風(fēng)力發(fā)電機標準IEC中文版

1、IEC61400-1第三版本 2005-08風(fēng)機-第一分項：設(shè)計要求1. 術(shù)語和定義1.1 聲的基準風(fēng)速 acoustic reference wind speed標準狀態(tài)下（指在10m高處，粗糙長度等于0.05m時），8m/s的風(fēng)速。它為計算風(fēng)力發(fā)電機組視在聲功率級提供統(tǒng)一的根據(jù)。注：測聲參考風(fēng)速以m/s表示。1.2 年平均 annual average數(shù)量和持續(xù)時間足夠充分的一組測試數(shù)據(jù)的平均值，用來估計均值大小。用于估計年平均的測試時間跨度應(yīng)是一整年，以便消除如季節(jié)性等非穩(wěn)定因素對均值的影響。1.3 年平均風(fēng)速 annual average wind speed基于年平均定義的平均風(fēng)速。

2、1.4 年發(fā)電量 annual energy production利用功率曲線和在輪轂高度處不同風(fēng)速頻率分布估算得到的一臺風(fēng)力發(fā)電機組一年時間內(nèi)生產(chǎn)的全部電能。假設(shè)利用率為100%。1.5 視在聲功率級 apparent sound power level在測聲參考風(fēng)速下，被測風(fēng)力機風(fēng)輪中心向下風(fēng)向傳播的大小為1pW點輻射源的A計權(quán)聲級功率級。注：視在聲功率級通常以分貝表示。1.6 自動重合閘周期auto-reclosing cycle電路發(fā)生故障后，斷路器跳閘，在自動控制的作用下，斷路器自動合閘，線路重新連接到電路。這過程在約0.01秒到幾秒鐘內(nèi)即可完成。1.7 可利用率 （風(fēng)機） avai

3、lability在某一期間內(nèi)，除去風(fēng)力發(fā)電機組因維修或故障未工作的時數(shù)后余下的小時數(shù)與這一期間內(nèi)總小時數(shù)的比值，用百分比表示。1.8 鎖定（風(fēng)機）blocking利用機械銷或其它裝置，而不是通常的機械制動盤，防止風(fēng)輪軸或偏航機構(gòu)運動，一旦鎖定發(fā)生后，就不能被意外釋放。1.9 制動器（風(fēng)機）brake指用于轉(zhuǎn)軸的減速或者停止轉(zhuǎn)軸運轉(zhuǎn)的裝置。注：剎車裝置利用氣動，機械或電動原理來控制。1.10 嚴重故障（風(fēng)機）catastrophic failure零件或部件嚴重損壞，導(dǎo)致主要功能喪失，安全受到威脅。1.11 特征值 characteristic value在給定概率下不能達到的值（如超越概率，超

4、越概率指出現(xiàn)的值大于或等于給定值的概率）。1.12 復(fù)雜地形 complex terrain指地貌顯著變化和充滿障礙物的地形，往往會存在氣流畸變現(xiàn)象。1.13 控制系統(tǒng)（風(fēng)機） control system 接受風(fēng)機信息或環(huán)境信息，調(diào)節(jié)風(fēng)機，使其保持在工作要求范圍內(nèi)的系統(tǒng)。1.14 切入風(fēng)速 cut-in wind speed沒有湍流時，風(fēng)力發(fā)電機組開始輸出有用功率時，在輪轂高度處的最小風(fēng)速。1.15 切出風(fēng)速 cut-out wind speed沒有湍流時，設(shè)計時規(guī)定的風(fēng)力發(fā)電機組輸出有用功率時，在輪轂高度處的最大風(fēng)速。1.16 數(shù)據(jù)組（用于功率特性測試） data set在規(guī)定的連續(xù)時段內(nèi)

5、采集的數(shù)據(jù)的集合。1.17 設(shè)計極限 design limits在設(shè)計中用到的最大或者最小值。1.18 設(shè)計工況 design situation風(fēng)力發(fā)電機組可能發(fā)生的運行模式，例如發(fā)電、停機等。1.19 指向性（風(fēng)機） directivity在風(fēng)力機下風(fēng)向與風(fēng)輪中心等距離的各不同測量位置上測得的A計權(quán)聲壓級間的不同。注：指向性以分貝表示；測量位置由相關(guān)標準確定。1.20 距離常數(shù) distance constant風(fēng)速儀的時間響應(yīng)指標。在階梯變化的風(fēng)速中，當(dāng)風(fēng)速儀的指示值達到穩(wěn)定值的 63%時，通過風(fēng)速儀的氣流行程長度。1.21 日變化 diurnal variations以日為基數(shù)發(fā)生的變

