IC 29.120.01 K 45 NB 备案号：55666-2016 中华人民共和国能源行业标 NB/T 31103—2016 直驱永磁风力发电机组主控制系统 软件功能技术规范 Technical specification for main control system software function of 2016-08-16发布 2016-12-01实施 国家能源局 发布 NB/T31103—2016 目 次 前言 范围.. 规范性引用文件 术语和定义 主控制系统软件功能 5主控制系统软件测试要求： 附录A（资料性附录） 主控制系统软件功能组成示意图 9 附录B（资料性附录） 停机工况主要参数 附录C（规范性附录） 各子系统故障监测及保护、运行控制功能 附录D（资料性附录） 主控制系统软件状态转换 15 附录E（资料性附录） 主控制系统软件与变流、变奖系统通信接口要求， 16 附录F（资料性附录） 数据报表记录主要条目 17 NB/T311032016 前言 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准由能源行业风电标准化技术委员会风电电器设备分技术委员会（NEA/TC1/SC6）归口。 本标准起草单位：北京天诚同创电气有限公司，倍福自动化有限公司、机械工业北京电工技术经 济研究所。 本标准主要起草人：黄晓芳、吴先友、丁国栋、王宁强、果岩。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二 条-号，100761)。 NB/T31103—2016 直驱永磁风力发电机组主控制系统软件功能技术规范 1范围 本标准规定了水平轴并网型直驱永磁风力发电机组主控制系统软件的功能及测试要求。 本标准适用于水平轴并网型直驱永磁风力发电机组主控制系统软件，作为软件功能设计、开发、 测试的依据。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包含所有的修改单）适用于本文件。 GB/T18451.1风力发电机组设计要求 GB/T2900.53电工术语风力发电机组 GB/T15969.4可编程序控制器第4部分：用户导则 GB/T15532计算机软件测试规范 NB/T31017—2011双馈风力发电机组主控制系统技术规范 NB/T31043—2012海上风力发电机组主控制系统技术规范 EC/TS61400-26-1风力发电机组基于时间的可利用率（IEC/TS61400-26-1Time-basedavailability for windturbinegenerating systems) IEC/TS61400-26-2风力发电机组基于发电量的可利用率（IEC/TS61400-26-2Production-based availability for wind turbines) 3术语和定义 GB/T18451.1、GB/T2900.53、GB/T15532、GB/T15969.4、NB/T31017—2011界定的以及下列术 语和定义适用于本标准。 3.1 软件基础执行周期basicexecutioncycleofsoftware 主控制系统软件中关键控制流程及变速变浆控制策略执行的循环周期。 3.2 最值maximumorminimumvalue 实时数据在一定时间周期内的最大值和最小值。 主控制系统软件功能 4 4.1功能组成 主控制系统软件主要包含数据采集及处理、数据计算、故障监测及保护、运行控制、数据及报表 存储、监控系统通信的功能。功能示意图参见附录A中的图A.1。 4.2数据采集及处理 4.2.1概述 主控制系统软件必须通过控制系统从风力发电机组上所有的传感器及子系统获取信息，并对信息 I NB/T31103—2016 进行有效的数据解析。数据采集及处理功能在风力发电机组控制器运行期间应保持连续运行。数据采 NB/T31043-2012中4.4.1的要求。数据采集至少应包含本标准4.2.2～4.2.14中的变量。 4.2.2风轮转速 应以软件基础执行周期被连续采集，数据项显示精度不低于0.001r/min。 4.2.3机舱振动 应以软件基础执行周期被连续采集，加速度数据项显示精度不低于0.001m/s²，位移数据项显示精 度为0.1mm。 