新能源及配套产品质量评价关键技术研究（风电、光伏）

获奖等级：科技进步奖一等奖

完成人：谢秉鑫、杨洪源、李浩然、胡聪良、边奇颖、蔡继峰、李鹏、杨敏、朱晨、王芳

完成单位：北京鉴衡认证中心有限公司

风电机组是一个复杂的机电设备，其设计寿命长、使用环境恶劣，涉及空气动力学、电机学、电力电子学、复合材料学、结构强度、控制理论等专业，因此除了在设计阶段进行详细的设计分析外，在设计定型和大批量生产前还应进行大量的测试验证，同时，在使用过程中还需要通过及时、有效的运行维护和检测来确保机组处于良好的工作状态。有必要建立覆盖全生命周期的风电设备质量评价体系，将风电设备质量评价从设计、制造制阶段拓展到运行阶段。

光伏领域对光伏系统持续发电性能评价也存在一系列的问题，例如传统评价方法无法评价新型产品的应用、监测数据不准确、评价过程不严谨等。因此有必要针对行业出现的新设备，完善相应的检测评价方法，并将光伏行业的质量评价从设备拓展到系统。

一、主要研究内容

1.风电机组全过程质量评价技术研究

针对全生命周期的风电设备质量评价体系开展研究，研究范围包括功能安全在风力发电机组电控系统中应用的评价方法，评估功能安全在提高风力发电机组电控系统可靠性，降低机组安全风险方面的作用。研究机械结构部件可靠性设计方法在风电机组中的应用及评价技术。研究叶片、齿轮箱、发电机制造全过程质量信息数据与质量的关联规则。和质量评价技术研究在役风电场发电性能评价方法，解决风电机组供需双方在产品发电性能认定上的争议。通过机组运行历史数据（SCADA数据和故障统计情况等）评价机组的运行可靠性。根据机组设计模型和机组运行SCADA数据分析在役机组结构部件剩余疲劳寿命。研究风电机组发电性能，可靠性能的现场检测技术，通过现场测试，发现机组在自然条件下的发电性能表现和运行稳定性，并分析总结相关技术指标，利用长期监测或定期检测的方法追逐机组各项性能指标的变化趋势，及时发现异常状态，为运维人员提供参考。

2.光伏系统持续发电性能和新型产品评价技术研究

针对晶硅电池组件，围绕钝化发射极及背面接触（PERC）等工艺改进或结构变化，以及双面等发电方式变化的新型高效电池组件，研究适合上述技术特点的组件标准条件（STC）发电性能测试评价技术，以及更符合户外实际发电性能的测试评价技术，建立新型高效晶硅光伏电池组件发电性能测试评价体系，以适应光伏行业技术发展趋势。综合考虑关键设备质量、设计及安装质量、运维质量等影响光伏系统发电性能的因素，基于实验室测试、现场测试和光伏系统长期监测数据等，评价一段时间内光伏系统实际发电性能与理论值的差异，建立光伏系统持续发电性能和新型产品及配套设备评价体系,并开发光伏系统运行质量分析与智能诊断工具，实现对光伏系统的有效质量评价，为改进电站质量提升光伏系统发电量提供参考。

二、关键技术及创新点

1.风电全过程质量评价体系创新

针对风电传动系统提出的精细化多体动力学建模分析方法，提高了传动系统载荷计算精度。通过非线性时程分析，实现了对传动系统振动响应的精确模拟。基于叶片、发电机和齿轮箱的大量制造和运行情况数据，识别出风电机组上述大部件制造全过程关键工艺特性，提出了相应的工艺控制要求，形成了相应的技术规范，能够有效提升部件制造质量水平。针对叶片生产制造过程中的褶皱和树脂和固化剂脱泡过程中气泡问题，研究了质量控制和检测方法，能够有效解决上述制造缺陷。提出了一系列基于运行数据的机组状态分析算法，实现机组结冰，功率曲线、振动、温度、控制参数等异常状态的识别，开发的运行数据分析评估系统，能够实现数据的自动处理和报告出具，大大提升了数据分析的效率和质量。

2.光伏系统持续发电性能和新型产品评价技术研究

建立了一套新型高效双面光伏电池组件电性能测试评价方法，提出了适合新型高效双面电池组件技术特点、被行业普遍认可的统一测试方法，能够准确测量双面发电光伏组件性能，大幅提高光伏组件测试精度，降低测试不确定度，实现高精度、低不确定度（不确定度1.97%）的测量，确保新型高效光伏组件发电性能的科学评价。结合高精度实验室测量、户外实地检验和长期连续运行数据分析开发了光伏系统运行质量分析和智能诊断工具系统。

三、取得的科技成果

项目制定标准4项，获得国家授权发明专利1项，申请软件著作权2项，发布技术规范7项，发表学术论文1篇。

四、经济与社会效益

项目完成6000多支叶片的生产监造和出厂验收。近五年完成4000多台在役机组检查和质量评价。