海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀校準規(guī)范-編寫說明

一、任務(wù)來源根據(jù)國家市場監(jiān)督管理總局文件《2023年國家計量技術(shù)規(guī)范項目制定、修訂及宣貫計劃的通知》（市監(jiān)計量發(fā)〔2023〕56號），由天津水運工程勘察設(shè)計院有限公司組織成立了《海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀校準規(guī)范》國家計量校準規(guī)范起草小組，承擔校準規(guī)范的制定工作。規(guī)程主要起草人及其工作見表1。表1規(guī)程主要起草人及其主要工作序號姓名單位職務(wù)/職稱主要工作內(nèi)容1張二林天津水運工程勘察設(shè)計院有限公司院總經(jīng)理/正高確定海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀的技術(shù)參數(shù)，校準規(guī)范形式和技術(shù)內(nèi)容審核。2周振杰交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究所工程師負責起草校準規(guī)范主要技術(shù)內(nèi)容，提出并論證校準規(guī)范中重要性能指標要求，制定并實施試驗方法與數(shù)據(jù)驗證，編制說明全部內(nèi)容3陳允約交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究所高級工程師確定海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀的技術(shù)參數(shù)，校準規(guī)范形式和技術(shù)內(nèi)容審核4賈行建河北振創(chuàng)電子科技有限公司高級工程師提出并論證校準規(guī)范中重要性能指標要求，制定試驗方案5蔡晨光中國計量科學(xué)研究院研究員提出海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀的技術(shù)參數(shù)，論證校準規(guī)范中重要性能指標要求6顧龍聲天津水運工程勘察設(shè)計院有限公司高級工程師論證校準規(guī)范中重要性能指標要求，計量標準裝置設(shè)計7吳昊旭天津水運工程勘察設(shè)計院有限公司高級工程師計量標準裝置論證二、制定背景海上風電在實現(xiàn)我國“碳達峰、碳中和”目標中具有重要地位，近些年我國海上風電領(lǐng)域發(fā)展迅速，裝機容量在近海海域已接近飽和，目前已往深遠海發(fā)展。2021年，中國海上風電裝機規(guī)模躍居世界第一，預(yù)計“十四五”期間國內(nèi)累計海上風電落地規(guī)模將達70GW以上。海上風機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全是風電場安全運營的重中之重，風機基礎(chǔ)安全運行和也是海事部門監(jiān)管工作之一。但是海上風機基礎(chǔ)在使用期需要承受風、波浪、水流等環(huán)境要素產(chǎn)生的荷載作用，還可能承受船舶撞擊荷載，定時檢修的方法不但不能及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障，還會增加運維成本，因此對海上風機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的長期安全監(jiān)測變的非常重要。隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G技術(shù)的發(fā)展，風電多參數(shù)監(jiān)測儀被廣泛應(yīng)用在各大海上風電裝機中，可在線實時監(jiān)測風機結(jié)構(gòu)的運行狀態(tài)，為海上風電的運行維護提供了有效的參考數(shù)據(jù)，預(yù)防風電機組設(shè)備重大事故的發(fā)生，延長風電機組的服役壽命。目前市面上海上風電安全監(jiān)測設(shè)備種類很多，但是設(shè)備性能和質(zhì)量參差不齊，對于設(shè)備本身，缺少專業(yè)的計量技術(shù)機構(gòu)提供計量性能評價和質(zhì)量保障，歸根結(jié)底是缺少相應(yīng)的國家計量技術(shù)規(guī)范，以指導(dǎo)相關(guān)機構(gòu)開展設(shè)備的計量測試工作，導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性無法保障，甚至有風場出現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)全面癱瘓的情況。隨著深遠海域能源的建設(shè)和發(fā)展，海域離岸越遠海況將會越復(fù)雜，運維和用船成本也將大幅度提高。海上風電要提高安全性能、要發(fā)展新技術(shù)，必將更加依賴海上風電的安全監(jiān)測設(shè)備。保證安全監(jiān)測儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)準確性，研究編制海上風電監(jiān)測設(shè)備的計量技術(shù)規(guī)范，是亟待解決的重要問題?！队嬃堪l(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》中提出“推進光伏、風電、水電等清潔能源發(fā)電、儲能及并網(wǎng)控制計量測試技術(shù)的研究與應(yīng)用”，《交通運輸標準化“十四五”發(fā)展規(guī)劃》中指出“完善新型信息化、自動化檢測監(jiān)測設(shè)備計量校準標準，保障試驗檢測儀器設(shè)備計量數(shù)據(jù)的溯源性、一致性和準確性”。目前國內(nèi)尚未開展海上風電多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)校準方法的研究工作，亦未發(fā)布風電多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)的計量技術(shù)規(guī)范，為進一步落實國家戰(zhàn)略和行業(yè)發(fā)展的有關(guān)要求，促進海上風電安全監(jiān)測和智能運維行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)對海上風電多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)量值溯源需求，提高海上風電安全監(jiān)測設(shè)備的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)準確性，急需開展海上風電多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)計量校準規(guī)范的研究與編制工作，為海上風電項目建設(shè)保駕護航，支撐我國海上風電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。