【国家标准(GB)】 风力发电机组 噪声测量方法

ICS 27.180
中华人民共和国国家标准
GB/T 22516—2008/IEC61400-11:2002风力发电机组
噪声测量方法
Acouslic noise measurement techniques ofwind turbine generators systems(IEC 61400-1l.2002, Wind turbine generators systerns-Part ll:Acoustic noise mcasurement technigues,IDT)2008-11-04发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
-YIKAONTKACa-
2009-04-01实施
规范性引月文件
术语和定义
符号和单位
方法概述
测量仅器
声学测量仪器
非卢学测量仪器
跟踪校准
测岛和测尽程序
测量位置
声音测量
非声音测量
数据处理程序
背景噪声的修正
视在声功率级
1/3倍频程带声压级
指向性（选项）
9报告内容
风力发电机组待征-
自然环境，
仪器·
声学数据·
非声音数锯
GB/T22516—2008/1EC61400-11:20022
附录A（资料性附录）
风力发电机组哦声辐射的其他特性及其最化附录B (资料性附录)
附录C(资料性附录）
附录 D(资料性附录)
蚕考文献
图！麦克风安装图
图2麦克风和安装板
记录/回放设备的要求
端流强度评估
测量误差评估
图 3标准麦克风测盘位置的平面图图4定义R。和斜距R.的示意图
-YIKAONTKACa-
CB/T 22516—2008/1EC 61400-11:2002气象诞风杆的位置允诈区域的函数半面图图5
图6风速仪高度允许区域的截面图图7音调测量过程的流程图
.4.1+3
图8临界带中Lnx卢压级的示意图图9低于L+6dB标准的频谱线示意图图10掩蔽频谱线和L卢压级的示意图图11所有频谱线分类的示意图
-TiKAoNTKAca-
CB/T 22516—2008/IEC 61400-11:2002本标准等同采用1EC61400-11:2002风力发电机组且第11部分：噪声测量方法》（英文版）。本标准等向翻译[EC614C0-11:2002.为了便于使用，本标准做了下列编辑性改：-将“IEC 61400 的本部分\改为\本标准\-用小数点“，\代替作为小数点的逗号“，”除了IEC标准的前言和引言。
增加了本标准的前言。
-将\1范围\中的部分内容改为：“本标准规定了风力发电机组噪声的测量方法、测量仪器、测量和测量程序、数据处理程序和报告内容。
本标准适用于所有风力发电机组的噪声测量与比对。原范围内容改为注。免费标准bzxz.net
删除第2章中在正文里未引用的标准。本标准的附录 A,附录 B、附录 C、附录 D 为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标雅由全国风力机械标难化技术委员会月口。本标准起草单位：内蒙古农业大学新能源技术研究所、全国风力机械标准化技术委员会秘书处、国华能源有限公司等。
本标准主要起草人：田德、辛海升、韩巧丽、王建平、高辉。IKAONYKACa
1范围
GB/T22516—2008/IEC61400-11.2002风力发电机组
1、噪声测量方法
本标准规定了风力发电机组噪声的测量方法、测量仪器、测量和测量程序数据处理程序和报告内容。本标准适用于所有风力发电机组的噪声测显与比对。注：本标准挺供了测量程序，以表征风力发电机织噪声癌射的特点，其中包括在风力发电机组附近题盘位置处适合评价噪声辐射的副量方法。本标准给出的测量程序，在某些方面与减市噪声帝充中所采用的程牢不同。考虑到风速和风向的变化很大,前者更颤向于使风力发电机组噪声描述更加简便。测量步染的标准化也便于不同风力发电机组之间性离的比较。测量程序流供了一套违续而准确地测量单台风力发电机组噪声摘射特征的方法。测盘程序包括：声学测量位的定位！
