【国家标准(GB)】 风力发电机组 功率特性试验

GB/T18451.2—2003/IEC61400-12.1998本部分等同采用TFC61400-12,1998风力发电机组第12部分+效率特性试验3本部分的编写格试和规则符合GB/T1.12000.保了1EC61400-12.1D38的前言和引言同时增加广本标准的“前言”。
本部分的谢录A、附录C是规范性附录，附录B,附录门是料性附录。本部分由中国机械工业联合会提山，本部分由全国风力机械标准化丧术委员会归口。本部分质责起单单位，会国风力机裁标化技术要员会秘书处、华比电力科学研究院，本部分士娶起草人王建平、李秀菌、涨世烹，T
GB/T1845T.2--2U03/LEC61400-12.1998IEC前言
1.IE（国际电工委员会）总出各国电工委员会（IE国家委员会）链成的世界标准化委员会组织。IEC的崇会是促进电气和电子输械有关标准化问题的国际间会作。为了这个宗开展其活动，I心发布图际标准。标难的市定工作委托翁技术透员会何F：国球委员会对裁及的项月品兴趣的评，都可以委加该项月的制定工作。与[EC建立丫联络关系的国际的，政府的和非政府的组均可如制定工作，E与国际标准化组制（IS)根据满个组划间确文的势条件，密也合作。
？，技求向的正式决议和协议，尽而脂地表选国际闻对有关项目一致的观点，因为每个技术委员会都是出对该阿题感兴趣的国家委员会代表组成的，3.制定的文件推异给国际上使用+并以正式标准形式.技术抵告形式或技术指导文件形式发布，这些文件：在某种意义上讲，窦由各再家委员会认可。1，为了促进国际间的统一，各1E心国家委员会应明确，在其再家和地区性标准中应最大限度地来用EC国际标准。IE国标标准与相应的国家或地区性标准之间的差异，部应后者给以明确指出：
5，正心不提供其标准制定及批准过程说明，也不对任何设备宜称的与某一标准相一效的说明承挝责任，
6.应注离木国际标准的荣些部分遍于专利项目的可能性，1EC不负监别这些专利项目的责任国际标准FE61-1甚由[EC第88技术委员会，风力发电机组工作组制定的。该标难版本基于下到文件
38/85/FIS
投举报告
S3/U/RVD
在上表指出的投票报告中可找到本标准通过认可的全部信息。本标准的丹外语言版可能在以后发行。附录A和附录心是现范性附录，
附录B,附录和附录E是资料性附录。引言
GE/T18451.2—2003/IEC61400-12：199864012的日的尽据握供·种统·的方法以保证对风力发电规期动率持性的测量和处析的可靠性和准遍性。本部分将适用于，一满足生产厂末确定风力发电机组的功率特性要求，满足购类者确定力发电机组的功率特性要求：风力发电机组握作者，他们要求照证制造商的声明。风力发电机组的设环者或问整者，地们必须准确地和公正吨确定风力发电机组的功率输出特性，该特性应符合其规范或特定要求，本部分东风小发电机组的功率特性的测盘，分析利报告方面提供指导：本部分将使从串风力发电机组的制益，安装、计划、运行和些理的望织收益。本部分所推举的准通的测和分析括术应适用于所有克面，以保证风力发电机组的使用和发展有益于环境，希垫本部分所提供的起量和报告的步可提丧准确的练果面且其他人也脂间样获得这一结果。然前，遗者应注蓝您地标定方诺总相当薪的。现在尚无充分的证据证明它能对所差感地特别是查杂地形的场地提供准偏的结果：本方法的一部分是其于应用对测耳的误差Ⅱ算，在互杂地形条件下，声明站采是难确的是不够的，因为误差的标准偏差会是1%15%。样来针对这些问题要开发一个新的测量标证。
1范围
GB/E18451.2—2003/EC61400-12.1998风力发电机组功率特性试验
本帮分规定了测试单台风力发电机制功必持性的方法，井适用十并农电的所有类型和舰格的风发电机组的试验，
本部分适用于确定一风力发电机组的绝对功率特性，也适用丁酬定不同结构的各种风力发电机组功率特性之间的差异。
