风电机组载荷测试标准IEC 61400-13IS 2015解读

谭志辉;蔡传卫;刘远宁;申小康

【期刊名称】《风能》

【年(卷),期】2022()6

【摘要】随着市场对机组降本提效需求的不断增加,企业对样机测试的重视程度也不断提高,尤其是对于叶片、塔筒、传动系统等的测试验证不断提出新的需求。载荷测试作为型式测试(图1)中的一个必选模块,是验证机组设计的重要手段,需要符合相关的标准要求。目前,国际上普遍认可的载荷测试标准为IEC 61400-13。在风电发展的初期,行业对如何开展载荷测试尚未有清晰的路线,但市场又存在需求,于是标准编写组在2001年发布了一版“TS(Technical Specification)”.

【总页数】4页(P66-69)

【作者】谭志辉;蔡传卫;刘远宁;申小康

【作者单位】南方海上风电联合开发有限公司;中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司

【正文语种】中文

【中图分类】F42

【相关文献】

1.风电机组设计极端载荷外推法及其计算对比研究-关于IEC61400-1：2005版和1999版极端载荷计算研究

2.风电机组的型式认证和风电场认证--IEC风电机组认证标准介绍

3.考虑风电机组气动载荷特性的风电并网技术研究

4.对IEC 61400-

1(第四版)中风电机组载荷计算部分的解读与分析5.IEC TC88 MT12风电机组功率特性测试标准制定工作组会议召开

因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

风电相关国家标准整理

国家相关标准风力发电机组功率特性测试主要依照IEC61400-12-1:2005风电机组功率特性测试是目前唯一一个正式版本电流互感器级别应满足IEC 60044-1 电压互感器级别应满足IEC 60186 功率变送器准确度应满足GB/T 13850-1998要求，级别为0.5级或更高 IEC 61400-12-1 功率曲线 IEC 61400-12-1 带有场地标定的功率曲线 IEC 61400-12-2 机舱功率曲线 IEC 61400-12 新旧版本区别对于垂直轴风电机组，气象桅杆的位置不同改变了周围区域的环境要求改变了障碍物和临近风电机组影响的估算方法使用具有余弦相应的风速计根据场地条件将风速计分为A、B、S三个等级根据高风速切入和并网信号可以得到两条功率曲线风速计校准要符合MEASNET规定风速计需要分级电网频率偏差不超过2HZ 场地标定只能通过测量，不能用数值模拟场地标定的每一扇区分段至少为10° 可以同步校准风速计改进了对风速计安装的描述通过计算确定横杆长度增加针对小型风机的额外章节 MEASNET标准和旧版IEC61400-12标准区别使用全部可用的测量扇区，否则在报告中说明不允许使用数值场地标定场地标定更详细的描述，包括不确定度分析只允许将风速计置于顶部风速计的校准必须符合MEASNET准则不使用AEP不完整标准轮毂高度、风轮直径、桨角只能通过测量来判定，不能按照制造商提供的判定报告中必须提供全方位的照片 IEC61400-12-1：Power performance measurement for electricity producing wind turbine(2005)风电机组功率特性测试可选择：场地标定 IEC61400-12-2：Power curve verification of individual wind turbine,单台风电机组功率曲线验证（未完成）

IEC61400-13机械负载测量讲解

IEC 61400-13 风力发电机组－机械载荷测量 1概要范围和目标 IEC 61400的这一部分解决了风力机机械载荷测量的问题。它主要关注于大型（>40m2）水平轴风力发电机。然而，其中描述的方法也可以应用于其它风力机（例如机械抽水机，垂直轴风力机）。这个规范的目的是描述试验测定风力机机械载荷的方法和相应的技术。这个技术规范被规定为用作执行测量时用来查证代码和/或用于直接测定结构载荷的指导。这个规范不仅被规定为一系列的测量规范也被用于更多限制测量活动。 2测试期间的安全确定的测量载荷情况包括考虑涡轮运行在极端情况下和/或紧急故障条件（例如，电网丢失）。在大多数情况下试验和测试的目的是检验原型涡轮的载荷，涡轮的运行和反应不能被假定是已经被规定的。因此，这些试验将一致被假定为危险的并应当注意人员安全问题。在这个基础上，这些试验将在一个安全的位置起动和观察，通常在风轮平面上风向的确定距离的地方并且人员在内部或机舱或塔架或风轮平面内将不能执行。在执行所有的试验和试验程序之前都将获得涡轮制造商的同意以确保涡轮完整性，并且因此不会危及人员安全。现有的有效的安全标准的要求将被遵守。 3载荷测量程序概要测量程序包括收集全面的统计数据库和设定定义涡轮在确定特殊情况下的行为的时间序列。在这个条款中一个用于测量载荷情况（MLCs）的系统被定义用于确定风力机在被选择的IEC 61400-1的设计载荷情况（DLCs）的相关条件下的载荷。MLCs可以直接用于DLCs相关的载荷文件，或MLCs可以提供确认在特殊和良好外部条件下计算模型的基础。随后，此模型能被用于评