4.2.4功率 应具备功率采集能力，包括有功功率、无功功率，采集周期应小于1s。数据项显示精度不低于 1kW或1kvar。 4.2.5电压、频率 应具备电压、频率数据的采集能力。电压数据显示精度不低于0.1V，频率数据项显示精度不低于 0.1Hz。 4.2.6发电机绕组温度、发电机轴承温度 应被连续采集，且采集周期不大于1s。数据项显示精度不低于1℃。 4.2.7环境数据 应至少包含环境温度、风速、风向信号，应被连续采集。环境温度采集周期应不大于1s，数据项 显示精度不低于1℃。风速、风向应以软件基础执行周期被连续采集，风速数据项精度不低于0.1m/s， 风向数据项精度不低于0.1°。海上机组还应包含环境湿度，采集周期应不大于1s，数据项显示精度不 低于1%。 4.2.8扭缆角度 应以软件基础执行周期被连续采集，数据项显示精度应不低于0.1。 4.2.9对风角度 应计算得出对风角度，如根据风向的变化进行计算，计算周期应不大于1s，数据项显示精度不低于0.1°。 4.2.10桨距角、变浆速度 对于变浆控制风电机组，奖距角、变浆速度应以软件基础执行周期被连续采集。浆距角数据项显 示精度不低于0.1°，变浆速度数据项显示精度不低于0.1（°）/s。 4.2.11控制柜、机舱温度 应被连续采集，且采集周期不大于1s。数据项显示精度不低于1℃。 4.2.12压力 包括液压油压力、冷却液压力，应被连续采集，且采集周期不大于1s。数据项显示精度不低于 10kPa. 4.2.13设备、按钮状态信号 应以软件基础执行周期被连续采集，如安全链触点、电机、加热器、控制按钮等器件的状态。 4.2.14其他信号 其他用于整机控制需要监控的信号采集应以软件基础执行周期被连续采集，数据精度满足整机控 制设计。 4.3数据计算 4.3.1均值及最值数据计算 包括低通滤波或加权平均。 2 NB/T31103—2016 应对相关量进行一定周期内（如10min）的平均、最值计算，平均值应是一个周期内采用加权平均 法计算的平均值，最值应是一个周期内的极值。 4.3.2发电量数据统计 主控制系统软件应至少具备风电机组全生命周期净上网电量的统计功能，宜具备不同周期（例如 月、年）统计功能，统计精度应不低于1kWh。 4.3.3可利用率数据统计 应遵照IEC/TS61400-26-1、IEC/TS61400-26-2标准，对相关统计数据进行计算，以保证可利用率 的统计。 4.3.4统计数据计算要求 应连续不间断地进行统计数据的计算（除主控制器断电，不具备运算能力时），统计数据应保证当 主控制器重新上电启动后，所有数据恢复到掉电时刻。 当因为特殊情况造成数据丢失时，具备操作权限的用户可以通过人机界面或远程对统计数据进行 恢复和修正。 4.4故障监测及保护 4.4.1设计基本要求 风电机组故障监测功能是对风电机组所有设备的相关状态和运行情况做监测，在出现设备故障或 者不安全因素时保证风电机组安全停机，应至少满足以下要求： a）所有故障及预警限值必须符合整机载荷、各部件载荷、设备电气性能设计要求（制造商 提供）。 b）每条故障都有独立的故障代码，或称故障号，并能够准确定位。 c）能够提供软件基础执行周期内的故障发生时刻。 d）能够根据故障、预警的风险程度及特殊性给出不同等级的停机命令，故障停机策略应符合表 B.1的技术要求。 如果两个或多个故障互相联系或者具有共同原因，应按照一个故障处理。 f）当保护功能和控制功能发生冲突时，保护功能应具有优先权。 能够根据故障参数属性确定复位等级及启机等级。 g) 能够根据操作权限通过就地人机界面启用和禁止任意一个故障监测，并可对故障对应参数属 h) 性进行修改优化。 i）故障参数宜具备下列方面的属性设置： 屏蔽故障判断； 设置故障的限值条件； 设置故障的复位值条件； 一设置故障触发及复位的延时条件； 一设置故障复位、启机等级； 一设置故障触发后的停机等级。 4.4.2自启动（复位）次数监测 在风电机组停机后，允许自启动（复位）的次数应有限制，防止潜在风险的发生。应包含以 下功能： a) 对于整机特定范围内（如允许自复位的）故障停机发生后的自启动次数应进行限制： b）不同故障根据自身，其每24h内自身发生的自启动（复位）次数应进行限制； c）当手动复位、启机动作发生，则自启动（复位）次数保护的状态被清除。 3