声学，气象以及风力发电机组运行相关数据的采集要求！对获得数据的分折，数据告的内容；特定噪声辐射拳数的定义，以及环境评价时用到的相关术语的定义。本标准不限定用于某个特定容量感型导的风力发电机组。木标准中所给出的程存百以用于全面地描述风力发电机组的噪声辐射。如果在某些情况下不需要全面的副量，那么可以根据相关标准给出的方法进行测量，2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标推的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括谢误的内容)或订版均不适用于本标难，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T3241—1998倍额程和分数倍频程滤波器（eqVIEC601260：1995）GB/T18451.2—2003风力发电机组功率特性试验（IEC6140C-12:1998,IDT）IEC 60651:1979声级计
[EC60688：1992交流电信号转换成模拟或数字信号的电测传感器IEC60804:2000
积分平均声级计
IEC 60942:1997
7电声声校准仪
IEC 61672-1:2002
电声学声级计第1部分：规范
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
视在声功率级 Lw(dB,基准辅射源 1 pw)ppurent sound power level (i dB re.1 pwy被测风力发电机风轮中心处相当于基准辆射源为PW向下风向辐射的A计权声功率级，L4由6 m/ s~10 m/s间各整数风速确定。3.2
可听度判定标准L,(dB,基准声压 20 μPa）adibiLity criterion（血 dB re，20 μPa）由听力试验确定的与频率有关的判据曲线，它反映普通受听人对不同频率音调的主观反应。3.3
A计权或C计权声压级（dB，基准声压20μPa）AweightedorCweighiledanandpressureLevels（indB re. 20 μPa)
IEC60651中规定的用A或C频率计权测量的声压级，分别以L或Lc表示1
YIKAONTKACa
GB/T 22316—2008/1FC 61400-11:20023.4
指向性（dB）directivity(indB）测量位置2、3、4与基准位置1测得A计权声压级间的差值。各测量位置到风力发电机组风轮中心的距离应相同，如不相等需修正。3.5
掠射角）inclination angle（indegrees）麦克风座板平面与麦克风到风轮中心连线间夹角。3.6
基准距离 Re(m)）reference distance (in m)风力发电机组基础中心到每个支克风安装位置的距离3.7
rensereight(in m)
基准高度 Zrur(m)
将10m定为风速转教力
准条件下的基准高度。
基准粗糙长度 2
将0.05m定为
reference roughness lengsh Cin m)专换为标准车
条件于的成准相
声压级L（dE，基准声压20μPa)声压均方与量压（20%P）
id pressure level
20 μPa)
值的以19为庭的对数乘以10。
标准风速
wind speed (in m/s)
standardized
用对数风率线风速转换到标
气润带长
音调可听度4
整数风速是时
音值A（dB）
4特号和单位
La或 Le
tonal andibiity(in dn)
可听度翔定标准之间
y(indE
调的临平带内音调级
下的风速，
纯蔽噪声级之间的差值一.7.8.9.10.风轮直径（水平辅风力发电机组）或赤道直径（垂直轴风力度电机组）(m)
风力发电机组附近地面到风轮中的高度（水平轴风才发电机组）或到风轮赤道平面的高度（垂直轴风力发电机组）A计权或C计权声压级
各整数风速k的等效连续A计权声压级,起=6、7、8、9、10整数风速k时，转换到标准条件下并经背最噪声修正的等效连续A计权声压级，k=6、7、8、9.10
