GB T 18451.2-2012 风力发电机组.功率特性测试.pdf
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1、ICS 27. 180 F 11 GB 中华人民ft /、不日国国家才示2住GB/T 18451.2-20 12/IEC 61400-12-1 : 2005 代替GB/T1845 1. 2-2003 风力发电机组功率特性测试Power performance measurements of electricity producing wind turbines (IEC 61400-12-1: 2005 , Wind turbines-Part 12-1: Power performance measurements of electricity producing wind turbines
2、 , IDT) 2012-05-11发布中华人民共和国同家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2012-10-01实施发布中华人民共和国国家标准凤力发电机组功率特性测试GB/T 18451. 2-2012/IEC 61400-12-1: 2005 争夺中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销9唔开本880X12301/16 印张5字数149千字2012年10月第
3、一版2012年10月第一次印刷4峰书号:155066. 1-45512 定价66.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107GB/T 1845 1.2-2012/IEC 61400-12-1 :2005 目次前言皿IEC引言.凹1 范围-2 规范性引用文件3 术语和定义4 符号和单位35 功率特性测试的前期准备75. 1 风力发电机组及其电气连接75. 2 测试场地6 测试设备86.1 电功率86.2 风速6.3 风向-6.4 空气密度6. 5 转速和桨距角106. 6 叶片状况106. 7 风力发电机组控制系统106.8 数据采集系统107 测量
4、程序四7. 1 概述107.2 风力发电机组运行107.3 数据收集107.4 数据筛选.7.5 数据修正7.6 数据库.8 导出结果.8. 1 数据标准化128. 2 测量功率曲线的确定128.3 年发电量(AEP) 13 8.4 功率系数149 报告格式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 附录A(规范性附录)测试场地障碍物评估M附录B(规范性附录)测试场地地形评估28附录C(规范性附录)场地标定m附录D(规范性附录)测量不确定度评定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 附录E(资料性附录)区间方法
5、确定测量不确定度的理论基础GB/T 1845 1.2-2012/lEC 61400-12-1 :2005 附录F(规范性附录)风杯式风速计的校准程序的附录G(规范性附录)测风塔上设备的安装55附录H(规范性附录)小型风力发电机组的功率特性测试62附录1(规范性附录)风速计分级64附录J(资料性附录)风杯式风速叶评估. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 附录K(资料性附录)风速计现场比对.参考文献74H GB/T 1845 1.2-20 12/IEC 61400-12-1 : 2005 目。昌本标准按照GB/Tl. 1-2009给出的规则起草。本标准代
6、替GB/T1845l. 2-2003风力发电机组功率特性试验。与GB/T1845l. 2-2003相比主要技术变化如下:一-1!多改了标准名称风力发电机组功率特性测试;一一小量调整了测量扇形区最大测量角度范围;一一改写了附录A附录D,增加了附录F附录J;一一-将表1和表2细化为表1表4;一一一增加了图4、图5。本标准使用翻译法等同采用IEC61400-12-1: 2005(风力发电机组第12部分:风力发电机组功率特性测试。与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国标准有:GB 1208-2006电流互感器CIEC60044-1: 2003 , MOD) 为了便于使用,本标准做了下列编
7、辑性修改:a) 将IEC61400的本部分改为本标准;b) 保留了IEC61400-12-1:2005的引言,同时增加了本标准的前言。c) 删除了IEC61400-12-1:2005中资料性概述要素(包括封面、目次和前言); d) 在1范围中将标准的适用范围另其一行编辑为:本标准适用于所有类型和容量的并网风力发电机组。巳)将IEC60044-1: 1996(仪表用变压器第1部分:电流互感器),包括修改单1(2000)、修改单2c (2002),用现行IEC60044-1: 2003替代;f) 将IEC60688: 1992 (交流电气量转换为模拟或数字量的电气测量变送器),包括修改单1(199