估在设计条件下的载荷。这个条款也提供了标准化的数量规范。测量载荷情况（MLCs）概述这个次级条款描述了如何从一系列定义好的MLCs中建立载荷测量活动。MLCs被定义在IEC 61400-1中描述的相关DLCs中。因此，不是所有的DLCs都能通过适当的测量进行检验。在稳定状态运行时的MLCs 发电在发生故障时发电停机，空转在暂时时间中的MLCs 起动普通停机紧急停机电网故障超速激活保护系统收集矩阵发电发电并发生故障停机（静止或空转）参数的标准化概述相关物理参数将被标准化为了能将风力机载荷特征分类为： ●载荷参数（例如，叶片载荷、风轮载荷和塔架载荷）； ●气象参数（例如，风速和风、周围温度和空气压力和其它）； ●运行参数（例如，功率、转速、变浆角度、偏航位置、方位角度）。载荷参数

IEC 61400-12-2 2013基于机舱风速计的风电机组功率特性测试 20140606

GB/T××××－××××／IEC61400-12-2：2013 IEC引言 IEC 61400-12部分的目的是提供一种统一的使用机舱风速计测试、分析、报告单个风力发电机组功率特性的方法。该标准只应用在尺寸足够的水平轴风力发电机组，且机舱风速计不受风力发电机组叶片及机舱严重影响进而不影响风力发电机组功率特性的情况下。本标准的目的是在IEC 61400-12-1：2005提出的要求不可行的时候使用本标准提出的方法。从而保证在目前的测试技术和测试设备水平下结果的一致性、准确性和可重复性。本标准规定的程序表述了如何利用机舱风速计根据测量功率曲线和估计年发电量表征风力发电机组的功率特性。在此程序中，风速计安装在被测风力发电机组机舱上或附近，风速计在这个位置上测得的风速受到风轮的严重影响，本程序包括了确定和应用合适的修正来解决这一问题的方法。然而，需要注意的是，与完全按照IEC 61400-12-1:2005进行的测试相比，这种修正增加了不确定度。本程序也提供了确定测量不确定度的方法，包括不确定度源的评估，以及在报告功率和年发电量中的合成不确定度的推荐值。功率特性测试的关键因素是风速的测量。即使风速计在高品质风洞中做过校准，风矢量的大小和方向的波动可以导致在测试现场中不同的风速计表现出不同的特性。此外，近风力发电机组机舱处的气流条件复杂多变，对于风速计的选择和安装需要特别考虑，这在标准中也做出了说明。本标准将使设计风力发电机组的制造、安装、规划、许可、运营、使用和监管的各方受益。如果合适，标准推荐的准确的测试和分析技术可以被各方应用，保证风力发电机组开发和运营技术的一致性、准确性和持续发展。依据本标准给出的测量和报告编写程序能得到他人可重复的准确结果。同时，标准使用者应该意识到由于风切变和湍流强度较大的变化以及数据筛选标准的选择而引起的误差。因此，使用者应该在功率特性测试开展之前考虑到这些误差的影响和与测试目的相关的数据筛选标准。 I

风电行业相关国际标准规范清单

风电行业相关国际标准规范清单一．NREL 质量认证体系 1美国齿轮制造协会 1.1.最小齿数齿轮初步设计的合理程序 1.2.公制用法 1.3.轮齿表面组织功能要求 1.4.决定直齿、斜齿和人字齿的抗点蚀和抗弯曲强度的几何因素1.5.直齿和斜齿几何形状确定方法 1.6.齿隙，轴中心距和平行度检查 1.7.直齿和斜齿几何参数的计算程序的数字化示例摘要 1.8.风力发电机组齿轮箱设计和技术要求推荐准则 1.9.渐开线直齿和斜齿的基本参数和计算方法 2美国标准 2.1齿轮轮齿磨损和失效术语 2.2齿轮术语，定义和符号 2.3齿轮等级和检查手册 2.4渐开线直齿和斜齿的基本参数和计算方法 2.5齿厚定义及测量 2.6直锥齿、斜锥齿和螺旋锥齿的抗点蚀、弯曲强度的等级 2.7齿轮材料和热处理手册 2.8齿轮磨削后检查齿面回火状态 2.9锥齿轮的装配 2.10锥齿轮的等级、误差和测量方法 2.11圆柱蜗轮误差和测量方法 2.12齿轮元件线性振动的测量要求

2.13闭式齿轮传动零部件设计和选择 2.14定轴齿轮马达和螺旋输送传动装置标准 2.15直齿、斜齿、人字齿和锥齿闭式传动装置标准 2.16高速斜齿传动技术条件 2.17斜齿、人字齿和锥齿闭式传动装置噪声要求 2.18工业齿轮润滑 2.19圆柱齿轮－ISO精度体系－第一部分：齿轮轮齿齿侧间隙偏差定义和允差2.20圆柱齿－ISO精度体系－第二部分：齿轮轮齿径向综合偏差定义和允差3ASCE 标准 3.1风力载荷 4加拿大标准 4.1风能转换系统安装场地要求 4.2风能转换系统－电网连接 4.3风能转换系统－性能 4.4风能转换系统－安全、设计和运行标准 5GL标准 5.1制造增强纤维树脂零部件的车间批准规则 6IEC 6.1IEC1205: (FTA)故障树形图分析 6.2IEC 60688: 交流电量转换为模拟量或数字信号的电工测量变送器 6.3IEC 812:系统可*性：失效模式的和结果分析技术(FMEA) 6.4Draft IEC 61400-22:风力机认证 6.5IEC 1400-2：小型风力机安全要求 6.6IEC 61400-24, Ed.1:风力机的雷电保护 6.7IEC 1000 ：电磁兼容性