风力发电机祖的动率特性由测定的边率曲线确定，并用来信计车发电量（AEH）.测得的功率曲线由果案的瞬时成速和功率输出值确定，此项试验应在验场有足够长的测量时间，并建立在有效的统计数捌库的基础上，该散据4应覆盖定的风速范用和务种风况条件，年发电量利用测得的功率曲线对应工靠考风需频率分布计算战得，假设再利用*为1路、本部分描逆一个测量方法，这种为法要求测量的协率曲载和导出的年发电单应由补充误差及共综食影响性证
2凝范性引用文件
卡列女件中的条款通过GB/T1A151的本部分的引用而成为本部分的秉款，凡是注日期的引用文件，其阻后所有的静改单（不包括制误的内容)或接订版均不适用于本部分，整而，敢励根据本都分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本，凡是术注日期的引用文件，其录新版木适用于本部分。
GB/T 120%=
电压惠器（eq1EC60186：1587）GH/T1208电流互燃器（c9EC60185.1587）交流电量变换为概拟量或数疗信号的电测单变送器（idIE6688，1992)GB/T138503
1S02533：1975标准大气正
3宽文
下列定适用下本部分。
精度aeruracy
被量物的测量值与其实值的接近程度。3.2
年发电量fanual toergy productlun利用功率曲线和轮整商不同风逆瓶率分布估算将到的-台风力发电机载年引间内生产的全部电：计算中供过可利用率为100%。3, 3
可利用率availbilily
在基一期闻内，除去风力发电挑组因维整或故障未工作的时数后余下的时数与这期内总时数的比值，用百分比表示。
重亲地形camplexterraia
试整场地周制高地形显著空化的地带或有能引起气流晓变的障碍物的带：CB/T18451.2——2003/1EC61400-12.19983.5
敏据姐data set
在规定的连续时段内采集的数据集台，3.6
巨商常繁distance coastant
风速仪的时而响底指标，当风速仪指示值为共气总值63%时，通过风遗仪的宝气陷径长度，3.7
外推功率曲线extrapolaledpowerclrve用估计方法对演出的功率此线以测景的最火风速延伸到切出风速，3. 8
气疏魔变floudiktaitinn
由障碍物、地形变化或其他风火机引起的气疏改变其结果是相对自由来流产牛了信高，造成一定科度的风速测量误养
自由流风遇freestreanwindapeed通带指抢轻商度，未裁扰动的自数空气湾动速度，3.10
轮效高魔（风轮）hnhheight（wtndturhines）从地面到风轮扫掠而中心的商，3.11
测量功率曲超
mrasured pawer curve
用图形和表格表示的接正确行活测试，正和标准化处理的风力发电机组净电功率出，是酬量风速的函教关系，
mesgurenent period
测周期
收集功率特性试验中具有统计意义的基本数据的时段。3.13
测量奥区
measurement sectur
测取测虚功率曲所需源据的风向菌区，3.14
比思法metbod uf hiny
将实验微据接风独间隔(lius)分组的数据处理方法性，在b内数疑组效感采样数与它们的和都基记举下来，并计算出而in内平参效位，3.15
net electrir power autpud
净电功率输出
风力发电机组输送始电网的电动率值，3. 16
降碍物obestacles
邻近风力发电机组能引起气流变的固定物快，如建筑物、树殊，风力发电机组，3.17
蒙距角pitehangle
在指定的叶片径向忙登（通常为10%叶片率径处)叶片弦线与风轮旋转再之间的夹角。2
功率系数parercoefficint
CH/T 18451.2--2003/IEC: 61400-12:1998净电功率输出与风轮扫掠面上自由来流应有的功率之比。3. 19
功率特性pawer perfarmance
风小发电机组发电能力的表述.