6、化。1.22 潛伏故障 dormant failure正常工作中零部件或系統(tǒng)存在的未被發(fā)現(xiàn)的故障。1.23 下風(fēng)向 downwind與主要風(fēng)向一致的方向。1.24 電網(wǎng) electrical power network指由發(fā)電、輸電系統(tǒng)形成的網(wǎng)絡(luò)。1.25 應(yīng)急關(guān)機（風(fēng)機） emergency shutdown 在保護系統(tǒng)或者人工干預(yù)下，風(fēng)機立即停止運轉(zhuǎn)。1.26 環(huán)境條件 environmental conditions指會影響風(fēng)機運行的環(huán)境特性，如風(fēng)、高度、溫度和濕度等。1.27 外部條件 external conditions指會影響風(fēng)機工作的諸因素，包括風(fēng)況、其它氣候因素（雪，冰等），

7、地震和電網(wǎng)條件。1.28 外推功率曲線 extrapolated power curve由于在實際測試中，切出風(fēng)速很少有測得，故用預(yù)測的方法對測量功率曲線在測量到的最大風(fēng)速到切出風(fēng)速之間的延伸。1.29 極端風(fēng)速 extreme wind speedt秒內(nèi)平均最高風(fēng)速。它往往是特定周期（重現(xiàn)期）T年一遇的。重現(xiàn)期T=50年和T=1年，相應(yīng)的時間為t=3s和t=10min。1.30 故障安全 fail-safe當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，其后果不危及系統(tǒng)的安全或者后果不引起嚴重故障。1.31 氣流畸變 flow distortion由障礙物、地形變化或其它風(fēng)力機引起的氣流改變，其結(jié)果是相對自由流產(chǎn)生了偏離

8、，造成一定程度的風(fēng)速測量誤差。1.32 自由流風(fēng)速 free stream wind speed常指輪轂高度處，未被擾動的自然空氣流動速度。1.33 掠射角 grazing angle麥克風(fēng)盤面與麥克風(fēng)到風(fēng)輪中心連線間的夾角。注：拒用“入射角”這一術(shù)語；掠射角以度表示。1.34 陣風(fēng) gust指風(fēng)速的瞬間變化?？捎眯纬蓵r間，強弱和持續(xù)時間來表示其特性。1.35 水平軸風(fēng)力機 horizontal axis wind turbine風(fēng)輪軸基本上平行于風(fēng)向的風(fēng)力機。1.36 輪轂 hub將葉片或葉片組固定到轉(zhuǎn)軸上的裝置。1.37 輪轂高度 hub height從地面到風(fēng)輪掃掠面中心的高度，對垂直軸

9、風(fēng)力機是赤道平面高處。1.38 空轉(zhuǎn) idling風(fēng)力機緩慢旋轉(zhuǎn)但不發(fā)電的狀態(tài)。1.39 慣性負區(qū) inertial sub-range風(fēng)速湍流譜的頻率區(qū)間，該區(qū)間內(nèi)渦流經(jīng)逐步破碎達到均質(zhì)，能量損失乎略不計。注：在10m/s風(fēng)速時，慣性負區(qū)的頻率大致在0.02Hz 2kHz之間。1.40 互聯(lián)（風(fēng)力發(fā)電機組） interconnection風(fēng)力發(fā)電機組與電網(wǎng)之間的電力聯(lián)接，從而電能可從風(fēng)機輸送給電網(wǎng)。1.41 潛伏故障 latent fault正常工作未被發(fā)現(xiàn)的零部件或系統(tǒng)故障。1.42 極限狀態(tài) limit state構(gòu)件的一種受力狀態(tài)，如果作用其上的力超出這一狀態(tài)，則構(gòu)件不再滿足設(shè)計要求。