IEC61400

您现在的位置：首页 > 技术文库 > 技术服务 > 管理咨询/认证 > 文章内容:“IEC61400 “IEC61400 “IEC61400-22风力发电机组符合性检测及认证”解读作者：TüV莱茵技术公司吴强来源：Ringer 世界风能行业自上世纪70年代末出现, 至今已经走过了超过30年的发展历程。中国风能行业发展也是伴随着一条国家重视、引进、试验、消化、吸收、研发和贸易化的道路。风能行业发展过程中，相关的国家、国际标准同样遵循实践、总结、编写，再实践、再更新的轨迹不断建立、健全和完善。 IEC(国际电工委员会)协调风能行业标准的分委会称为TC88(Technical Committee —技术委员会88)，本世纪初，该委员会为协调欧洲诸国风电机组认证，出版了2001版“IEC WT01风电机组符合性测试及认证的IEC体系”标准。该标准总结了当时风能行业的发展经验，规范了有关风电机组检测、认证的范围、规则、程序、报告形式，以及证书颁发的种类。与风电机组认证标准紧密“配套”的是IEC61400系列技术标准，它涵盖了设计要求、小型风电机组(SWT)、海上 (offshore)风电机组，以及风电机组的主要零部件，如主齿轮箱、叶片等；对整个风电机组的运行测试也颁布了相关

的测试标准，包括功率、电质量、噪音等。 IEC61400系列技术标准之间是相互关联并交叉参考的。例如IEC61400-1固然是针对风电机组设计要求而制订，其中对于主齿轮箱的具体执行标准必须参考“IEC61400-3齿轮箱”。不仅如此，IEC61400系列技术标准还与其他更多的IEC标准关联，例如发电机部分参考“IEC60034转动型电气设备”，电气安全参考“IEC60204-1电气设备安全通则”等。从“IEC WT01”到“IEC61400-22” 标准的制订既是对制订时间点前的实践总结，规范出相应的条例，又必须应用于制订之日后的实践，因此，其作用之一是承前启后，而且，随着时间的进一步推移，行业的发展向前，碰到很多新情况、新题目，就有必要对已制订的标准重新审核、更新、改版，以适合实践需要。所以，无论是国家标准还是国际标准，无论哪个行业，标准的制订都是一个“动态”的、循序渐进的过程。 “IEC WT01”自2001出版以来，风能行业又经历了10年的快速发展，在此过程中，出现了很多新挑战，采用了很多新材料(如碳纤维、稀土永磁材料)、新工艺（如叶片真空灌注的普遍运用）、新设计(如永磁发电机组、电力电子技术)等，风电机组产业取得了长足进步，单机装机从原MW(兆瓦)级上升至目前的2～2.5MW；海上(Offshore)风电机组从原先建立海上测试平台、收集数据、研究分析发展至目前海上风电场的规模性开发。因此，TC88对IEC WT01进行了比较明显的更新和改版，且正式命名为“IEC61400-22风力发电机组符合性检测及认证”。2010年2月，“IEC61400-22” FDIS版(国际标准终稿) 发布，业内进行讨论和审核。国际标准版终极于2010年5月颁布。 “IEC61400-22”内容阐述与IEC WT01一样，IEC61400-22的先容部分也有这样的描述：“除了设计的验证和测试外，本标准还提供了关于供

风电机组结构及选型

第一节风电机组结构 1．外部条件根据最大抗风能力和工作环境的恶劣程度，按强度变化的程度对风电机组进行分级。根据IEC61400设计标准，共分为4级。一类风场I：参考风速为50m/s，年平均风速为10m/s，50年一遇极限风速为70m/s，一年一遇极限风速为52.5m/s；二类风场II：参考风速为42.5m/s，年平均风速为8.5m/s，50年一遇极限风速为59.5m/s，一年一遇极限风速为44.6m/s；三类风场III：参考风速为37.5m/s，年平均风速为7.5m/s，50年一遇极限风速为52.5m/s，一年一遇极限风速为39.4m/s；四类风场IV：低于三类风场风速，属低风速区，鲜有商业风电场开发。对电网的要求：电压波动为额定值±10%，频率波动为额定值±5%。2．机械结构

2.1总体描述整机是建立在钢结构底座上，该结构应具有很大的强韧度，底部由坚固底法兰组成，风电机组所有的主要部件都连接于其上。发电机固定位置与机舱轴线偏离,以使得风电机组在满载运行时，整机质心与塔架和基础中心相一致。偏航机构直接安装在机舱底部，机舱通过偏航轴承与偏航机构连接，并安装在塔架上，整个机舱底部对叶轮转子到塔架造成的动力负载和疲劳负荷有很强的吸收作用。机舱座上覆盖有机舱罩，材料是玻璃钢，具有轻质高强的特点，有效地密封，以防止外界侵蚀，如雨、潮湿、盐雾、风砂等。产品生产采用多种工艺，包括：滚涂、轻质RTM、真空灌注等，机舱罩主体部分设置PVC泡沫夹层，以增加强度。内层设置消音海绵，以降

