大容量海上风电机组智能功能要求技术规范目 次前言 III1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 总则 2 组成与结构 2 主要特征 3 技术要求 45 功能基本要求 46 物联感知 57 数据处理 5 异常数据剔除 5 数据分类处理 5 数据平滑处理 68 高级分析 6 数据交互 6 状态识别 6 异常预警/报警 6 故障诊断 7 故障预警/报警 7 趋势预测 7 状态检修 7 延寿评估 7 大数据分析 7 自修复及自优化 79 智能控制 7 前馈控制 7 基于气象的动态转矩控制 8 噪声控制 8 叶片净空自适应控制 8 油品控制 9 振动抑制 9 独立变桨控制 9 塔架推力载荷控制 9 海上风电机组的雷击监测控制 9 智能保护控制功能 9并网适应性控制 9II10 风电机组智能功能评估 9附录 A（资料性） 风电机组智能功能 10附录 B（资料性） 风电机组智能 IED 传感器安装 11大容量海上风电机组智能功能要求技术规范1 范围本文件规定了大容量海上风电机组智能功能要求及其技术指标。
本文件适用于单机容量5MW以上的风电机组2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件GB/T18451.1风力发电机组设计要求GB/T19069风力发电机组控制器技术条件GB/T19071.1风力发电机组异步发电机 第1部分：技术条件GB/T19072风力发电机组塔架GB/T19073风力发电机组齿轮箱GB/T19568风力发电机组装配和安装规范GB/T19960.2风力发电机组 第2部分：通用试验方法GB/T19963风电场接入电力系统技术规定GB/T2900.53电工术语风力发电机组GB/T30966.6风力发电机组风力发电场监控系统通信 第6部分：状态监测的逻辑节点类和数据类NB/T31122风电机组状态监测系统技术规范NB/T31083风电场控制系统功能规范JB/T10194风力发电机组风轮叶片JB/T10300风力发电机组设计要求JB/T10425.1风力发电机组偏航系统 第1部分：技术条件JB/T10426.1风力发电机组制动系统 第1部分：技术条件JB/T10427风力发电机组一般液压系统3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
智能化 intellectualization由现代通信与信息技术、计算机技术、传感器技术、智能控制技术、电力电子技术等汇集而成的针 对设备进行监控的各种的智能技术手段的集合风电机组智能化 intelligent wind turbine采用先进的状态监测、数据分析、决策支持、智能控制技术，使风电机组准确地感知自身和外部条 件、预判条件发展所带来的影响，并根据自身和外部条件变化情况，主动优化调整自身运行参数以运行 在最佳工况或保证设备安全的最优工况，功能完备的机组必须具备灵敏准确的感知功能、正确的思维与 判断功能以及行之有效的执行功能的风电机组传感器 sensor风电机组的状态感知元件，用于将设备某一状态参量转变为可采集的信号15智能电子装置 intelligent electronic device (IED)智能电子装置为带有处理器、具有一定智能特征并具有以下全部或部分功能的装置：采集或处理数 据，接收或发送数据，接收或发送控制指令，执行控制指令主 IED main IED用于集合各监测IED信息，进行数据存储、处理，实现故障诊断、高级分析等功能，对风电机组的运行可靠性、控制可靠性及发电能力等做出评估，并与风机主控系统进行交互，以实现风机自身最优化 运行控制，支持风电场远程控制和/或状态检修。
控制系统(风力机) control system (for wind turbines)接受风电机组信息和/或环境信息，调节风电机组，使其保持在工作要求范围内的系统延寿 lifetime extension在设计寿命以外，延长机组或部件的使用寿命剩余使用寿命 remaining useful lifetime风电机组从现在到最终退役的日历时间格式化信息 formatted data监测数据经处理后形成的数据集合格式数据应有自明性，并符合风机控制系统的数据存储管理要求结果信息 concluded information对监测数据的一种深度处理，形成运行可靠性、控制可靠性、负载能力的简明信息，满足调度(调控）中心的应用要求4 总则 组成与结构智能型风电机组需要满足GB/T 18451.1、GB/T 19069、GB/T 19071.1、GB/T 19072、GB/T 19073、GB/T 19568、GB/T 19963、NB/T 31122等要求，应由风电机组本体、传感器及智能电子装置IED、主IED 组成其中，风电机组本体包括风机的机舱、塔筒、叶片等常规机组部件；传感器采集风机各类状态信息；IED分为监测IED和主IED，监测IED分为气象监测IED、雷达测风监测IED等，监测IED可按监测项目独立配置，也可集成配置；主IED完成各个监测IED的数据汇聚和高级分析、故障诊断等功能，以及与其他系统的数据交互。