翻定功率ratedpwE
正带工作条件下、风力发电机组设计要达到的最大连续输出功率。3.21
staadardmacerbainty
标准课益
用标准方差表示的测盘结果误差9.2
扫西积
sweptare
垂直于风关量半雨上的，风轮施转时叶尖运动所生成圆的披影面积。3.23
试验场地Irst site
风力发电机组试验地点改周用环境。3.24
融盖保差
uneerlainly in mcasurebedt
关系到测量结果的，表征由测量选收的量值合理高微的参数。4符号和单位
风小发电机组的以轮扫掠面积
年发电量
谢得的大气压的10min平均值
一个象数的（偏微分）敏感性系数在 bin :中的功率系教
风轮直径
笋效风轮直径
附近的正在运行的风力发电机组的风轮直径在一个以速间隔卧内风速的相对发生频率风速的瑞利守布函整
障碍物高度
障碍物质
风力发电机组与测风灯之间的毕商风刀发电机组或测风杆与障物之间的距声风力发电桃组或测风托与附近的正在运行的风方发电机组之间的距向
每个bin中读差分量的数量
A类误差分量的数量
B误差分鼠的数量
bing 的数甘
CB/T 18451.2—2003/IEC 61400-12,1998Ni
5蜡写
6测试紊件
一年的小时数，约等干5763
在bin中1心min教据组的数量
在一个10min期间拍处理款据组的款量仙处理数抵组的取样数据的数量在bin中正常的平均功率输山
正常的功率输山
在hin：中据组正带的边率换出
测得的10nin平均功率摘出
气体带数
A类误整分量组成
测得前10min平与人气绝附温度
B类误差分量组版
计的年发电最统合标准误券
在bin中功收的练含标悔误差
轮教高度处年平均风连
在bini中正常的平均风理
止常风魂
在bin；中；数据组的正常风速
得的min平均风速
预处班时间段的平均多教值
10min的半均多数值
相关系数
专考大气密理
导山的i0min平购大气密度
新处理李数的标准方费此内容来自标准下载网
在bin丨中止常的功率据的标难方差10min的平均孝数怕的标准克差
风方发出机组
U/(kg · K>]
[kg/m]
[kg/m']
关于风力电机组的边率输出测成的特定试验录性应该在遗试推告中和有关的文计中加拟很好的说明，委见第10章的有关内容，白.1风力发电机姐
按第1D章中所播逆，对将要测试的风力发电挑应该在文件中对其机组构进行难确的说明。6.2试验场地
在试验场地上风力发出机组的附近要安装气象测风杆，以确定吹问试脸的风力发电机组的风速值。试验好地可能会造成建所测风小发电机组给出功率的影响，独别是由于气滤畸变可能造成的测风杆上的风连与风力发电机上的风速值不同在避行测试之前，需要对试验场地的气流时变情况进行评估，以便：4
-选择气象测风杆的发装位置！
确定食适的风速测量用区：
估算出合理的气流畸变修正效
评估由于气流晰整造成的误差。以下因事必须加以特别考患：
地形变化：
-其他风力发心机组，
库碍物（建筑物树林，等等）
GH/T18451,2—2003/1EC61400-12.1998有关试验场地的情况应该按照第10意的要末提供可靠的撒告。6.2.1气象测风杆的距离
在安装气算测风杆时，函学特别法其安装统，尽盘不粤太靠近风小发电机组：因为丧风力发电机组前方的风速值费会降黄，相反也不要商风力发电机组太远，国为这样会选感所测量的风速值与风力发心机组的功事输出相关性减小。酬风杆所处位置与风力发电机组的距离应该为风力发电机组风轮直径D的2倍~-4倍。整建议果用风轮直待V的2.5倍为宜：测风杆必须设整在所选择的测盘扇区内。对于垂直轴风力发电机组其P值应诊选择风轮最大的水平自的1.S倍，围1给出了气象副风杆与风力发电机组之间的间隔距离要求，并推荐了气象测风杆与风力发电机组之叫的谢离，为2.5倍风艳直径。谢风开在4/
发电款圳之间
，推为2.