低主机噪声。机舱上安装有散热器，用于齿轮箱和发电机的冷却；同时，在机舱内还安装有加热器，使得风电机组在冬季寒冷的环境下，机舱内保持在10℃以上的温度。 2.2载荷情况 - 启动：从任一静止位置或空转状态到发电过渡期间，对风电机组产生的载荷。 - 发电：风电机组处于运行状态，有电负荷。 - 正常关机：从发电工况到静止或空转状态的正常过渡期间，对风电机组产生的载荷。- 紧急关机：突发事件（如故障、电网波动等），引起的停机。 - 停机：停机后的风电机组叶轮处于静止状态，采用极端风况对其进行设计。 - 运输/安装/维护：整体装配结构便于运输，安装、维护易于实施。 2.3叶片叶片根部是一个法兰，与回转轴承连接，实现变桨过程。叶尖配有防雷电系统。 2.4变桨轴承/机构目前，国际上常见的有两种类型，一种是液压驱动联杆机构，推动轴承，实现变桨；一种是电机经减速驱动轴承，实现变桨；由于高

国外风力发电机组标准

风外风力发电机组标准标准号中文名英文名备注 IEC WT 01-2001 风力涡轮机的一致性测试和认证系统——规则和程序 System for Conformity Testing and Certification of Wind Turbines - Rules and Procedures IEC 61400-25 风力发电监控通讯 Communications for monitoring and control of wind power Plant Draft 2.WD 2001-08-15 IEC TR 61400-24-2002 风力涡轮机发电机系统.第24部分:避雷装置 Wind turbine generator systems - Part 24: Lightning protection IEC/TS 61400-23-2001 风轮发电机系统.第23部分:转子叶片的全尺寸比例结构试验 Wind turbine generator systems - Part 23: Full-scale structural testing of rotor blades IEC 61400-22 风力发电机组认证 Wind Turbines Certification TS Ed. 1.0 IEC 61400-21-2001 风轮发电机系统.第21部分:管道连接风轮机功率质量特性的测量和评定Wind turbine generator systems - Part 21: Measurement and assessment of power quality charac teristics of grid connected wind turbines IEC 61400-13-2001 机械载荷的测试 Measurement of Mechanical Loads TS Ed. 1 IEC 61400-12-1998 风力发电机组第12部分：风轮机动力性能试验 Wind Turbine Power Performance Measurement Techniques

风电场风电机组运行性能评估方法

风电场风电机组运行性能评估方法摘要：本文拟构建风电机组理想模型，通过对历史运行数据进行正向分析，与理想模型进行对比分析，以及各机组图表数据横向分析的方法，对风电机组的性能进行评估，降低评估的难度和成本，缓和业主和设备供应商的矛盾，同时为风电场控制策略的优化提供指导方向。关键词：风电机组性能评估理想模型横向对比近年来，随着3060碳达峰碳中和的提出，新能源行业再次赢来了黄金发展期。风力发电在国内扶持政策的支持下，从2006开始得到了飞速的发展，经过十多年的技术发展，截止到2022年12月底，风电累计装机容量已达约3.7亿千瓦。风电场风电机组运行性能的好坏直接关系到风电场的收益，如何评价风电机组的运行性能成为业主单位和行业关注的重点。本文从风电场运行历史数据统计分析角度探讨风电机组运行性能评估的方法。 1 现有风电机组性能评估方法及优劣目前国内外对于单台机组功率特性评估主要参考IEC 61400-12标准，IEC 61400-12-1标准给出了测试（新增测风塔测量风资源）单台机组功率特性的程序和方法，IEC 61400-12-2给出了利用机舱风速计测试机组功率特性的程序和方法。评估标准有详细的规则说明和计算公式，技术理论成熟。由于风流体受到地形、气温、气压、湿度、大气稳定度、尾流、扰动等多因素的影响，在不同的机位点的风特性差异较大，针对每一个机位点功率特性评估新增一座测风塔，成本太高；若采用机舱风速计进行评估，因风受到叶轮扰动和尾流的影响导致失真，评估精准度较差。国内外有研究采用移动式激光测风雷达进行评估的方法，激光测风设备价格较高，且采用激光测风雷达对全场机组进行评估周期较长，目前暂未得到推广。