传感器根据不同类型及应用需求通过电缆或光纤等接入监测IED或风机主控系统， IED、主IED、风机主控系统接入过程层网络相互交互数据过程层向上与风电场场控层及远端集控层进行数据交互图 1 智能型风电机组组成结构示意图 主要特征4.2.1 测量数字化智能型风电机组应能量测机组的基本状态信息，如塔筒振动及各种预警/报警信息等，应能实现就地数字化测量和预警/报警4.2.2 控制网络化智能型风电机组或其组（部）件应实现基于风电场内通信网络的控制，包括接收控制指令、响应控 制指令和反馈控制状态等4.2.3 状态可视化智能型风电机组应向风电场集控中心或调度中心及运维部门展示风电机组设备状态以供决策，宜通 过3D等手段提供友好的展示4.2.4 功能一体化智能型风电机组的功能应能够一体化，其特征应包括以下3个方面：a) 传感器安装应纳入风电机组本体或其组(部）件的设计； b) 各 IED 信息流应统一设计；c) 一体化设计应满足传感器安装要求，同时确保风电机组设备的安全运行要求4.2.5 信息互动化智能型风电机组的各状态监测IED之间、主IED与其他系统之间应能按需进行信息交互以支持实现要 求的智能化功能。
4.2.6 调控自动化智能型风电机组应将状态监测量数据、报警数据及故障诊断结论数据与风机主控系统联动，实现对 风机的更优化控制 技术要求4.3.1 总体技术要求a) IED 的接入与使用不应改变和影响风电机组的正常运行；b) IED 应具有较好的抗干扰能力和合理的监测灵敏度，监测结果应有较好的可靠性和重复性，以及合理的准确度；c) 在满足故障判断要求的前提下，装置和单元结构应简单，使用维护方便；d) IED 设计寿命应不少于风电机组寿命4.3.2 传感器的技术要求a) 应能够耐受安装位置处的电磁和温、温度、海况环境；b) 应安装在被监测设备附近，并对信号与电路实施有效的隔离和绝缘，其电源也应采用合适的隔离措施，自身的故障不应影响其他系统或设备的运行4.3.3 智能电子装置 IED 的技术要求a) 应具备根据时间和事件触发故障录波的功能；b) 应具有网络通信功能4.3.4 主 IED 的技术要求a) 应能接入不同厂家、不同通信接口、不同通信协议的监测 IED，并与其他系统进行通信；b) 应具有数据召唤功能；c) 宜具有就地存储功能，根据各监测 IED 不同的应用对采集数据进行存储；d) 主 IED 应具备与风电场场控层、远程集控中心等传输必要数据的标准接口，满足就地及远程运维需求。
5 功能基本要求智能型风电机组应具备以下几类功能：a) 物联感知：通过传感器及监测 IED，实现对风电机组的状态信息采集；b) 数据处理：主 IED 及监测 IED 对监测数据进行分类处理，并能进行异常点剔除和数据平滑处理；c) 高级应用：主 IED 及监测 IED 具备异常报警、故障诊断、趋势预测及风机剩余寿命评估等高级分析功能；d) 智能控制：主 IED 通过分析监测数据、报警信息等，与主控系统进行通信执行偏航、变桨等控制操作，提升风机发电量并保持安全运行图 2 风电机组智能功能架构图6 物联感知智能型风电机组应通过安装各类传感器及监测IED实时连续循环采集风机各类状态信息，同时支持对采集数据的自动校准、补偿、滤波等功能，支持断点续传、远程召唤功能表 1 智能型风电机组状态监测 IED 配置方案序号IED 名称主要功能安装位置应用建议智能化控制应用技术要求1主 IED数据汇聚、高级分析功能机舱内部应采用2气象监测 IED温湿度、气压监测机舱外部应采用基于气象的动态转矩控制技术见附录 A3油品监测 IED齿轮箱油品质监测齿轮箱应采用（有齿轮箱机组）油品健康度监测见附录 A4振动监测 IED叶根、主轴、齿轮箱应采用振动抑制见附录 A5加速度监测 IED振动加速度塔顶、塔筒中段应采用塔架振动抑制、加速度监测见附录 A6应力监测 IED应力监测叶根、塔顶、塔基、塔筒中段应采用监测叶片、塔筒弯矩、扭矩见附录 A7位移监测 IED位移监测塔顶应采用监测塔筒相对位移及倾斜等见附录 A8倾角监测 IED倾角监测塔筒应采用监测塔筒倾角见附录 A9盐雾监测 IED盐雾监测塔筒应采用监测钢结构盐雾腐蚀情况见附录 A10绝缘监测 IED绝缘监测发电机宜采用监测发电机局部放电见附录 A11机舱前置雷达测风 IED雷达测风机舱顶部外表面宜采用前馈控制见附录 A12声学多普勒波浪流速剖面仪 IED振动监测机位点附近海床可采用波浪引起振动的抑制见附录 A13噪声监测 IED噪声监测塔筒门上方可采用噪声控制见附录 A14叶片净空监测 IED叶片净空测量宜采用净空研究见附。