6. 2. 2测量通区
风力发电
最人测量期区
由子风力度电机
组高真风
轩干税期区属
思危就向肥研景人
2，108
图1气款测风杆的距高和最大光许测量扇形区域D,25r
测量帝区方向上应书除主要障碍、地魏变化或其他风力发电机组，既要商开试险状态风力发电机组，又要离开气象剂风托。
由了在试验风力发电机组尾演内的气象测风杆距离是2借2.5倍和4倍风轮自径，抹除在千扰房区之外，如册1所示，试验以力发电机组和气象风打之间，以及所有相邻风力发出机组和障码物之间所有距离，用附录的方法决定除均方面流的影响，5
GB/T18451.2—2003/EC61400-12,19986.2.3由于气筑畸变试验烦地引起的督正票数和保差如果试验场地满足谢录A规定的要求，那么不需对场地做进-步分析，也激有必要有气剪变修山：系数：如果气象测风杆安装位置距商风力发电机组2倍~日倍风轮直径时·虚取2%测量风速，当其距离为3倍一4格风轮直径时应取3%测量风递，作为由于场地气象畸变引起的谨用标难误关，如果试验场地不满足附录A规定的要求，惑要求由试验场地气滤时免引起误茎较小时，那么需对试验场地进行标定，或用三维流模型对试验场地进行分析，对这种有关类型障地形应审查批准后方可试验：
如果一个试将场地进行丁标定，应用附求B推荐的方达。应，实区的气靠时定够止系数，确定试验务地够正的标准误差，应不小于在整个测量前区内求得大炼正鼠的1/3，井且6\府区内案中主导试龄风间
如果进行试验场地理论估算的悠正系数·采用有效的三维流模型，挪么虚用的前区位小士或举十31°，确定场地够正标准误差，应不小于在整个酬过扇区内求得录人静止正量的1/2，片且在试验主风方向的60朗区内，
尽肾在·个风电场内，为确定单个风力发电机组的性能特性，可采用附求>场地标定方法，但必须审视克地形与其估算结果的一-致性。7测试准备
7.1电功率
测取划力发电机组的净电动率应采用功率测量装置比如：功率变送器）变立弃测量料相的电流和电压的基础上。
电流互感器精度级别应符合《B/T1208的要求，如果需要电压互感盟进行电压测量时，其柄度虚符合B/T1207的要求：建议这两种互感露的精度应为0.5级或更商。如果功率测量采用功率变送器，其测量精度应符合GB/T13850的整求，议共精度选历C，5级或更尚，如果不采用动率变送器进行功率量，其测量幕应该等同于动率必送器0.级的精度。测试装过的量程应设骨为可以测量风力发电机组输出的最大的正负期间的样值，这重议效片风力发电机额定输出功率的一50%一200必作为功率的满量程测量范围，在测盘过程中，必须随时观亲所有测量数据，以确保被测效据不出酮仅端的T作范困。功率测量收器应安装在与电网施接的地方，确保所测量的功率为以力发电机组输间电网的净有功功求值。7.2风速
风速副单应来用风杯式风速议，并且要正确地装在测风杆上与风发电机组轮毂中心的高皮相同，此处风速仪所测的气流应该能够代表自出吹面并贴动风力发电机组的流速度。风速测量应该果月具有小于5Ⅱ距两需数的风杯式风速仪，其标定值在整个卿量周期内维持不变。风速仪的标定应该在功率测且之前和之后进行以达到可追期。第一次风速仪标定叫以亦原位母与另一标定过的垒考风建仪比较进行，在测试期间应与轮数中心高度上安装的风速仪相差1.5m～2Ⅱ地女所安装的垂梦风遵仅进行对比。在标定过中，风速仪的安装情说必须与动率测盈过程中所用的以速仪安装环境相同。慈后需要标明功常测量中风速假的误差。风独仪应渗安表在与轮慰高度相差小于士2.5必的位置，最好安装在测风打竖直杆的顺帮。如果尽品安装在部时·也可以安装在固定于测风杆上的横杆上此时风违仅应处在指向主风向的位置工。在安装别成仪时·查该注声帮近其他测风仅可健产牛的扰流的影响。为了减少这种影，在鉴直方向的任何横杆与测风仪的距离至少为摘杆肖轻的7倍以土，而在水平力间测风仪与圆风打的距离至少应为同等高度处测风杆最大直径的7倍以上。测风杆必缴是管状详形或桁架型结构。附妊不应安表任何可以致下扰或影响流向测以仅气流的仪器，为了表示风速果用了邮些恢正系数，如由于地形引起的气流齿变，应有清楚的光录，。还度根召和估5
