华能荣成新能源有限公司荣成风场Repower风机变桨驱动器国产化技术规范书.docx

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1、华能荣成新能源有限公司荣成风场Repower风机变桨驱动器国产化技术规范书批准：审核：初审：编写：2023年07月1总则1.1 本规范书适用于荣成风电场变桨驱动器国产化替换及测试工作等方面的技术要求。1.2 本规范书仅提出了最低限度的技术要求，并未对一切技术要求作出详细规定，也未充分引述有关标准及规范的条文。投标方应保证提供符合本规范书和相关的国际、国内工业标准的优质产品。1.3 如投标方没有对本规范书提出书面异议，招标方则认为投标方提供的产品完全满足本规范书的要求。投标方如对本招标文件中的技术规范有异议，应以书面形式明确提出，在征得招标方同意后，方可对有关条文进行修改。如招标方不同意修改，则

2、仍以招标方意见为准。如投标文件与本招标文件之间有差异，无论偏差大小，投标方应在差异表中列出。1.4 招标方如有除本规范书以外的其他要求，应以书面形式提出，经招、投标双方讨论、确认后，载于本规范书。如投标方没有以书面形式对本招标文件明确提出异议，那么招标方认为投标方提供的产品及服务完全符合本招标文件的要求。1.5 本规范书所引用的标准若与投标方所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。1.6 在合同签定后，招标方有权因规范、标准、规程发生变化而提出一些补充要求，且只有招标方有权修改本招标文件。合同谈判将以本招标文件为蓝本，经修改后最终确定的文件将作为合同的一个附件，并与合同文件有相同的法律效力。双

3、方共同签署的会议纪要、补充文件等也与合同文件有相同的法律效力。二.工程概况荣成风场Repower风机经过多年使用后,变桨系统核心器件,特别是变桨驱动器老化、损坏情况频发，从而导致变桨系统故障频发。变桨系统的不稳定，风机停机时间增多，发电效益降低。通过对该驱动器长期运行的跟踪检测，在获取大量的运行数据和故障件损坏情况统计的基础上，对变桨驱动器故障的原因进行了深入的研究。确定了导致变桨驱动器故障的主要几个方面：(1)驱动器使用的逆变桥型号较早，逆变模块冗余量有限。随着风机使用年限增加，机械磨损增多，变桨系统的负载日益增大,势必要求变桨系统输出功率增加。变桨驱动器的容量有限,输出能力受限，在大电流输

4、出要求下，容易损坏。(2)原驱动器使用风扇散热，且散热风扇运行模式是一上电即运行。这种方式容易导致风扇损坏，且风扇本身属于耗件，在长期服役后存在堵转、过载等情况。风扇损坏，驱动器功率部件散热能力降低，容易导致过载、过流甚至直通等故障。(3)原驱动器软件性能上，系统响应特性、跟踪性能随着时间推移有所降低。难以适应变桨系统频繁大力矩启动的工况。若跟踪性能不佳,容易导致变桨系统响应性降低、桨叶桨角不一致等故障发生。当前该型驱动器在国外已停产，国内代理商供货周期时间长，供货价格高，不提供单独备件。基于此，开展对该驱动器软、硬件设备研究、优化、提升以及国产化替代工作非常有必要。(4)工程量清单序号名称主

5、要内容单位数量备注1Repower风机变桨驱动器变桨驱动器国产化套18三.标准和技术要求3.1应遵循的主要标准除本文件特殊规定外，供应商所提供的设备均应按国标(GB)和IEC标准以及本文件规定的标准和规程进行设计、制造、检验和安装，所用的标准版本应是最新的。如果这些标准内容有矛盾时，应按这些标准中较高要求的条款执行。3.2技术要求针对该型驱动器存在软硬件的问题，需要可靠性为核心的国产化集成驱动，同时采用更高容量的逆变核心器件、以加大散热器自然散热的方式替代传统散热风扇散热的方式等一整套方案。在不改变设备安装条件的前提下，形成可靠的低成本核心技术，降低设备故障率、较大幅度减少备件采购费用,提高风

6、机的发电能力。(1)测试分析该机型核心功率器件特性，指出在实际应用中可能存在的问题，制定完整的替代型号器件方案。(2)通过上一步工作，开展对集成式驱动板的研制，采用具有自主知识产权的国产化方案，完成产品的测试、替换工作，减少对进口备件的依赖。(3)采用专用电机控制芯片，运算速度更快、指令更丰富、性能更好。(4)采用自然散热的方式，提高产品可靠性。虽然产品容量更高、额定功率变大，但为了提高产品运行稳定性，挨弃了风扇散热的方式，通过加大散热面积，提高散热效率，实现大功率产品可靠散热。（5）通过对电机性能的摸索，需要提高电机响应特性，提升驱动器的速度环、电流环跟踪性能，为变桨系统快速响应、动态性能优

7、化等提供保障。综上所述，需要选择一款过载能力强，可靠性高，经过风场情况验证并适合该风场实际环境的变桨驱动器；另外，为了尽量缩短施工时间，降低技改对风场发电量的影响，选择的驱动器最好接口与需改造的驱动器吻合，便于更换的方便快捷。3.3技术路线：3.3.1、 硬件部件针对目前变桨驱动器存在的问题和隐患，替代的驱动器采用器件和功能单元特点要求如下:单元名称（型号）器件用途所属板块特点及优势IGBT(FS150R12KT3)功率逆变用功率板额定电流150A隔离光耦器件IGBT驱动功率板光电隔离，增强抗扰；自带IGBT直通检测TI(TMS320F2812)主控制芯片控制板运算频率达150M上电缓冲电路上

