前言
近年来我国风电产业发展迅速，但行业内竞争也越来越激烈，风力发电机（风机）价格不断走低，各整机生产厂都在想方设法在保证风机质呈的同时降低生产成本。风机的吊装成本在风机的总成本中所占的比重很大，如果因质量问题需要二次吊装，这对整机生产厂来说将是一个重大的损失。
同时，我国北方的风场，特别是东北、内蒙古地区，冰冻期较长，一年中适合风机吊装调试的时间有限，而且风场条件艰苦，因此严格地进行风机出厂测试，保证产品质世对减少风场调试的工作最、减少调试时间将大有裨益。
风力发电机组的出厂测试正是为了尽早地发现并处理存在的质虽缺陷，保证风机在吊装前处于合格的状态，并在厂士提前完成一些调试工作，减少风场调试的工作量。
本文就向大家介绍一下—套典型的风机出厂测试方案。
1、偏航系统试验
偏航系统也称为对风装置，是风力发电机组特有的伺服系统，由偏航控制与检测部分、偏航驱动机构和扭缆保护装置三部分组成。偏航系统的主要作用有两个：
（1）与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能；
（2）提供必要的锁紧力矩，以保障风力发电机组的安全运行。
偏航试验台原理图见图1。
试验台由控制台、液压站和支撑架组成。控制台应具备控制偏航电机软启动、换向、停机等功能，并向偏航电机和液压站供电，同时还应具备测量和显示各个偏航电机的电压和电流的功能。液压站应具有调压功能，以调节制动器压力。支撑架应能对安装了偏航系统的主机架牢固支撑，且不干涉偏航大齿圈的转动。
试验对象和方法
对安装了偏航电机、减速箱、偏航轴承和制动器的主机架进行测试。通过调节液压站压力来模拟偏航刹车部分打开和完全打开两种制动状态，再通过改变电机转向来模拟左偏航和右偏航。
试验内容
通过测量电机的电和电流，计算电机消耗的功率来考核系统是否匹配、制动载荷是否合格、电机是否满足载荷要求；
通过测量电机、减速机的温度来考核其温升是否合格；
通过测虽偏航转速来考核其是否满足设计要求；
通过对比几个伺服电机电流大小来判断其载荷分担是否平均，考核偏航系统的安装是否合格。
试验合格后才能进行下一步组装，因此偏航控制及检测部分的测试将放到整机静态测试中进行。
“此试验方法不能测试偏航轴承的承载能力和实际运行中风机的惯性、空气（风）阻力对偏航系统的影响。
2、变桨系统试验
变桨系统安装丁轮毂中，用于控制叶片的桨距角。风力发电机组变桨系统的执行机构有液压和电动两种。液压控制系统具有传动力矩大、质量轻、刚度大、定位精确及动态响应快等优点，能够保证快速、准确地把叶片调节至预定桨距角。但液扭变桨机构比较复杂，存在非线性、漏油及卡塞等现象，电动变桨距系统可以克服这些缺点，桨距角的变化通过对伺服电机的控制来实现，其结构紧凑、控制灵活、工作可靠现今大部分兆瓦级风力发电机组都采用电动变桨系统。
变桨试验不需要试验平台，只要给其主回路供电，并模拟主控给变桨系统提供其正常运行所需要的电气逆变器（EFC）等几个节点信号即可。同时需要基于变桨控制系决的上位机软件，软件中应具备变桨基本动作的控制、编码器等信号的置位、复位和显示等功能。
试验对象和方法
对除导流罩外的所有零部件都已完成安装的轮毂进行测试。给系统供电后，将计算机与变桨系统连接，并用上位机软件进行调试。
试验内容
检査柜内加热系统是否能正常工作；
检查变桨系统采集的所有信号是否准确，如柜内温度、后备电源温度、电机温度、编码器读数、EFC状态、电机电流、限位开关状态等；
调整叶片锁接近开关；
对编码器置位，并调整、固定限位开关挡块，使系统触发第一级限位寸，桨距角在91°左右；
检查推桨、顺桨、紧急顺桨等基本变桨动作能否实现；
检査变桨速度是否满足要求；
检査变桨宏位精度是否满足要求；
检査变桨系统的安全保护功能是否正常；
检杳润滑系统工作足否正常；
检査后备电源容量是否满足紧急顺桨要求等。
“考虑到试验的成本和效率，以上试验内容仅在空载（无叶片负载）下进行，因此无法测试变浆轴承和电机的承载能力。