经背景噪声修正后，在测量位置“的等效连续A计权声压级，1、2、3或4背景噪声的等效连续声压级
第个风速下,第j个题谱中临界带内遮蔽噪声的声压级，j=1～12,很一6、7、8.9.10
第尺个风速下，第1个频谐中平均分析带宽的遮蔽声压级，j=1～12，是=6、7、（8B）8.9,10
TTKAONKAca
Ua、Ug
5方法概述
GB/T22516—200B/TEC61400-11.2002第个风速下.第1个频诺中音调声压=1~12,元一6,了,8、9、10风力发电机组噪声的等效连续声压级风力发电机组及背景噪声的合成等效连续声压级视在声功率级,k=6、7.8,9.10
量电功率
标称电功率
从风轮中心到实际测位置1的倾料距离,i=1,2,3或4基准距离
基准面积S.=lm
大气温度
大气蕴度
误差或分
轮毅高度（H)处的风速
从功率曲线推导出的风速
高度≥处的风速
标准风速
机舱风速仪测量的风速
临界带中心频率
大气压力
粗髓长度
基准粗髓长度,0.05 m
风速仪高度
风速基准高度,10
用于确定风测风塔位置允许区域的角度标准风速与测量风速的比率
第个位置的指向性,i=2,3 或 4
第是个风速下,第j个频谱的音值，起=6,7.8.9、10,j=1,2、3.--12掠射角
本标准规定了风力发电机组噪声的测量、分析和记录的方法。说明了仪器配置和标定的要求，以确保声音和非声音测量精确性和一致性，间时也说明了与声音辐射有关的大气条件定义所需的非声音测量。阐述了所有需要测量和记录的参数以及获得这些参数所需的数据简化方法，本标准规定的方法可测量单台风力发中机组从6可~10切/s整教风速时的视在A计权声功率级、谱和音值。此外还可以确定指向性。测量应靠近风力发电机组进行，以使地形、人气条件或风诱导的噪声影响最小。考虑到测试中风力发电机组的大小,使用与风力发电机组尺寸相关的基准距离R。测量中麦克风固定在置于地面的平板上，以减小由差克风产生的风噪音并使不同地貌的影响最小。在风速大范围变化的短期时段内，声压级测量应与风速的测量同时进行。测量风速须转换成基准高度10m和基准粗长度0.05m条件下的相应风速。确定在标准整数风速6m/s、7m/s、8m/s、9 m/s及 10 m/s 时的声压级用于计算 A 计权声功率级，3
IKAONYKACa
GB/T 22516-—2008/IEC 61400-11:2002本标推如果用于实际噪声辐射的检验，检验测量应在给定的标准风速下进行：--~现场10m高度年均风速士1 m/s作为最小风速。应记录最小风速时的三个整数风速和8m/s的值（如场地年均风速为4.8m/s，则采用4m/s、5r/s.6m/s和8m/s）。一如果测量中，在其他风速出现可听到的音调，这些风速也算在内。本标准也适用于当地法规或有关机构(制造厂案,开发商、业主)之间的合向要求的风速或风速范围内测量。
通过比较围绕风力发电机组周围的三个附加位置与基准位置副量的A计权声压级来确定指向性。资料性附录包括：
风力发电机组噪音辐射的其地特性及其量化（附录A）-记录/回放设备的要求(附录B)：-瑞流强度评估(附录 C);
—测量误差评估(附录 D)。
6测量仪器
6.1声学测量仪器
6.1.1等效连续A计权声压级测试设备设备应满足IEC60804：2000中1类声级计的要求，麦克风查径应不大于13mm：6.1.21/3储频程带频谱测试仪
除 1类声级计要求外，该仪器还至少应有 45 Hz ～11 200 Hz的频率范围，滤被器应满足GB/T3241-1998中1级滤波器的要求。1/3倍频程带中的等效连续声压级同50Hz～10kHz中心频率同步确定。它可能与风力发电机组低频噪声辐射测盘有关，此时需要宽的频率范围，如附录A所述。6.1.3窄带频谱测试仪