IEC 61400-23：风电叶片测试标准中文讲解

目录前言 (3) 引言 (4) 1．主题与范围 (5) 2．引用标准 (5) 3．定义 (5) 4．符号 (8) 4.1符号 (8) 4.2 希腊符号 (8) 4.3 下标符号 (8) 4.4缩写词 (9) 5 通用原则 (9) 5.1试验目的 (9) 5.2临界状态 (9) 5.3实际约束 (10) 5.4试验结果 (10) 6叶片数据 (11) 6.1概要 (11) 6.2外部尺寸与接触面 (11) 6.3 叶片特性 (11) 6.4 材料数据 (12) 6.5 设计负荷及条件 (12) 6．6试验区域 (13) 6.7 特殊的叶片修改 (13) 6.8根部固定 (13) 6.9机械装置 (13) 7．设计和试验负荷条件的不同 (13) 7.1 总述 (13) 8．试验负荷 (15) 8．1总述 (15) 8.2 以负荷为基础的试验 (15) 8.3以强度为基础的试验 (16) 8.4负荷静态试验各方面 (17) 8.5负荷疲劳试验各方面 (17) 8.6静态和疲劳试验顺序 (18) 8.7机械装置 (18) 9试验负荷因素 (18) 9.1概要 (18) 9.2设计中使用的准安全因子 (18) 9.3试验负荷因素 (19) 9.4负荷系数的应用以获得目标负荷 (20) 10 试验负荷分布之于设计负荷的评估 (20) 10.1概要 (20) 10.2 引入负荷的影响 (20) 10.3静态试验 (20)

10.4疲劳试验 (22) 11故障状态 (24) 11.1概要 (24) 11.2灾难性故障 (24) 11.3功能故障 (24) 11.4表面故障 (24) 12试验过程和方法 (25) 12.1概要 (25) 12.2试验台和根部固定装置要求 (25) 12.3引入负荷的固定装置第38页图6 (25) 12.4静态强度试验 (25) 12.5疲劳试验 (26) 12.6选择各种试验方法的优缺点 (28) 12.7决定性修正 (28) 12.8数据收集 (29) 13决定叶片性质的其他试验 (30) 13.1概要 (30) 13.2试验台偏移 (30) 13.3偏移 (30) 13.4刚度分布 (30) 13.5变形分布测量 (31) 13.6固有频率 (31) 13.7阻尼 (31) 13.8形态 (31) 13.9（物理）质量分布 (32) 13.10蠕变 (32) 13.11其他非破坏性试验 (32) 13.12叶片分段 (32) 14报告 (32) 14.1概要 (32) 14.2内容 (32) 14.2.1通用---所有试验 (32) 14.2.2静态试验和疲劳试验 (32) 14.2.3其他试验 (33) 附录A（常规性）准安全系数的考虑 (34) 附录B（常规性）疲劳公式敏感性评估 (35) 附录C（常规性）加载角度变化的考虑 (36) 附录D（资料性）试验安装实例 (37) Bibliography (39)

国外典型风电机组叶片技术改造方法简介

国外典型风电机组叶片技术改造方法简介王飞【摘要】Power generation output of the wind turbine generator unit can be increased by technical improvements on wind turbine blades .However , study on such improvement technology has just begun in China .While considerable a-chievements have been obtained by famous international wind farm owners and wind turbine manufacturers after years of research .Two typical and mature technical improvement techniques on wind turbine blades , the blade extension and in-stallation of power enhancing component , are introduced .It could be a useful reference to domestic wind farm owners and wind turbine manufacturers .%通过对风电机组的叶片进行技术改造可以达到提高风机发电量的目的。国内针对风机叶片进行技术改造的研究才刚刚起步，但国际上知名的风电场运营商和风机厂商经过多年的研究，在风机叶片技术改造方面已取得了突出的成果。选取国外成熟的、具有典型意义的叶片加长和加装增功组件两种技术改造方法及其实际应用效果进行介绍，给国内的风电场运营商和风机厂商提供参考。【期刊名称】《水电与新能源》【年(卷),期】2015(000)011 【总页数】3页(P69-71) 【关键词】风机叶片;技术改造;国外成果简介【作者】王飞

一种新型的风电场50年一遇安全风速计算方法的对比分析

一种新型的风电场50年一遇安全风速计算方法的对比分析摘要：采用极值I型函数和EWM模型，结合气象站与风电场测风塔的数据，推算风电场轮毂高度处50年一遇的最大风速，并将计算结果进行对比分析。结果显示：对于山地风电场，采用极值I型推算得到50年一遇最大风速与通过EWM 模型测试得到的50年一遇最大风速的结果存在较大差异。而对于地势平坦的风电场，这两种测算50年一遇的最大风速的结果比较接近。关键词：50年一遇最大风速; 极值I型函数、EWM模型 ABSTRACT: With the data of meteorological station and meteorology mast on the wind farm, The extreme wind speed of 50 years at hub height is calculated using extreme value type I function and EWM model.The results show that there is a big difference for mountain wind farm between extreme wind speed of 50 years using extreme value type I function and extreme wind speed of 50 years using EWM model, but there is a close result for flat wind farm between extreme wind speed of 50 years using extreme value type I function and extreme wind speed of 50 years using EWM model. KEY WORDS: The 50-year Extreme Wind Speed ;Extreme Value type I Function.EWM model 前言：风电场建设的最基本要求是风能资源丰富，风向较稳定的区域。但随着国内风电产业的发展，就地消纳困难，大规模并网及远距离传输对电网提出更高的要求等问题凸显等，能用于开发的较好风资源越来越少，剩余的风资源区域大多为偏远地带或较差风资源地带。这种风电场对风机的安全稳定运行提出更大的挑战。如风力发电机组的安全性能校核不好，易造成风机倒塌事故的发生，给投资商带来巨大的经济损失。同时，为风机制造商带来不利影响。依据IEC与GL风力发电机组设计标准，50年一遇10分钟最大风速是风电机组承受其极限载荷的关键的性能指标，也是风电机组最终选型的关键指标之一，故对风电场内轮毂高度50年一遇最大风速的准确性判断显得尤为重要。目前，国内多采用《全国风能资源评价技术规定》[1]中极值I型概率分布函数，结合风电场区域气象数据推算本区域内10米高度的50年一遇的极大风速。随后，利用气象数据与测风塔数据之间相关性及风切变函数，推算风电场轮毂高度处50年一遇的最大风速。除此之外，GL风力发电机组设计标准中也提出一种EWM(Extreme wind speed mode)模型计算风电场50年重现期的最大风速公式。通过这两种方法对实际工程中计算结果的比较分析，探讨一种新型的50年一遇最大风速计算方法的可行性，为实际工程应用提供参考依据。