10、1.43 載荷情況 load case結(jié)合考慮設(shè)計工況和外界條件所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)載荷。1.44 對數(shù)風(fēng)切變律 logarithmic wind shear law1.45 最大功率 maximum power正常工作條件下，風(fēng)力發(fā)電機組輸出的最高凈電功率。1.46 平均風(fēng)速 mean wind speed在一段時間內(nèi)，測得的風(fēng)速瞬間值的統(tǒng)計平均值。時間段從幾秒到數(shù)年不等。1.47 測試周期 measurement period收集功率特性試驗中具有統(tǒng)計意義的基本數(shù)據(jù)的時段。1.48 測量功率曲線 measured power curve用正確的方法測得并經(jīng)修正或標準化處理后的風(fēng)力發(fā)電機組凈電功率輸

11、出的圖和表。它是經(jīng)測試獲得的風(fēng)速的函數(shù)。1.49 測量扇區(qū) measurement sector測取測量功率曲線所需數(shù)據(jù)的風(fēng)向扇區(qū)。1.50 分組方法 method of bins將實驗數(shù)據(jù)按風(fēng)速間隔分組的數(shù)據(jù)處理方法。1.51 機艙 nacelle位于水平軸風(fēng)機的塔架頂部，包含傳動鏈和其他部件的箱體。1.52 凈電功率輸出 net electric power output風(fēng)力發(fā)電機組輸送給電網(wǎng)的電功率值。1.53 電網(wǎng)聯(lián)接點（風(fēng)機） network connection point對單臺風(fēng)力發(fā)電機組是輸出電纜終端，而對風(fēng)電場是與電力匯集系統(tǒng)總線的聯(lián)接點。1.54 電網(wǎng)損失 network

12、loss1.55 正常關(guān)機 normal shutdown全過程都是在控制系統(tǒng)作用下的關(guān)機。1.56 障礙物 obstacles鄰近風(fēng)力發(fā)電機組的，并能引起氣流畸變的固定物體，如建筑物、樹林等。1.57 運行極限 operating limits1.58 停機的風(fēng)機 parked wind turbine指靜止的風(fēng)機或者空轉(zhuǎn)的風(fēng)機，這依據(jù)風(fēng)機的具體設(shè)計而定。1.59 槳距角 pitch angle在指定的葉片徑向位置（通常為100%葉片半徑處，即葉尖）葉片弦線與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)面間的夾角。1.60 電力匯集系統(tǒng)（風(fēng)機） power collection system指從一個或多個風(fēng)機中匯集電能的電力系

13、統(tǒng)。它包括了在電網(wǎng)聯(lián)接點和風(fēng)機終端之間相連的所有的電力設(shè)備。用于匯集風(fēng)力發(fā)電機組電能并輸送給電網(wǎng)升壓變壓器或電負荷的電力聯(lián)接系統(tǒng)。1.61 功率系數(shù) power coefficient凈電功率輸出與風(fēng)輪掃掠面上從自由流得到的功率之比。1.62 風(fēng)切變冪定律 power law for wind shear表示風(fēng)速隨離地面高度以冪定律關(guān)系變化的數(shù)學(xué)式。1.63 輸出功率 power output以特定的方式，為達到特定的目的通過一種裝置輸出的功率1.64 功率特性 power performance 風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電能力的相關(guān)特性。1.65 風(fēng)機保護系統(tǒng) protection system確保

14、風(fēng)力發(fā)電機組運行在設(shè)計范圍內(nèi)的系統(tǒng)。注：在產(chǎn)生矛盾時，保護系統(tǒng)優(yōu)先于控制系統(tǒng)。1.66 額定功率 rated power正常工作條件下，風(fēng)力發(fā)電機組的設(shè)計要達到的最大連續(xù)輸出電功率。1.67 額定風(fēng)速 rated wind speed指在風(fēng)場穩(wěn)態(tài)下，風(fēng)機達到額定功率時，位于輪轂處的最小風(fēng)速。1.68 瑞利分布 Rayleigh distribution經(jīng)常用于風(fēng)速的概率分布函數(shù)。1.69 基準距離 reference distance從風(fēng)力發(fā)電機組基礎(chǔ)中心到指定的各麥克風(fēng)位置中心的水平公稱距離。注：基準距離以米表示。1.70 基準高度 reference height用于轉(zhuǎn)換風(fēng)速到標準狀態(tài)的約