8、电缓冲单元功率板避免上电跳闸安规及EMC滤波电路安规要求，EMC滤波要求功率板提高安规可靠性及抗扰能力散热单元功率板通过散热器自动散热针对变桨驱动器的环境特点和技术需求，列举替代驱动器技术要求如下：（1）模块化结构设计，功率、控制接口完全兼容原驱动器，利于安装维护及保养；（2）硬件功率模块选用150A逆变桥，冗余度大大提高；（3）功率驱动选择高速线性光耦，有效降低电磁干扰，且自带直通检测功能，提高功率电路的可靠性；（4）主控制芯片选用TI公司32位电机控制专用处理器，其主频可达150M；（5）模块化的软件设计，全方位的保护功能，友好的人机界面；（6）内置滤波及防雷电路，具有输入防浪涌及良好的电

9、磁兼容性；（7）内置上电缓冲功能，上电防跳闸；（8）内置刹车电阻，运行防过压；(9)内置电流抑制功能，运行防过流；(10)速度反馈方式预留编码器接口；(11)必须适应电网高压输入使用环境，从软硬件上做匹配说明硬件及结构设计要求国产化驱动器其功率电路强弱电要隔离清晰，布局明了，采用叠层设计方案，功率板无跳线，无交叉;同时预留电解电容安装空间。3.3.2、 软件性能要求；替代驱动器，精度和控制性能的水平。要求给定电流和电机反馈电流完全重合，无突变，无波动。图2-2驱动器速度满载下响应波形图。要求速度切换平滑，切换过程无跳变，速度无脉动。反馈速度给定速度X图2-2驱动器速度跟踪曲线图2-3是驱动器在

10、电机堵转的情况下电流、转速、及母线电压的波形图。电机堵转，转速为0,无突变；电流迅速增大到二倍过载，在保持一定时间堵转情况还不消失的情况下又切换到满载，整个过程无尖刺，波形无杂乱现象；驱动器母线电压在堵转过程无跳变。电流图2-3驱动器在电机堵转时的曲线四.现场施工要求4.1 技改方负责该项目的所有设备安装工作，并负责设备的调试和与之有关的故障处理。4.2 技改方案编制完成并审批；4.3 作业前应填写工作票及安全措施确认单，并报业主等相关单位审批；4.4 每日施工作业前组织参加安全日例会；4.5 5做好书面安全技术交底，交底记录存档；4.6 安全防护用品配备4. 6.1使用的劳动防护用品必须符合

11、国家标准和有关安全规定要求，劳动防护用品实行性能、款式、标准、颜色、标志五统一，严禁穿凉鞋、拖鞋、短裤等进入作业场所；4.6. 2服务人员进入作业现场，必须正确穿戴本岗位工作服、安全帽、工作鞋以及岗位上所需的其它劳保防护用品。不准穿（佩）戴过期或功能失效的劳动防护用品；4.7. 3服务人员进行现场作业必须佩戴好安全帽，穿防滑鞋，以防滑倒；4.8. 4电气作业人员在进行带电作业时，应戴绝缘手套、穿绝缘鞋、佩戴防护眼镜；4.9. 气作业安全措施4.7.1施工现场临时用电应采取可靠的安全措施，并应符合JGJ46（施工现场临时用电安全技术规范）的要求；4.7.2落实工作票制度、工作许可制度、工作监护制

12、度、工作间断转移和终结制度等组织措施；4.7.3认真检查电缆接头，将裸露的接线头用绝缘胶布仔细的包好；4.7.4手持电动工具绝缘良好；4.7.5在全部停电和部分停电的电气设备上工作时，必须完成停电、验电、装设接电线、挂标识牌等技术措施；4.7.6涉及电气设备，在操作手柄上悬挂“禁止合闸、有人操作标识牌；4.7.7为防止电气人员在工作中发生触电、电弧灼伤等事故，必须使用经试验合格的电气安全工具;4.7.8有人触电时，应立即切断电源，并启动触电急救现场处置方案；五.工期、质量保证及验收5.1 工期本工程工期为2个月。5.2 质保期5.2.1质保期为最后1台风电机组施工方完成技改后开始至满以个月为止

13、。5.2.2 质保期内，改造驱动器应通过招标方组织的现场验收，对于验收不合格的项目，投标人应在1个月的时间内，采取有效的并符合本规范规定的措施，进行技术整改，直至通过现场验收。5.2.3 质保期内，若1台及以上的机组发生因技术改造引发的故障，则认定技术改造存在缺陷，应在7日内内提出消缺方案，1个月内彻底解决完毕。5.3质量保证1. 3.1投标人保证合同设备完全是新的、技术领先的、质量优良的，在设计、材料和工艺上没有任何缺陷的，适合合同规定的用途和目的，并满足“技术要求”规定。5. 3.2投标人保证技术文件完整、清楚并正确，满足设备的安装、运行和维护的要求。6. 3.3投标人保证及时派遣合格的健康的技术人员，为合同设备的安装、试运行、调试和性能试验、验收、运行和维护提供正确的、充分的技术服务和必要的技术培训。7. 3.4投标人保证设备以及技术资料不会被任何第三方以侵权或类似的理由进行索赔。如果购方在中华人民共和国由于使用合同设备和/或技术资料，被控侵犯了专利权、商标权或其他知识产权，购方应通知投标人，投标人将以购方的名义，在购方的协助下处理与第三方发生的纠纷，并赔偿购方为此发生的任何费用开支、支付的赔偿金或损失。5.4验收投标人需要对改造涉及的机组负责，并保证在质保期内设备的运行达到保证性能。因此，投标人要提供所有相关的和必需的建议、培训、监督和维护/维修服务，直到质保期结束。