风力发电机组及其叶片的主要测试项目

1 叶片主要检验和分析项目风力发电机组动力性能的测试要根据IEC 61400-23“风力机发电系统-第23部分：风轮叶片全尺寸结构试验”标准的最新版执行。 1.1 叶片静力试验静力试验用来测定叶片的结构特性，包括硬度数据和应力分布。叶片可用面载荷或集中载荷（单点/多点载荷）来进行加载。每种方法都有其优缺点，加载方法通常按下面讨论的经验方法来确定。包括分布式面载荷加载方法、单点加载方法、多点加载方法。静力试验加载通常涉及一个递增加载顺序的应用。对于一个给定的加载顺序，静力试验载荷通常按均匀的步幅施加，或以稳定的控制速率平稳地增加。必要时，可明确规定加载速率与最大载荷等级的数值。通常加载速率应足够慢，以避免载荷波动引起的动态影响，从而改变试验的结果。 1.2 叶片疲劳试验叶片的疲劳试验用来测定叶片的疲劳特性。实际大小的叶片疲劳试验通常是认证程序的基本部分。疲劳试验时间要长达几个月，检验过程中，要定期的监督、检查以及检验设备的校准。在疲劳试验中有很多种叶片加载方法，载荷可以施加在单点上或多点上，弯曲载荷可施加在单轴、两轴或多轴上，载荷可以是等幅恒频的，也可以是变幅变频的。每种加载方法都有其优缺点。加载方法的选用通常取决于所用的试验设备。主要包括等幅加载、分块加载、变幅加载、单轴加载、多轴加载、多载荷点加载、共振法加载。推荐的试验方法的优缺点如下表：表1 推荐的试验方法的优缺点

1.3 叶片挠曲变形测量由于风轮相对于塔架的间隙有限，因此，叶片挥舞方向的挠度是非常重要的。在试验过程中，应记录叶片和试验台的挠度。该试验通常与静力试验一起进行。 1.4 叶片刚度分布测量叶片在给定载荷方向下的弯曲刚度可由载荷/应变测量值或由挠度测量值来导出。叶片的扭转刚度可以表示为旋转角随扭矩增大的函数。 1.5 叶片应变分布测量如果需要，可用由置于叶片测试区域上的应变计测量叶片应变水平分布，应变计的位置和方向必须记录。测量的次数取决于试验的叶片（例如叶片的大小、复杂程度、需要测量的区域等）。如果要求从零应力水平获取非线性，则必须使用一片未加载的叶片对应位置上的应变计来补偿其自重力影响。应在叶片表面临界区域测量叶片应变，叶片上的比较典型的位置为：几何形状突变、临界的细部设计或应变水平预计较高的位置。

风力发电机组安全要求(电气与控制)

风力发电机组安全要求（电气与控制）风力发电机组安全要求前言 ........................................................................... ....................................................................... 2 1 范围 ........................................................................... ............................................................... 3 2 引用标准............................................................................ ....................................................... 3 3 基本要素............................................................................ ....................................................... 3 4 外部条件............................................................................ . (3) 4.1风力发电机组分级 ........................................................................... ................................. 4 4.2 风况 ........................................................................... .. (4) 4.2.1正常风况 ........................................................................... ..................................... 4 4.2.2极端风况 ........................................................................... ..................................... 5 4.3 其他环境条件 ........................................................................... . (8) 4.3.1 其他正常环境条件 ........................................................................... .................... 8 4.3.2 其他极端环境条件 ........................................................................... .................... 8 4.4 电网条件 ........................................................................... .............................................. 10 5 结构设计相关安全要求 ........................................................................... .............................. 10 6 控制和保护系统相关安全要

基于POT极值理论的风力发电机组载荷测试分析与应用

基于POT极值理论的风力发电机组载荷测试分析与应用宋钢;张新燕;郭亮;刘江涛【摘要】针对传统风力发电机组叶片的载荷测试以及寿命预测分析的效率问题,设计了一种新型风力发电机组叶片载荷测试系统,利用POT极值理论结合GPD分布和威布尔分布对载荷谱进行外推,为疲劳检测提供可靠的极值载荷信息,并选用Miner线性累积损伤理论对构件进行寿命预测.最后利用FAMOS软件与传统测试方法进行对比,不但保证了测试的准确性,更使载荷分析与寿命预测的效率得到了提高. 【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2015(033)002 【总页数】6页(P226-231) 【关键词】载荷测试;寿命预测;POT理论;Miner线性理论【作者】宋钢;张新燕;郭亮;刘江涛【作者单位】新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐830047;教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,新疆乌鲁木齐830047;新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐830047;教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,新疆乌鲁木齐830047;新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院,新疆乌鲁木齐830011;新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐830047;教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,新疆乌鲁木齐830047 【正文语种】中文