CB/T18451.2——2003/TFC:61400-12,1998算举正的误差，典型的整正误差是应不小丁解正与末静正值之差的一半，7.3风向
风可以采用尾翼式风向测试仪进行测量，应安装在与轮毅中心高出相差1心%的范围内。安装时必研避免与风理测鼠仪之间的相互下扰，风间测试仪的绝对精度应高于5°。7. 4空气密度
空气密度应该通过酬量气期和气压果用公式（3）计算缺将。在气温非常的情况下，避设测量空气相对漫度对计算的空气密度进行修正。气测尽传感器应该安装在离地面10m以上的地方。但最好安装在气象测量杆上接近轮规中心商度的地力，以更好地反映轮教中心处的盘度值，气正传患器应该安装在气象测量杆上接近独测轮极中心高度的地方，以更好地反映轮毂中心处的气压值，如果无送安装在轮毅中心度附近，测必氯深用TS23的有关定对所测得的数据进行楼正。
7.5降水
为「区分在十燥和测漫两种气像务件下刹单的不同，在风力发电机组测试金过程少，必纳监测大与的降水情况。此监测情况应该在测成报告中明确说明。7,6风力世电机组的塔行状率
应该监测至少一项能够反快风力发电机组运行状态的，状套信单应被用在确定风力发电机组可别用性的过程中，
7.7撤据采肇系统
数据采集系统应具备每个阅量通道的采样速率至少为0.5Hz，以便进行测量数据的采与所处理，
安装的数据库系统应进行每一信号的终竭到效端的标定，但原则上救据采单系就本身的误差与按感器所产生的误差相比可以忽略不计。名测试方法
测试方法应按系列明确的标准要求采集数据，保证收集足够数重的、具有高质量的数据，以摘确地确定风力发电机组的功率输出特性，测试报告的起草应该按照第10章的要求进行，报告中应该提供测试疗涨、测条件等。
测试数据的误差情况应该按服录中的说明加以版述，在测试的全过我中，必须定期对滤试的数据进行检金，以保证所测数据的质量度测试辅来的可重复性。与此同时，还应该持缺进行测试记录灵，以记录功率辅出特性制试过程中所发生的重要率件。日.2风力发电机组的运行
在测试过程中，风力发电机维应该按其快用手册所递正常运行，不得对机组逆行任刺形式的结构更收。而风力发电机组不工作时的激据应该测除：8.3数据收集
数据的果集点液采旧0.bH或更快的取样速率连续进行。对丁温速、气、障水盘及风力发电机组状态等参数测量可以用较低的采样速率.但至少每分钟采样一款。数据采其系统应该脂能错存采样得到的数期，或者负处到过的数据组，或者两者。预处理的数据应该包含下列内容：
一平均怕，
标准差；
—大值，
CB/T18451.2—2003/IRC61400-121998最小值：
每能预处押的教据的总时间应该在0910in之例并且应为可以缺整除的10n款据值另外，如果据组的时回值小手10，质测相邻数据组不能须过时间英迟妞以区分，此时据将特续采掌直到满足日.5所逐的要求时才可停止，8.4数据筛
篇选的数据是以10扣i为一个周期由连续测量所得到的数据而产生，如果要从预处理的数据中产生，测需要根期公式(1)、公式（2)计算出每10min时间的平均值和标准差。1x
IN(X-X,)\+(N, -1)I
NNN,-I
式中,
N,——10 min预处理数据组数据量：X，---预处理数据时前内的平均数值：Xn-—lin内的平均数值;