设备应满足IEC60651:1979中1类仪器频率范围20Hz～11200Hz的相关要求。6.1.4带有底板和防风氧的走克风麦克风应固定在一个硬质平板的中心位置，麦克风振动膜应垂直丁平板且麦克风轴线指向风力发电机组.如图1和图2所示。这个平板应是直径不小于1.0㎡的圆形板，由吸声差的材料制成，如厚度不小于 12 tnm的胶合板或刨花板或者厚度不小于2. 5 nam的金板，建议使用更大一些的板,尤其是地面松教时。如果这个平板出现升裂（即并非一整块板），虚期酌循说而定，各裂开部分虚在一个平面上，链小于1mr，缝隙应不在平板中心线上且与麦克风轴线平行，如图la)所示。地面安装的麦克风所用防风罩,应由土防风罩和次级防风罩（如有必要)组成，主防风罩由直径大约90m的半个泡沫球形开口壳构成，中心在麦克风振动膜片附近，如图2所示，当需要获取低颊高风速的信噪比时，可来用次级防风罩。例如,这种次级防风军可以白一个细丝球形框架组成,直径不小于 450 mm,外面罩一层 13 mm~25 mrm厚的开口泡沫壳，每10 mm间更有 4～8个孔,这个次级半球形防风罩应勾称地放在主防刚置外。
她果采用了次级防风罩，应记录次级防风罩对癫率响应的影响，并对此进行惨正。6.1.5声音校准
完整的声学测量系统包括录音、数据记录或计算系统，能够用麦克风上的声学校准仪在测量之前和之后立即进行一次或多次校准。该校准仪应满足IEC60942：1997中I类仪器的要求，而且还可用于特定环境中。
6.1.6数据记录/回放设备
数据记录/回放设备是测量仪器的一个组成部分，全部测量仪器应满足1EC60651:1979中1类仪TT KAONI KAca-
器的要求。见附录 B,
6. 2非声学测量仪期
6,2.1风速仪
CB/T22516-—2008/IEC61400-11.2002风速仪及其信号处理设备在风速 4 m/s~12 m/s范围内最大标定偏差应为士0. 2 m/s。风速仪应能够在测量噪声时同步的时间间随内测量平均风连。由于迎量中机舱风速设就地标定，通常的标定方法不适合于机舱艳风速仪，机舱风速技的润量由风力发电机组控制系统读取。机舱风速仪不能用于背景噪声测量。6.2.2电功率传器
电功率传感器，包括电流和电压传感器，应满足IEC60688：1992中1级精度要求。6.2.3风向传感器
风向传感器偏差应在二6范围之内，6.2.4其他仪器
要求有一部照相机和测量距离用的设备，测大气温度用的温度计，测量精度为土1：测大气压用的气压计，测量精度为11kPa
6.3跟踪校准
设备应由国家级或重点标准实验室定期检查和距踪校准，每种设备距离最近一次标定的最长时间简隔如下：
一声音校难仪（12个月）；
麦克风（24个月）；
一累积声级计（24个月）：
-额谱分析仅（36个月）
数据录制/回放设备（24个月）：风速仪(24个月);
电功率传感器（24个月）
如果声音校难仪作为累积声级计的一个部分被标定，则最长标定间隔可延长至24个月，如果仪器经修理过或怀疑失效或摄坏，应重新标定，7测量和测量程序
7. 1测量位置
7. 1. 1声畜测量位置
凌克风放在1个基准位置和3个可选位置进行测量，这四个位置应国绕风力发电机组塔架垂直中心分布,如图 3 所示。定义下风向测量位置为基准位置。在测量时各位置相对于风向的偏差应在士15以内，从风力发电机组塔架垂直中心到各麦克风位置的水平距离为R。，如图3示，允许偏差为20%，测量精度土2%。
如图4a)所示，水平轴风力发电机组基准距离R。由式(1)计算：R=H+D
式中！
H—从地面到风轮中心的垂直距离，单位为米(m)：D—风轮直径,单位为米(m)。
如图4b)所示，垂直轴风力发电机组基准距离R。由式(2)计算：R=H十D
YIKAOKACA-
（2）
GB/T22516--2008/1EC61400-11:2002式中：
H—一从地面到风轮赤道平面的垂直距离，单位为米（m);D赤道直径,单位为米(m)。
为了减少反射板放缘对减量结果的影响，应将友时板在地而上放平，板下面凸凹不平的土壤要铲平，如图4所示，掠射角应在25°～40\之间，这可通过在上述允许偏差内调整测量位置来实现。选摔测量位置时应考虑便于计算在何反射物所造成的影响，如建筑物或墙壁的影响应小于0.2dB7. 1. 2 风速风向的测量位置
