北美市场对风力发电机系统及元器件的要求

    中国在2009 年的风电新增装机容量全球排名第一，成为全球风电行业发展当之无愧的领头羊，当年新安装风电机组总数达到10129 台。《全球风能展望2010》报告预测称，2010 年，在每3 台安装好的机组里，就有1 台在中国。至2020 年，中国国内的风电装机容量有望达到1.5 亿千瓦。目前，中国是全球最大的风电市场，也是全球最大的风力发电机组生产基地。至2009 年底，中国国内的风电机组累计装机容量已经
达到25805.3 兆瓦。
    随着国内风电产业的不断增长，中国风力发电机组整机生产厂商已发展到82 家。风力发电机组生产已呈产能过剩。为了寻求新的发展空间，提升产品的国际影响力，国内主要的风电机组制造商已明确制定海外市场战略，其中个别风电机组制造龙头企业已将“十二五”期间海外市场把销售指标提升到30%。对于中国企业的目标市场之一的北美市场，其电力监管、风电建设、风电机组认证要求以及电气安全的要求与国内有诸多不同。为了深入了解北美尤其是美国市场对风电机组及元器件的要求，熟知美国相关标准是十分必要的。
    ◎ 关于UL
    Underwriters Laboratories Inc. （简称UL）成立于1894 年，是享誉全球的产品安全测试标准制订、检测和认证的领导者。UL 始终以专业、公正著称，依照相关标准对多达19,597 种电器产品、元件、材料和系统进行检测认证。2005 年，UL 将两岸三地的服务站点整合为统一的大中华区服务网，以期通过大陆、香港与台湾以“无缝合作”模式，传递品质与速度并重的全方位服务，满足今日产业制造商快速发展的多元经营型态，并协助其成功登陆全球市场。
    在大中华区，UL 根据国际或国家的安全规范，服务于新兴绿色能源产业，如风电产业、LED 灯具、太阳能光伏模块、智能电网、电动车等认证需求。UL 也禀承其“建立一个更安全的世界’的宗旨，积极进行可再生能源领域人员和基础技术设施的投入，以支持可再生能源行业的迅速发展。在太阳能、风能以及电动车电池等能源领域，UL 投入大量人力物力进行标准的研究和起草工作，受美国国家标准协会委托起草相
关美国国家标准，并与国际电子电工委员会等国际标准组织积极开展合作，将UL 标准引入IEC 标准体系。
    ◎ 为什么需要新的标准
    北美对WTGS（风力发电机系统）有不同的技术规定，所以UL 收到来自北美市场的多个疑问。由于风力发电机系统装机数量越来越多，美国的监管机构要求进入该国市场的元器件尽可能的规范。现有的风电机组的标准决定了这些产品是否能够安全顺畅地进入该国市场。如IEC 61400 标准不是美国的国家标准，因而不易与其他标准关联或转化为美国传统的元器件和系统安全。这导致了美国的监管机构不熟悉信息，影响他们的接受和制定“专门的”当地要求。很明显，因为风力发电系统的现有标准和美国ANSI（美国国家标准学会）/UL 认证元器件的安全标准、包括NEC（国家电力代码）电气的电气设施规范和公用事业互联要求之间有差别，所以安装时间和安装费用相应增加。
    风力发电机系统中使用的大部分电气元器件的最初设计，并不是用于风力发电机组。然而，在运行中的逆变器（电网连接，电压峰）、控制柜（间距，水/湿度）、外壳和可接近性（限制接近）、控制软件、变压器（过热、过电流保护）、电线和电缆（安装，通道，移动）、送货吊机（与用于运输人员的机器匹配）、升降机和起重机（自锁功能）、照明（紧急情况）、防雷保护（建筑损坏，防火）等几乎60％的故障是由于不良的制造引起的。
    ◎ 关于ANSI/UL 6141, ANSI/UL 6142和ANSI/UL 6171标准
    2009 年5 月，UL 出版了两个新《调查概述》文件，一个用于风力发电机，另外一个用于逆变器和变频器。同时，UL 发布了3 个新标准，ANSI/UL6141 适用于大型风力发电机发电系统，ANSI/UL6142 适用于小型风力发电发电系统，ANSI/UL6171 适用于风力发电发电机系统中的逆变器和变频器。美国国家标准学会授权UL 撰写的这3 个标准，各自都有一个STP（标准技术小组）。STP 过程就是一般的工作方法，成员由生产、检测和标准组织、供应链、AHJ（有管辖权的机关）、政府、消费者、公众利益和以及商业/ 工业用户组成，所有STP 成员（包括UL）在STP 过程中都有权进行表决。
    UL 一直关注与AWEA（美国风能协会）合作，从而AWEA 成员也参与到ANSI/UL 标准技术小组过程中。
新的ANSI/UL 标准旨在作为AWEA 标准的参考。
    ◎ 风力发电机系统元器件的要求
    风力发电机系统的ANSI/UL 标准有一个需要特别注意的元器件清单。该清单包括发电机、电线、电缆滴水圈、母线、开关设备、变压器、逆变器/ 变频器、照明保护系统、滑环、齿轮箱、起重机和绞车、火灾报警和紧急停止。清单中的设备必须遵循相关的标准作参考。例如：安装在塔筒组件内的开关设备应符合适当的ANSI 标准（安装的开关设备类型）。开关设备应安装在室内位置，但可能会受到滴水影响。开关外
壳的表面不得有开口，除非该开口受防水雨罩保护。塔筒组件内的服务条件应与塔筒内安装的开关设备类型的常规服务条件有关。若塔筒内的预期服务条件比开关设备的常规服务条件严格，则可以减少这些条件，或对开关设备进行额外调查。
    ◎ 如何开始认证
    通常认证过程以初步评估开始，其中包括一次设施审查。这可证明产品的验收级别是否达到ANSI/ULWTGS 标准的要求。明确记载差异以及可能的严重问题，可帮助制造商改变产品的设计和/ 或元器件，从而符合当地标准规定要求。通常是在制造商的办公场所完成评估，这可使制造商的工程师参与评估过程，并接受UL WTGS 工程师的直接反馈。
    初步评估可产生最终的认证过程或GAP 分析（确定优化配置和投入整合之间差距的一个工具，以及当前的分配水平）。GAP 分析包括与制造商的工程师对WTGS 的元器件进行深层调查，支持供应商的选择，为元器件列表和支持服务（如培训计划，咨询）制订计划。最终的认证过程得出UL 分级标志，这是对产品安全生产状况的最佳视觉证据。
    ◎ 其他可提供的服务
用于风力发电机系统及其元器件的其他UL 服务包括供应链服务、技术咨询、质量管理、研发合作和现场评估等。