【中图分类】TK83 近年来，国内外风力发电机的单机容量已经从十几年前的100 kW迅速增大到如今的6 MW甚至更大。单机容量的增大导致风机的质量不断增加，风机的安全性能面临着新考验。然而，迄今为止还无法通过直接经验来得知新型的风力发电机能够运行多久，只能利用小型风力发电机的实际运行经验来改进设计。因此，对风力发电机载荷测试分析和寿命预测的方法备受关注。文献[1]～[3]主要利用 Ansys，GH Bladed 等仿真软件得出叶片在风场的疲劳载荷谱，并对其进行疲劳分析。然而载荷测试不仅仅包括风轮转速、有功功率、桨距角等运行参数，还要考虑风场中的风速、温度、大气压力和空气密度等气象参数，因此导致疲劳破坏的不确定因素很多，疲劳载荷性能很难单纯依赖仿真得到。文献[4]采用传统的载荷分布函数法，通过雨流计数法对载荷历程进行统计计数，令载荷幅值服从指数分布或威布尔分布，再利用积分法进行求解。但这种方法往往需要大量的数据才能保证数据扩展的准确度，而且这种方法扩展后的数据量也很大，运算分析速度慢。本文设计的风力发电机的载荷测试分析系统主要分为数据采集和数据处理两部分。分析的主要数据来自现场采集的气象参数和运行参数，能够更准确地反应出不同现场的不同工况，保证了测试数据的准确性。同时利用POT极值理论和Miner线性累积损伤理论结合FAMOS软件对载荷信号和非载荷信号进行处理，与传统的方法相比，在保证了寿命分析可靠性的前提下，提高了载荷测试的效率。数据采集系统如图1所示，根据IEC TS 61400-13：2001/GBZ 25426-2010风力发电机组机械载荷测量标准要求，测量载荷包括外部条件和运行条件。外部条件包括各种气象参数；运行条件包括一些运行参数。在本系统中气象参数主要来自于测风塔上各种传感器的测量，而运行参数主要通过安装在风机上的各种传感器得到。最后将这些位置分散的测量数据通过CANBUS总线传输至塔底的数据转存单元，以便工控机调取并作相应数据处理。

一种风电机组叶片机械载荷标定方法的研究

一种风电机组叶片机械载荷标定方法的研究李国庆;徐占华;张国军【摘要】Te calibration method for determining wind turbine blade loads and output signals were introduced. Cross-sensitivity between edgewise and fatwise signal measurements was eliminated so as to get more actual load data.Tis paper mainly discussed how to use the blade's own weight for calibration and made sure cross-sensitivity between edgewise and flatwise signal measurements by calibration matrix, then correct the measurements. Te calibration method of two measurement signals on the edgewise and flatwise bending moments was expounded. The production and effect of cross-sensitivity were introduced and the calibration matrix was used in the blade load calibration in this paper. Te infuencing factors were summarized and the measurement results were corrected according to the calibration data of blade loading test so as to ensure the accuracy and the reliability of the results.%本文提出一种确定风电机组叶片载荷量与传感器输出电信号之间关系的标定方法，消除摆振与挥舞弯矩之间的正交敏感，以获得更为真实的载荷数据。主要讨论了如何利用叶片自身重量进行载荷标定的过程，并利用标定矩阵确定正交敏感度，从而校正测量结果的相关问题。阐述了叶片摆振和挥舞方向的载荷标定方法，介绍了正交敏感度的产生与影响，将标定矩阵引入到叶片载荷标定中。根据实测的叶片载荷标定数据，分析了影响因素并校正了测量结果，提高了载荷测量结果的准确性、可靠性。【期刊名称】《风能》

风力发电场规范

风力发电场规范篇一：风力发电行业标准大全(含国际标准) 风力发电行业标准大全（含国际标准）本文从国家标准、电力行业标准、机械行业标准、农业标准、IEC标准、AGMA美国齿轮制造商协会标准、ARINC美国航空无线电设备公司标准、ASTM美国材料和实验协会标准等几个方面总结风力发电标准大全。一、风力发电国家标准 GB/T 2900.53-2001 电工术语风力发电机组 GB 8116—1987 风力发电机组型式与基本参数 GB/T 10760.1-2003 离网型风力发电机组用发电机第1部分：技术条件 GB/T 10760.2-2003 离网型风力发电机组用发电机第2部分：试验方法 GB/T 13981—1992 风力设计通用要求 GB/T 16437—1996 小型风力发电机组结构安全要求 GB 17646-1998 小型风力发电机组安全要求 GB 18451.1-2001 风力发电机组安全要求 GB/T 18451.2-2003 风力发电机组功率特性试验 GB/T 18709—2002 风电场风能资源测量方法 GB/T 18710—2002 风电场风能资源评估方法