3、整机静态测试
风力发电机组整机的控制系统由主控柜和机舱上的加热器、风扇、传感器等器件组成，包括变桨系统、变流器和机舱各器件。现今主流的兆瓦级风力发电机组的控制系统（不包含变流器和变桨系统）结构复杂，主要包括发电机部分、齿轮箱部分、偏航部分、安全链系统、主轴偏航润滑系统、液压站、机舱加热器、百叶窗及外围传感器。
整机静态测试不需要试验平台，只要给主控柜提供控制电源即可；同时，需要基于主控PLC（可编程序控制器）的上位机测试程序，用于各器件启停的控制、传感器数值的显示等。
整机静态测试是风机出厂最重要的检查，可直接检査出风机的组装及各器件质童是否合格，大大减少了风场调试的工作量。
试验对象和方法
对除气象桅杆、百叶窗、机舱罩以外所有机械及电气部件完成安装的整机机舱进行试验。给主控系统上电，用测试软件连接主控PLC，然后分别对各部分进行测试。
试验内容
（1）对机舱上器件的安装进行确认；
（2）对主控柜的柜体内部和机舱上各器件进行功能测试；
（3）对重要整定参数的器件进行参数整定。
具体的内容：
① 测试柜内的加热器、风扇、照明灯是否正常；检査不停顿电源（UPS）电压是否合格，状态是否正常；对柜内空气开关等低压器件进行整定。
② 测试发电机风扇（如果有）、加热器、润滑泵是否工作正常；检查发电机内部热电阻（Pt100）温度计读数是否正确；整定润滑泵润滑时间、时间间隔等参数。
③ 测试齿轮箱风扇、加热器是否工作正常；测试润滑油泵，检査润滑油管路和油压是否正常；检查齿轮箱热电阻（Pt100）温度计和其他传感器读数是否正常。
④ 检査偏航编码器，并整定偏航扭缆开关，测试偏航控制回路。在测试偏航电机控制冋路时，只需在主控柜输出端子排测量电压，不可带电机测试。
⑤ 检査各安全链信号能否正常输入输出，手动触发安全保护，检査机组安全链系统能否正确响应。用同样方法检测其他器件，并做相关整定。
⑥ 百叶窗、风传感器等未安装的器件需专门批量测试。测试百叶窗回路时，只需要在主控柜输出端子排测量电压；测试风传感器时，只需用一个合格的传感器接入，检査模块读数是否正确。
4、整机动态测试
整机动态测试指的是将已完成静态测试的风力发电机组（包括变流器）安装到试验台上，通过试验台拖动系统代替风轮来驱动风机主传动链运行进行的测试。整机动态测试是厂内测试机组传动链和发电机、变流器并网、发电性能的唯一方法。
整机试验台的基本结构见图2。
基本原理：由驱动变频器驱动拖动电机，经减速齿轮箱减速后，拖动风力发电机组传动链，为机组提供扭矩，进而使发电机发电，并通过变流器和变压器并网；同时，需要编写基于主控系统的上位机监控软件，对机组运行状态进行监控。
试验对象和方法
对完成静态测试的机舱和变流器进行测试。将风力发电机组机舱和变流器安装在试验台上，完成机械连接和固定，并接上动力电缆。调试变流器与主控柜的通信连接，使用上位机监控软件对机组进行监控。根据需要来改变拖动电机的转速进行各项测试。
试验内容
将变流器与主控系统联调，并在拖动状态下对机组的传动链、变流器的并网性能、机组的电能质量进行测试：
（1） 测试主控系统与变流器之间的通信，确认各控制字符一一对应，收发正常。
（2） 控制转速由低至高变化，直至发电机达到额定转速。在此过程中检查发电机、齿轮箱和主轴有无异常震动或噪声，并监测发电机、齿轮箱和主轴前后轴承的温差，考核主轴与齿轮箱、齿轮箱与发电机间的安装情况。
（3） 调节发电机转速至并网转速，控制变流器并网，测量并网切入电流的大小，并观察机组在励磁、并网过程中运行是否稳定。
（4） 参考发电机的功率曲线，设定发电机转速和扭矩，测量机组发出的功率，并与理论功率对比，间接考核变流器的效率和控制精度；同时，对比实测的和变流器内部测得的功率值，如果相差过大，箝对变流器的功率测量进行修正。
（5） 在热态下使机组满载运行，测量输出电能的电压谐波、电流谐波、频率等参数，看其是否满足设计要求。
参考文献谭启胜。 兆瓦级风力发电机组出厂测试方案。 发电设备。 2012, 26.