因此，制定《海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀》國家計量校準規(guī)范就顯得十分的必要。三、制定過程在全國水運專用計量器具計量技術(shù)委員會秘書處的指導(dǎo)下，規(guī)范承擔單位于2022年12月填報《海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀》的國家計量技術(shù)法規(guī)項目計劃任務(wù)書，2023年4月獲得國家市場監(jiān)督管理總局下達的制定計劃通知。收到文件后，在承擔單位的主持下，《海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀》起草小組于2023年6月組建成立并開始進行校準規(guī)范的制定。校準規(guī)范起草小組于2023年11月形成初次草稿，就規(guī)范中關(guān)鍵技術(shù)指標進行試驗分析與驗證，依據(jù)JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》，根據(jù)我國目前海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀的實際應(yīng)用情況與特點，結(jié)合海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀測量技術(shù)需求進行編制。對海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀計量技術(shù)指標與量值溯源方法研究，制定技術(shù)方案和量值溯源路線。通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)尚無海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀的國家校準規(guī)范，經(jīng)過起草小組多次討論，并經(jīng)多次試驗論證后，于2024年8月形成征求意見稿。四、編制依據(jù)本規(guī)范根據(jù)JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》進行編制，并在編寫中參考了以下有關(guān)文件：GB/T?20921-2007?《機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷》NB/T10920-2022《風電場工程風電機組基礎(chǔ)安全監(jiān)測設(shè)計規(guī)范》NB/T10918-2022《智能風電場技術(shù)導(dǎo)則》GB/T3811-2008《起重機設(shè)計規(guī)范》JJG?834-2006《動態(tài)信號分析儀》五、重點說明本規(guī)范對海上風電多參數(shù)監(jiān)測儀的計量性能進行校準，現(xiàn)對規(guī)范的主要內(nèi)容進行說明。1、范圍本規(guī)范適用于風電多參數(shù)檢測儀的校準。本規(guī)范主要面向風機安全計量需求，針對風機上安裝的風電多參數(shù)檢測儀開展計量校準工作。2、引用文件本規(guī)范引用了下列文件：GBT20921-2007機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷詞匯凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3、術(shù)語術(shù)語參照了《GBT20921-2007機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷詞匯》中相關(guān)術(shù)語的規(guī)定，在本校準規(guī)范中，按照制定的校準方法，對安全監(jiān)測重新規(guī)定如下：（1）安全監(jiān)測對風電發(fā)電機組支撐結(jié)構(gòu)的運行安全狀態(tài)進行連續(xù)監(jiān)測或周期性檢測和評估。4、概述本章節(jié)主要對風電多參數(shù)采集儀的組成、原理和用途等方面進行了簡要概述。風電多參數(shù)采集儀是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云平臺技術(shù)，用于監(jiān)測風電機組塔筒及其基礎(chǔ)運行狀態(tài)的模塊化系統(tǒng)，主要監(jiān)測振動、傾斜、腐蝕和應(yīng)力等參數(shù)，在風電工程中被廣泛應(yīng)用。風電多參數(shù)采集儀一般由數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)以及分析軟件組成。5、計量特性風電多參數(shù)采集儀計量性能的提出主要依據(jù)多種國內(nèi)外現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)、參考標準、廠家及使用單位咨詢、試驗結(jié)果，并結(jié)合了目前風電工程應(yīng)用需求和實際測量水平以及國內(nèi)自主研發(fā)產(chǎn)品的技術(shù)水平。風電多參數(shù)采集儀按照采集物理量劃分為電壓、頻率、應(yīng)變和波長。其中電壓采集通道性能指標參考了JJG?834-2006《動態(tài)信號分析儀》》、頻率采集通道性能指標參考了JJF1401-2013《振弦式頻率讀數(shù)儀》、應(yīng)變采集通道性能指標JJF1401-2013《振弦式頻率讀數(shù)儀》、波長采集通道性能指標參考了JJF1804-2020《布拉格光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀》考慮到校準工作需要在現(xiàn)場環(huán)境下開展，本規(guī)范對風電多參數(shù)采集儀提出計量要求如下：計量參數(shù)量值技術(shù)要求線性度速度±5%F·S應(yīng)變±2%F·S應(yīng)力±2%F·S角度±0.5%F·S重復(fù)性速度0.5%應(yīng)變0.5%應(yīng)力0.5%角度0.1%電壓0.1%示值誤差電壓±1%頻率±0.5Hz應(yīng)變0.5%波長±30pm頻率響應(yīng)誤差振動±10%應(yīng)變±10%角度±5%通道