北美市場對風力發(fā)電機系統(tǒng)及元器件的要求

    中國在2009 年的風電新增裝機容量全球排名第一，成為全球風電行業(yè)發(fā)展當之無愧的領頭羊，當年新安裝風電機組總數(shù)達到10129 臺?！度蝻L能展望2010》報告預測稱，2010 年，在每3 臺安裝好的機組里，就有1 臺在中國。至2020 年，中國國內(nèi)的風電裝機容量有望達到1.5 億千瓦。目前，中國是全球最大的風電市場，也是全球最大的風力發(fā)電機組生產(chǎn)基地。至2009 年底，中國國內(nèi)的風電機組累計裝機容量已經(jīng)
達到25805.3 兆瓦。
    隨著國內(nèi)風電產(chǎn)業(yè)的不斷增長，中國風力發(fā)電機組整機生產(chǎn)廠商已發(fā)展到82 家。風力發(fā)電機組生產(chǎn)已呈產(chǎn)能過剩。為了尋求新的發(fā)展空間，提升產(chǎn)品的國際影響力，國內(nèi)主要的風電機組制造商已明確制定海外市場戰(zhàn)略，其中個別風電機組制造龍頭企業(yè)已將“十二五”期間海外市場把銷售指標提升到30%。對于中國企業(yè)的目標市場之一的北美市場，其電力監(jiān)管、風電建設、風電機組認證要求以及電氣安全的要求與國內(nèi)有諸多不同。為了深入了解北美尤其是美國市場對風電機組及元器件的要求，熟知美國相關標準是十分必要的。
    ◎ 關于UL
    Underwriters Laboratories Inc. （簡稱UL）成立于1894 年，是享譽全球的產(chǎn)品安全測試標準制訂、檢測和認證的領導者。UL 始終以專業(yè)、公正著稱，依照相關標準對多達19,597 種電器產(chǎn)品、元件、材料和系統(tǒng)進行檢測認證。2005 年，UL 將兩岸三地的服務站點整合為統(tǒng)一的大中華區(qū)服務網(wǎng)，以期通過大陸、香港與臺灣以“無縫合作”模式，傳遞品質(zhì)與速度并重的全方位服務，滿足今日產(chǎn)業(yè)制造商快速發(fā)展的多元經(jīng)營型態(tài)，并協(xié)助其成功登陸全球市場。
    在大中華區(qū)，UL 根據(jù)國際或國家的安全規(guī)范，服務于新興綠色能源產(chǎn)業(yè)，如風電產(chǎn)業(yè)、LED 燈具、太陽能光伏模塊、智能電網(wǎng)、電動車等認證需求。UL 也稟承其“建立一個更安全的世界’的宗旨，積極進行可再生能源領域人員和基礎技術設施的投入，以支持可再生能源行業(yè)的迅速發(fā)展。在太陽能、風能以及電動車電池等能源領域，UL 投入大量人力物力進行標準的研究和起草工作，受美國國家標準協(xié)會委托起草相
關美國國家標準，并與國際電子電工委員會等國際標準組織積極開展合作，將UL 標準引入IEC 標準體系。
    ◎ 為什么需要新的標準
    北美對WTGS（風力發(fā)電機系統(tǒng)）有不同的技術規(guī)定，所以UL 收到來自北美市場的多個疑問。由于風力發(fā)電機系統(tǒng)裝機數(shù)量越來越多，美國的監(jiān)管機構(gòu)要求進入該國市場的元器件盡可能的規(guī)范?，F(xiàn)有的風電機組的標準決定了這些產(chǎn)品是否能夠安全順暢地進入該國市場。如IEC 61400 標準不是美國的國家標準，因而不易與其他標準關聯(lián)或轉(zhuǎn)化為美國傳統(tǒng)的元器件和系統(tǒng)安全。這導致了美國的監(jiān)管機構(gòu)不熟悉信息，影響他們的接受和制定“專門的”當?shù)匾蟆：苊黠@，因為風力發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)有標準和美國ANSI（美國國家標準學會）/UL 認證元器件的安全標準、包括NEC（國家電力代碼）電氣的電氣設施規(guī)范和公用事業(yè)互聯(lián)要求之間有差別，所以安裝時間和安裝費用相應增加。