N,-预处理数据组内取择数摘的数量，预处押整据组数据的标准差；
-10min的平均预处理数据标准方茎。在下情况下的数抵组应该从数据库中期照：风力发电机不工作
测试系统发生放障，
风向不在测量扇区内。
在一此特殊工作情况（比如，由于灰坐、热基、昆虫.球雪道成叶片表面非带粗)感人气气爆条件（比刻：降水，风剪作用）下采集的数据需要作为特殊效据，而在测试报告中应该说明其数据筛选的标准。B.5载据修正
附于可俺由气流晰变（参见6.2)和因洲风仪世有安载在续近轮教中心高度的地方（举泌7.4)所造成的气压误差而筛选到的数册需要进行督正。这种快止适用于那此显示可以我得更高测试精座的测量数据（如：在非常商的气流响变地这所道成的风连仪通违的情况所进行的风速仗错误修正），8.8据库
在完成数捆回归后（见0.1>，选定的测试数据要根据bi五方法进行排序（见.2），所选取的数据期应该覆益以低工划人风离1m/到风力电机组85%替定功率输出时风速的1.5倍的风速范围内。换言之，试速范用应该硬些从小干】扭/切人风连到“删得的年发电盘”大于或等于S5%的\外惟出的年发电量”<见9.3)时的风速值。风速范应违续分胶0.5m/sbin,中心值尽0.5m/s的整数倍。该数据维在满足以下案件时，可以认为完整：每·个bin中至少含有30min的采样数据全部测试周期中包括风力发电机组在风速范围内正常运行半少10h，所测数撤组应该在测试撤告中列出，见第10查。9 推导结果
9.1数据回归
从测达所带明的据组需要折算同国到两种整考穿气密度下的这据，一种步在威整换所润保陷守气密度平闯怕，共变化幅值接近0.5kg/mm贝一种应为海平面的空气需度值，参考1S标准的空S
GB/TT8451.2—2003/EC61400-12,1998气密（1.225kg/m），如果实谢空气密度值在1.225kg/m士0.05k%/m范围内，购设有必要进行空气密度折算。空气出度可以根据所测将的大气盈度和压力通过公式<3)计算得出：Pa
或中：
得到的10min的平均空气密度
测得的10min的半均绝对气温，
洲得的10min的半均气正
—气体常数287.08J/(kg-K)。
（3）
对于来用失速控制的、兵有恒定染矩和转速的风小发电机组，其所测得的功率摘山数据可以利用公式计算：
P二折算后的功率输出
P:a--谢将的10 min的平功中值
.…标准空气密度.
所得到的10min的平均空气密，
对工功率自动控制的风力发电机组应来用折算后风瑰数据，可按合式(5)进行折算；V.=Vui
武中,
折算后的风速值：
测得的1(Imin的平均风速值
标难空气密度：
得列的im的平均空气密度
9.2免定所测得的功率由线
...(5)
测盘的功率曲绒是对折算的数据组采用lir方法【mjethurlofbins]进行处理的。采用0.Em/sbit宽度为一组，利用折算后的每个风速hin所对应的功率值根据公式(6）、公式(7)计算将出：N会
式中,
折筛后的第个bn的平均风速值；N
折谱后的等主个bn的；帮据的试速循P—折算后的第个hin的均功率值；P..—折算后的第:个bln 的于据组的功率值；N,---第，个bin的lumin散据的教据数量，到量最后所得到的协率曲线应设按照策10幸所述要求提供，9.3年发电量(AEP）
年发电量层利用制量所得影的功率册载对于不同垂考风建率分布所计算出的估算值，而参考风迪规率分布可以采用端利分布进行，该分布与形状系教为2时的威布尔分布等同，对于年平均风速为9
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