跟蹤的運行模式，觀察在改變參數(shù)前后，機組對于電流變化斜率追求下的有功和無功功率情況。檢測并記錄風(fēng)速、發(fā)8GB/T25386.2—2021集5個連續(xù)5min的數(shù)據(jù)片段，其中包括一次機5.22有功功率升速率控制試驗在仿真測試和現(xiàn)場試驗中，機組正常發(fā)電運行時，按照GB/T20320—2013中7.6.2的要求進行測試。在仿真測試和現(xiàn)場試驗中，機組正常發(fā)電運行時，按照GB/T20320—2013中7.6.3的要求進行測試。在仿真測試和現(xiàn)場試驗中，機組正常發(fā)電運行時，按照GB/T20320—2013中7.2.2的要求進行測試。通過仿真試驗平臺模擬測試或現(xiàn)場測試?，F(xiàn)場測試可以采用電壓真實跌落和抬升的方式進行測試，試驗方法按照GB/T36995—2018中第9章的要求執(zhí)行。仿真試驗平臺可以采用信號模擬電網(wǎng)電壓跌落和抬升的方式進行測試，其低電壓穿越驗證方法按照NB/T31053—2014中第6章的要求執(zhí)行，高電壓穿越可參考執(zhí)行。記錄同一時刻控制系統(tǒng)時間與基準(zhǔn)時鐘的偏差，在失去外部電源的情況下，硬件時鐘應(yīng)能正常工5.27監(jiān)控系統(tǒng)接口測試該功能應(yīng)在現(xiàn)場進行測試。控制系統(tǒng)應(yīng)具備100M/1000M光纖以太網(wǎng)接口，通信接口可以采用OPC、ModbusTCP其中的5.28保護功能試驗9GB/T25386.2—2021超速設(shè)置值恢復(fù)到設(shè)計值。態(tài)機的動態(tài)過程。當(dāng)機組處于并網(wǎng)運行狀態(tài)時，在發(fā)電機輸出功率低于額定值的20%的情況下，斷開控制系統(tǒng)的電過程。GB/T25386.2—2021當(dāng)機組處于待機狀態(tài)時，撥動制動器磨損傳感器限位開關(guān)，記錄故障報警狀態(tài)。5.28.9制動器反饋信號丟失5.28.10風(fēng)速信號失效當(dāng)機組處于并網(wǎng)運行狀態(tài)，斷開風(fēng)速傳感器的風(fēng)速信號，記錄故障報警狀態(tài)。5.28.11風(fēng)向信號失效當(dāng)機組處于待機狀態(tài)時，斷開風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號，記錄故障報警狀態(tài)。5.28.12風(fēng)輪轉(zhuǎn)速傳感器失效當(dāng)機組處于并網(wǎng)運行狀態(tài)時，斷開風(fēng)輪轉(zhuǎn)速傳感器信號后，記錄停機時風(fēng)速、發(fā)電機轉(zhuǎn)速、槳距角、5.28.13發(fā)電機轉(zhuǎn)速傳感器失效當(dāng)機組處于并網(wǎng)運行狀態(tài)時，斷開發(fā)電機轉(zhuǎn)速傳感器信號后，記錄停機時風(fēng)速、發(fā)電機轉(zhuǎn)速、槳距5.28.14液壓系統(tǒng)油位低當(dāng)機組處于待機狀態(tài)時，斷開液壓油位傳感器信號線并維持設(shè)定時間，記錄故障報警狀態(tài)。5.28.15液壓系統(tǒng)油壓低當(dāng)機組處于待機狀態(tài)時，斷開液壓系統(tǒng)油泵供電，同時斷開液壓傳感器信號線，記錄故障報警狀態(tài)。當(dāng)機組處于并網(wǎng)運行狀態(tài)時，調(diào)低過功率故障設(shè)定值，當(dāng)機組功率超過設(shè)定的過功率保護值時，記5.28.17與變槳距控制系統(tǒng)通信故障當(dāng)機組處于并網(wǎng)運行狀態(tài)時，斷開控制系統(tǒng)與變槳距控制系統(tǒng)通信線并維持設(shè)定時間，記錄停機時5.28.18與變流器通信故障