8、7)、修改单2(2001),用现行IEC60688: 2002替代;g) 将IEC61400-2: 1996(风力发电机组第2部分:小型风力发电机组设计要求),用现行IEC 61400-2:2006替代;h) 将参考标准IEC60186电磁式电压互感器,用现行IEC60044-2: 2003替代。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国风力机械标准化技术委员会(SAC/TC50)归口。本标准起草单位:中国电力科学研究院、中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院等。本标准主要起草人:秦世耀、王建平、李庆、陈默子、张世惠、薛扬、马晓晶、付德义、焦渤。皿G/T 18451.2-2012/IEC 61
9、400-12-1 : 2005 IEC引言IEC 61400-12-1的目的是提供一种统一的方法,以保证风力发电机组功率特性测试和分析的一致性、准确性和可重复性。本标准将适用于:风力发电机组制造商,努力使产品满足定义明确的功率特性要求和/或可能的声明系统;风力发电机组购买者,能明确功率特性要求;风力发电机组运营商,可以证实新的或维修好的机组满足所陈述的或所要求的功率特性的技术条件;风力发电机组计划者和调整者,能够准确公正地评价风力发电机组的功率特性,使新的或更改后的装置符合其规泡或许可准则。本标准在风力发电机组功率特性测试的测量、分析和报告编写方面提供指导。它将使从事风力发电机组制造、安装、计
10、划、运营和管理的机构受益。本标准推荐的测试和分析技术适用于上述各方,以保证风力发电机组的开发和运营的一致性以及技术交流的准确性。希望本标准给出的测量和报告编写程序能得到可以被他人重复的准确结果。同时,标准使用者应认识到由风剪切和揣流的较大变化以及数据选择判据所引起的差别。在功率特性测试合同签署前,标准使用者应考虑这些差别和与测试目的相关的数据选择判据的影响。功率特性测试的关键因素之一是风速测量。本标准规定使用风杯式风速计测量风速,风杯式风速计具有鲁棒性,长期以来一直被认为适用于功率特性测试。即使采用适当的风洞校核程序、与风矢量(包括幅值和方向)波动有关的现场气流条件,仍会导致不同仪器产生潜在的
11、不同影响。附录I和附录J给出了风速计分类的方法和步骤。但测试结果仍有可能受风速计选择的影响,所以在风速测量中应特别注意风速计的选择。凹GB/T 18451.2-2012/IEC 61400-12-1 :2005 风力发电机组功率特性测试1 范围本标准规定了测试单台风力发电机组功率特性的方法。此外,本标准描述了并网及与蓄电池组相连的小型风力发电机组(1EC61400-2中定义的风力发电机组)的功率特性测试方法。测试方法可以用来评估特定地理位置的特定风力发电机组的性能。同样,该方法可以用来对不同类型或不同设置的风力发电机组进行一般比较。本标准适用于所有类型和容量的并网风力发电机组。风力发电机组功率
12、特性由测量功率曲线和年发电量(AEP)决定。测量功率曲线由一定时间段内同步采集的风速和风力发电机组输出功率决定,该时间段要足够长,使得在一定的风速范围和大气条件变化的情况下,能够建立统计意义上的数据库。AEP是利用测量功率曲线和参考风速的频率分布计算而得,且假定风力发电机组的可利用率为100%。本标准规定的测量方法要求对测量功率曲线和年发电量的不确定度来源及其合成影响进行评估。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC 60044-1: 2003 仪表用变压
13、器第1部分:电流互感器(Instrumenttransform巳rs-Part1: Current transformers) IEC 60688: 2002 交流电气量转换为模拟或数字量的电气测量传感器(Electricalmeasuring transducers for converting a. c. electrical quantities to analogue or digital signals) IEC 61400-2: 2006 风力发电机组第2部分:小型风力发电机组设计要求(Windturbine-Part 2: Design requirements of small
14、 wind turbines) ISO 2533: 1975 标准大气(Standardatmosphere) ISO测量不确定度表示指南,1995,ISBN92-67-10188-9(Guide to the expression of uncertainty in measurement) 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 准确度accuracy 被测量(物)的测量值与真实值的接近程度。3.2 年发电量annual ene咱yproduction,AEP 利用测量功率曲线和轮载高度不同风速频率分布估算得到的一台风力发电机组一年时间内生产的全部电能。计算中假设可利用率为10
15、0%。GB/T 18451.2一2012/IEC61400-12-1 :2005 3. 3 3.4 3.5 3.13 3.14 3.15 2 复杂地形complex terrain 测试场地周围地形属显著变化的地带或有可能引起气流畸变的障碍物地带。数据组data set 在规定的连续时段内采集的数据集合。距离常数distance constant / 将测试数据按照风速间隔区间分组的数据处理方法。注:对于各区间数据,记录采集数与它们的和,并计算各区间参数的平均值。净有功功率net active electric power 风力发电机组输送给电网的电功率值。障碍物obstacles 阻挡风流动