检测用风速仪和风向传感器应安装在风力发电机组的上风向，高度在10m到风轮中心之问，风向传感器应效在距风轮中心2D1D距离之间。如果用力法2(见7.3.1.2)硫定风迷，风速仪和风向传感器安装位置的充许区感见图5所示。度由式(3)确定：
β= H(Pu-P)+ Pu
式中：
风速仪高度，单位为米（m），见图6；2ml——基准高度10m；
H——风力发电机组风轮中心或赤道平而的高度、单位为米（m），见图4；Pz --β角最大值,Ba = 90°;
Pain—角最小值,Pa=30%
测量过程中，检测用风速仪不应在其他风力发电机组风轮或其他构筑物的尾流内，风力发电机维尾流影响区域可延伸至风力发电机组下凤向10倍风轮直径经处，风速设和风向传感器的放置应使其互不干扰。如果标准风速10㎡/s以下，额定功率达到95%,而且选定了机舱风速仪测量方法，风速就由机舱风速仪测量。如果没有机舱风速仪，就需在机舱上装上一台速仪。对于轮毂高度低于0m的风力发电机组，可安装测风仪，高度大于11 m但小于轮毂高度,用于测量所有风速。7. 2声音测量
声音测量应能确定下列风力发电机组操声辐射相关的信息，测量应在整数风速6m/s、7m/s、8m/s、9m/s和10m/s10高处的风速，粗长度为0.c5m）时进行：视在声功率级；
1/3倍频想带声压级1
一音值，
其他测选项包括指向性、次声.低频噪声和脉冲。7.2. 声音测量要求
全部卢普测量应满足下列要求。整个测量系统内的仪器均应在测试前和测试后或差克风换位断开期间至少进行一次标定。所有声信号都应记录和储存，以供分析。应去除间歌背景噪声干扰（如来自飞机的）当风力发电机组停机时，使用同样的测量设备，在每组测量风力发电机组噪声之前或之后，在相似风说下立刻测量背景噪声。在测量背景噪声时，应尽力做到者景声音的旋量能够代表风力发电机组噪声辐射测虽期间发生的背景噪声。测墅时风速围应尽可能大。为获取足够的风速范围，有必要做若干组的测量。另外，对每次声音，应满足下面的要求。7. 2. 2基准位翼 1 的声音测量7. 2. 2. 1A 计权声压级
风力发电机组噪声的等效连续A计权声压级应在基准位置测，该测量与风速的测量间时行6
-TTKAONhKAca
GB/T22516—2008/IEC61400-11:2002每组测量应不少于30次。每次测量应不小于1 min,每个整数风速的测量至少应进行3次.风速波动在士0.5m/s内。背景噪声测盘总计应不少于30软，对应的风速应包含1.选的风速范国，7.2.2. 21/3倍频程带到量
基准位置风力发电机组噪声的1/3倍频程带频谱由至少三个频谱平均能量来确定，在各个整数风速的测量时每饮至少进行 1 min,至少应量中心频率 50 Hz~10 kHz的 1/3 倍频程带。风力发电机组停机时背衰噪声测量应满足同样的要求。7.2.2. 3窄带测量
对每个整数风速，至少带要 2 min的A 加权风力发电机组噪市和背最骤声。这个 2 min 要尽量接近整数风速，如果测量中没法应用A加权法，可报据IEC61672-1:2002将线性赖谱转换成A加权频谱。
7.2.3位置2,3和4的声意测量（选项）非基准位置的风力发电机组噪声等效连续A计权声压级通过下列两种方法之一来测量第一种方法（推尊使用），非基准位置上的测量与基准位置上的测量应同时迅行，三个非基准位置的测量可以单独进行，但它们中的每个测量均应与基准位置同步进行，每一位置的声压级应是每次不少于1 min 的 5次测量能量的平均值,5次测量时间段内的平均风速都应接近 8 n1/s。背景噪声测量也应为5次测量的平均能量，每次测量时间至少1min。第二种方法不要求同步测量，各非基准位置上风力发电机组噪声等效连续A计权声压级应为至少10 次的平均能量,每次测量至少 1 min,并与风速同步测量，测量中风速 us 应在 6 m /s~10 m/s 范围内，且至少25%的测量在8 m/s以上和至少25%的测量在8 m/s以下进行。在风力发电机缇停机状态下，至少进行10次背景噪声测量，每次测显至少1min，并计算10次测量的平均能量，
7.2.4其他测量（选项）