    風力發(fā)電機系統(tǒng)中使用的大部分電氣元器件的最初設計，并不是用于風力發(fā)電機組。然而，在運行中的逆變器（電網(wǎng)連接，電壓峰）、控制柜（間距，水/濕度）、外殼和可接近性（限制接近）、控制軟件、變壓器（過熱、過電流保護）、電線和電纜（安裝，通道，移動）、送貨吊機（與用于運輸人員的機器匹配）、升降機和起重機（自鎖功能）、照明（緊急情況）、防雷保護（建筑損壞，防火）等幾乎60％的故障是由于不良的制造引起的。
    ◎ 關于ANSI/UL 6141, ANSI/UL 6142和ANSI/UL 6171標準
    2009 年5 月，UL 出版了兩個新《調(diào)查概述》文件，一個用于風力發(fā)電機，另外一個用于逆變器和變頻器。同時，UL 發(fā)布了3 個新標準，ANSI/UL6141 適用于大型風力發(fā)電機發(fā)電系統(tǒng)，ANSI/UL6142 適用于小型風力發(fā)電發(fā)電系統(tǒng)，ANSI/UL6171 適用于風力發(fā)電發(fā)電機系統(tǒng)中的逆變器和變頻器。美國國家標準學會授權UL 撰寫的這3 個標準，各自都有一個STP（標準技術小組）。STP 過程就是一般的工作方法，成員由生產(chǎn)、檢測和標準組織、供應鏈、AHJ（有管轄權的機關）、政府、消費者、公眾利益和以及商業(yè)/ 工業(yè)用戶組成，所有STP 成員（包括UL）在STP 過程中都有權進行表決。
    UL 一直關注與AWEA（美國風能協(xié)會）合作，從而AWEA 成員也參與到ANSI/UL 標準技術小組過程中。
新的ANSI/UL 標準旨在作為AWEA 標準的參考。
    ◎ 風力發(fā)電機系統(tǒng)元器件的要求
    風力發(fā)電機系統(tǒng)的ANSI/UL 標準有一個需要特別注意的元器件清單。該清單包括發(fā)電機、電線、電纜滴水圈、母線、開關設備、變壓器、逆變器/ 變頻器、照明保護系統(tǒng)、滑環(huán)、齒輪箱、起重機和絞車、火災報警和緊急停止。清單中的設備必須遵循相關的標準作參考。例如：安裝在塔筒組件內(nèi)的開關設備應符合適當?shù)腁NSI 標準（安裝的開關設備類型）。開關設備應安裝在室內(nèi)位置，但可能會受到滴水影響。開關外
殼的表面不得有開口，除非該開口受防水雨罩保護。塔筒組件內(nèi)的服務條件應與塔筒內(nèi)安裝的開關設備類型的常規(guī)服務條件有關。若塔筒內(nèi)的預期服務條件比開關設備的常規(guī)服務條件嚴格，則可以減少這些條件，或?qū)﹂_關設備進行額外調(diào)查。
    ◎ 如何開始認證
    通常認證過程以初步評估開始，其中包括一次設施審查。這可證明產(chǎn)品的驗收級別是否達到ANSI/ULWTGS 標準的要求。明確記載差異以及可能的嚴重問題，可幫助制造商改變產(chǎn)品的設計和/ 或元器件，從而符合當?shù)貥藴室?guī)定要求。通常是在制造商的辦公場所完成評估，這可使制造商的工程師參與評估過程，并接受UL WTGS 工程師的直接反饋。
    初步評估可產(chǎn)生最終的認證過程或GAP 分析（確定優(yōu)化配置和投入整合之間差距的一個工具，以及當前的分配水平）。GAP 分析包括與制造商的工程師對WTGS 的元器件進行深層調(diào)查，支持供應商的選擇，為元器件列表和支持服務（如培訓計劃，咨詢）制訂計劃。最終的認證過程得出UL 分級標志，這是對產(chǎn)品安全生產(chǎn)狀況的最佳視覺證據(jù)。
    ◎ 其他可提供的服務
用于風力發(fā)電機系統(tǒng)及其元器件的其他UL 服務包括供應鏈服務、技術咨詢、質(zhì)量管理、研發(fā)合作和現(xiàn)場評估等。