GB/T 19068.1-2003 离网型风力发电机组第1部分技术条件GB/T 19068.2-2003 离网型风力发电机组第2部分试验方法GB/T 19068.3-2003 离网型风力发电机组第3部分风洞试验方法 GB/T 19069-2003 风力发电机组控制器技术条件 GB/T 19070-2003 风力发电机组控制器试验方法 GB/T 19071.1-2003 风力发电机组异步发电机第1部分技术条件 GB/T 19071.2-2003 风力发电机组异步发电机第2部分试验方法 GB/T 19072-2003 风力发电机组塔架 GB/T 19073-2003 风力发电机组齿轮箱 GB/T 19115.1-2003 离网型户用风光互补发电系统第1部分:技术条件 GB/T 19115.2-2003 离网型户用风光互补发电系统第2部分：试验方法 GB/T 19568-2004 风力发电机组装配和安装规范 GB/T 19960.1-2005 风力发电机组第1部分：通用技术条件 GB/T 19960.2-2005 风力发电机组第2部分：通用试验方法 GB/T 20319-2006 风力发电机组验收规范 GB/T 20320-2006 风力发电机组电能质量测量和评估方法 GB/T 20321.1-2006 离网型风能、太阳能发电系统用逆变器第1部分：技术条件 GB/T 21150-2007 失速型风力发电机组 GB/T 21407-2008 双馈式变速恒频风力发电机组二、风力发电电力行业标准 DL/T 666-1999 风力发电场运行规程

海上风电机组高承台群桩基础设计特点及关键力学问题

海上风电机组高承台群桩基础设计特点及关键力学问题林毅峰;陆忠民;黄俊;周旋【摘要】海上风电机组高承台群桩基础是我国首次提出并获得广泛应用的新型海上风电机组基础结构型式,该基础由桩基、混凝土承台、基础预埋环、连接件和靠泊构件等组成.在阐述基础结构总体布置及其特点的基础上,从高耸结构、大型动力设备基础和海洋工程的角度,分析了基础的工程特性和载荷分配传递体系.从水动力载荷、系统整体载荷仿真、桩基岩土力学和承台结构分析等方面,提炼出基础设计的若干关键力学问题,包括:大直径承台结构尺度和群桩影响下的承台波浪载荷分析、基于CFD技术和Bladed软件的海上风电机组-塔架-高承台群桩基础载荷分析、大直径超长钢管桩土塞效应对承载力的影响、地基基础对系统整体频率影响和承台钢筋混凝土非线性有限元分析等. 【期刊名称】《海洋技术》【年(卷),期】2016(035)005 【总页数】8页(P29-36) 【关键词】海上风电机组;高承台群桩基础;波浪载荷;超长大直径钢管桩;土塞效应; 风电机组载荷仿真【作者】林毅峰;陆忠民;黄俊;周旋【作者单位】上海勘测设计研究院有限公司,上海200434;上海勘测设计研究院有限公司,上海200434;上海勘测设计研究院有限公司,上海200434;上海勘测设计研究院有限公司,上海200434

【正文语种】中文【中图分类】P742 海上风能是海洋可再生能源的重要形式，是目前技术最成熟、最具备大规模商业化开发价值的海洋可再生能源。截至2015年底，全球海上风电累计装机容量为 12.105 GW,分布在全球15个国家。中国累计海上风电项目装机容量1 014.68 MW，位居全球第四。我国海上风能资源储量巨大，5～50 m水深、70 m高度海上风电开发潜力约5亿kW，大力发展海上风电对优化调整能源结构和节能减排具有重大意义。根据规划，“十三五”期间我国海上风电装机容量预计达到20 GW，我国海上风电已经进入大规模快速发展的阶段。鉴于对工程投资和安全的重大影响，海上风电机组支撑结构和地基基础一直是海上风电开发的重要内容和研究热点。海上风电机组常用的基础结构型式包括大直径单桩（monopile）、多桩导管架（jacket)、三脚架(tripod)和高承台群桩基础（high-rise cap with multiple piles foundation）等。其中高承台群桩基础是在亚洲第一个海上风电项目上海东海大桥100 MW海上风电示范项目设计中，上海勘测设计研究院针对中国沿海深厚软土和浅覆盖层岩石海床地基条件，并结合我国近海工程施工经验和设备而首次提出的一种新型海上风电机组基础型式[1]，该基础类型在我国东海大桥海上风电场、上海临港海上风电场、江苏响水、福建南日岛、平海湾等海上风电项目中获得了广泛应用，是目前我国海上风电场风电机组基础的主要型式之一。由于我国海上风电发展较晚，目前相关的海上风电机组地基基础设计理论和方法滞后于工程实践，尚未发布适合于海上风电机组地基基础的技术规范，现有设计主要参考国外相关标准和我国港口、海洋石油行业技术规范。虽然海上风电机组高承台群桩基础在结构型式上借鉴了跨海大桥、高桩码头等基础型式，但是由于海上风电机组荷载及其运行要求的特殊性，导致高承台群桩基础具有不同于常