为了量化噪卢摘射的其他特性，建议进行更多测量，尽管本标准没有介绍这些测量的详细过程。其他特性包括次声辐射，低频噪声，宽带噪声低频调制，脉冲或异常声音（如变声、杂音、尖叫声、呼鸣声），噪中各种冲击（如擅击声、卡嗒声、砰然声），或足以引起人注意的不规则噪声。关于这些特性的讨论和量化方法的介绍见附录A，这些测量不能被统一认识和接受，故仅以指导性资料给出。7. 3 非声育测量
7. 3. 1风速测量
风速由下列两种方法之一确定，方法1为首选方法，也是认证和广认同的测量方法。7.3.1.1方法1:由电功率输出和功率曲战确定风速功率曲线对应于轮毂高度的风速，对于大多数风力发电机组，风速可由测量电功率输出来确定。风力发电机组在达到最大功率输出点之前，声级测量值与电功率测量值其有很好的相关性。通过功率与风速之间关系曲线，由电功率值确定风速，功率曲线最好根据GB/T18451.2的方法测量获得，展好是相同的风力发电机组，即同型号同结构和相同调整的风力发电机组。功率曲线应给出轮高度处风速与风力发电机组(在温度15亡和101.3kPa标准大气压下)电功率之间的关系。电功率应是噪声测量时段内的平均电功率。在噪声测盘期间，当风力发电机组运行在最大功率点以下时，是利用功率测量值和风力发电机组均率曲线确定风速的方法。熬而应注意背景噪声测量时，应安装在至少10m高度处的风速仪进行风速测。
记录风方发电机组输出功率，确保噪声采样期间内功率值不超出最大功率的95%。请注意，尽管风力发电机组的输出功率低于95%的最大功率，但其所对应的风速可能超过额定风速，通过检查所测量的风速可以发现这一问题。
对于被动失速控制的风力发电机组，噪声员盘期间内的量功单应利用式（4）转换到标准大气状态TKAOiKAca
GB/T 22516—2008/IEC 61400-11:2002下的功率：
我中：
标准电功率，单位为千瓦（kw）：测量电功率，单位为干瓦（kw）开氏空气温度，单位为开(K)，T=T—273,摄氏空气温度，单位为摄氏度（）：参考温度，Tr=288K;
大气压，单位为千帕（ka)：
标准大气压，pe
功率曲线上P。所对应的风为
风轮中心高度处的风速，应转换到10m高度及基准粗髓长度下的风速，如式（7)所示。
度电机组
对于主动功率控制的
式中，
轮毂高度处的修正风递
由功率曲餐得出的风速
单位为
轮毂高度处的风速应转换
国建功率的标推
如果对应95
的风速．
7. 3.1. 1.1机舱收法
度处的用
每秒（m/s）
米每秒（m/s）
据式（5）修正：
---(5)
1高度和基准翔就长更下的标准风速，妞式7所示。m/9，可用下面诱种才
法之一来确定95%额定功率以上
对于5%~95%额定功率之间
所有数据点，可利用机舱风速%利由功率测量确定的轮毂高度的修正风速的线性可U来确定。
过被动式关速风力发电机组，轮邀高度的修正风速拍是从功率曲线获取的风速UB。而动
的风力发电机组
功率控制商
请由式（S）确定
95%额定功率以修正风速
車经对机舱风速
7.3.1,1.2±因子法
来确定。
应月线性回归法
从95%额定功率以
率的量据点，能得出标准风速与测最风速的比率。利用这个比值是通
过公式(（6)可估算出 95%率以上各数据点的测量风速，U, = ku,
标准风速,单位为米每秒(m/s)
风速仪在高度上所测量的风速，单位为米每（m/s-(6)
应首选机舱风速仪方法，因为通常机舱处风速电功率输出之间的相关性优于轮载高度以下测量的风速，
7. 3. 1. 2方法 2:用风速仪测量风速如果用风速仪测量风速，风速测量结果应修止到10m高度和基准粗糙长度下的风速，如式（7）所示。
采用风速仪在10日高度与轮载高度之间某一高度处进行测量也适合于背景噪声测量，当风力发电机红停机时，风力发电机组机舱上的风速仪可用于风力发电机组的噪声测量：应收集风速数据并计算噪声测量相同的时段内的平均值。7. 3. 2 风向
风向由风向传感器测量，应确保测量位置在上风向，并与机舱方位保持在15范围内，测量风速仪8
-KAONTKAca-
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