16、,产生气流畸变的固定物体,如建筑物和树。桨距角pitch angle 在指定的叶片径向位置(通常为100%叶片半径处),叶片弦线与风轮旋转平面间的夹角。GB/T 1845 1.2-20 12/IEC 61400-12-1 : 2005 3. 16 功率系数power coefficient 风力发电机组净功率输出与风轮扫掠面上从自由流得到的功率之比。3. 17 功率特性power performance 风力发电机组发电能力的度量。3. 18 额定功率rated power 部件、仪器和装置在特定运行条件下测得的功率值,通常由制造商标定。3. 19 、th、飞 A AEP 年生且二、二kWh
17、B 大气压Pa B 10 min 测量气压的10miri Pa Ch 皮托管头系数CP.; 第i个区间的功率系数COA 广义气动扭矩系数C, 推力系数C 参数的(偏微分)灵敏系数CS.i 第z个区间的气压灵敏系数Cd.i 第i个区间的数据采集系统灵敏系数Cindex 指标参数的灵敏系数Ck.i 第i个区间的第h个分量的灵敏系数3 GB/T 18451.2-2012/IEC 61400-12-1 : 2005 Cm.i 第z个区间的空气密度校正灵敏系数W /(kg/m3) CT.i 第i个区间的气温灵敏系数W/K CY.i 第1个区间的风速灵敏系数W 0 (m/s)一lD 风轮直径m De 等效
18、风轮直径m Dn 邻近运行风力发电机组的风轮直径m d 测风塔直径mJ F(V) 风速的瑞利累计概率分布函数fi 一个风速区间内风速的相对出现概率H 风力发电机组的轮载高度m h 障碍物的高度m I 风杯式风速计的转动惯量kgom2 h 级数走b阻塞校正系数k, 风洞校准系数kr 相对其他风洞的风洞校正系数(只用于不确定度估算)kp 空气密度的湿度校正Ks.t 气压计灵敏度Ks., 气压计增益KS.d 气压计采样率K T.t 温度传感器K T , 温度传感器增益K T d 温度传感器采样率Kp.t 压力传感器灵敏度K p., 压力传感器增益Kp.d 压力传感器采样转换Lm 三支架测风塔的支架间
19、距m L 风力发电机组与测风塔之间的距离m Le 风力发电机组或测风塔与障碍物之间的距离m Ln 风力发电机组或测风塔与邻近运行风力发电机组之间的距离m h 障碍物的高度m Iw 障碍物的宽度m M 每个区间内的不确定度分量个数MA A类不确定度分量个数Ms B类不确定度分量个数N 区间个数4 飞-一GB/T 18451.2-2012月EC61400-12-1 :2005 Nh 一年的小时数,约8760小时h N; 风速区间i内10min数据组个数Nj 风向区间j内的10min数据组个数n 采样间隔内的采样数n 速度廓线指数Cn=0.14)Po CP j ) 障碍物的孔隙度CO:实心的.1:无
20、障碍物)P; 第z个区间的标准化平均功率W Pn 标准化功率W Pn.;.j 第1个区间内数据组1的标准化功率输出W PI0 min 测量功率的10min平均值W w 蒸气压力Pa Qa 气动扭矩N. m Qr 摩擦扭矩N. m R 到测风塔中心的距离m Ro 干燥空气气体常数情。=287.05J/Ckg. K) J/Ckg. K) Rw 水蒸气气体常数CRw=461.5 J/Ckg. K) J/ Ckg K) r 风速计校准相关系数s A类不确定度分量SA 风洞风速时间序列的A类不确定度Sk.; 第i个区间内分量走的A类标准不确定度S; 第z个区间内合成标准不确定度Sp.; 第i个区间内功率
21、的A类标准不确定度W Sw.i 第i个区间内气象变量的A类标准不确定度S.) 第j个区间内风速比的A类标准不确定度T 绝对温度K TI 1白流强度T 10 min 测量绝对气温10min平均值K t 测风塔实度t 时间s U 用于测试场地障碍物评估的风速m/s Ud 中心风速偏差值m/s Ue 等效水平风速m/s Uh 障碍物高度h处的自由风速m/s U; 第i个区间内的风速m/s U, 临界风速m/s + 风速矢量U 5 GB/T 18451.2-20 12/IEC 61400-12-1 : 2005 u 风速纵向分量m/sJ u B类不确定度分量UAEP 年发电量估计的合成标准不确定度Wh
22、J UB.i 第i个区间内气压的B类标准不确定度PaJ Uc.j 第i个区间内功率的合成标准不确定度WJ U; 第i个区间内的B类合成标准不确定度Uindex 索引参数的B类标准不确定度Uk.i 第i个区间内分量走的B类不Um.i 弟l/1、i兰问问空气密度雁Jtfllll生突加准小舶:f提供的功率曲线的要求与海平面空气密度功率曲线的要求相同,但能表示对测试场地实际空气密度下标准化后的功率曲线结果。h) 特殊运行工况和大气条件下测量功率曲线表示(见7.5) : 也可能报告在特殊运行工况和大气条件下采集数据形成的功率曲线。如果存在这种情况的话,功率曲线应标准化至海平面空气密度,但应在所有图表中清
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