15、定高度。注:參考高度定為10m。1.71 基準粗糙長度 reference roughness length用于轉(zhuǎn)換風(fēng)速到標準狀態(tài)的粗糙長度。注：基準粗糙長度定為0.05m。1.72 參考風(fēng)速 reference wind speed它是用來定義風(fēng)機等級的基本參數(shù)。從參考風(fēng)速可推得與氣候有關(guān)的設(shè)計參數(shù)和其他的基本風(fēng)機等級參數(shù)，詳細見條例6。注：在設(shè)計風(fēng)機中，我們選定某個風(fēng)機等級后，就會有相應(yīng)的參考風(fēng)速與之對應(yīng)。則設(shè)計的風(fēng)機必須能抵抗在輪轂處小于或等于的參考風(fēng)速。該參考風(fēng)速一般指50年一遇的極端風(fēng)速，該極端風(fēng)速是在10min內(nèi)的統(tǒng)計上的平均風(fēng)速。1.73 旋轉(zhuǎn)采用風(fēng)矢量 rotationally

16、 sampled wind velocity旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪上某固定點經(jīng)受的風(fēng)矢量。注 :旋轉(zhuǎn)采樣風(fēng)矢量湍流譜與正常湍流譜明顯不同。風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時，葉片切入氣流，湍流譜產(chǎn)生空間變化。最終的湍流譜包括轉(zhuǎn)動頻率下的湍流譜變化和由此產(chǎn)生的諧量。1.74 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速 rotor speed風(fēng)力機風(fēng)輪繞其軸的旋轉(zhuǎn)速度。1.75 粗糙長度 roughness length在假定垂直風(fēng)廓線隨離地面高度按對數(shù)關(guān)系變化情況下，平均風(fēng)速變?yōu)?時算出的高度。1.76 定期保養(yǎng) scheduled maintenance依據(jù)制定的時間表的預(yù)防性保養(yǎng)。1.77 使用極限狀態(tài) serviceability limit states正常

17、使用要求的邊界條件。1.78 現(xiàn)場數(shù)據(jù) site data風(fēng)力機現(xiàn)場的環(huán)境，地震，土壤和電氣網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)必須是10分鐘的統(tǒng)計樣本，除非另有說明。1.79 風(fēng)場電氣設(shè)備 site electrical facilities風(fēng)力發(fā)電機組電網(wǎng)聯(lián)接點與電網(wǎng)間所有相關(guān)電氣設(shè)備。1.80 聲壓級 sound pressure level聲壓與基準聲壓之比的以10為底的對數(shù)乘以20，以分貝計。注:對風(fēng)力發(fā)電機組，基準聲壓為20Pa。1.81 標準風(fēng)速 standardized wind speed利用對數(shù)風(fēng)廓線轉(zhuǎn)換到標準狀態(tài)（處于10m高，粗糙長度為0.05m的情況）的風(fēng)速。1.82 靜止 stand

18、still風(fēng)力發(fā)電機組的停止狀態(tài)1.83 支撐結(jié)構(gòu) support structure由塔架和基礎(chǔ)組成的風(fēng)力機部件。1.84 安全風(fēng)速（該名稱不能被使用） survival wind speed結(jié)構(gòu)所能承受的最大設(shè)計風(fēng)速的俗稱。注:IEC 61400系列標準中不采用這一術(shù)語。設(shè)計時可參考極端風(fēng)速。1.85 掃掠面積 swept area垂直于風(fēng)矢量平面上的，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時葉尖運動所生成圓的投影面積。1.86 試驗場地 test site風(fēng)力發(fā)電機組試驗地點及周圍環(huán)境。1.87 音值 tonality音值與靠近該音值臨界波段的遮蔽噪音級間的區(qū)別。注：音值以分貝表示。1.88 湍流強度 turbule

19、nce intensity標準風(fēng)速偏差與平均風(fēng)速的比率。用同一組測量數(shù)據(jù)和規(guī)定的周期進行計算。1.89 湍流尺度參數(shù) turbulence scale parameter縱向功率譜密度等于0.05時的波長。注：縱向功率譜密度是個無量綱的數(shù)。，其中。1.90 湍流標準差 turbulence standard deviation在輪轂高度處，湍流風(fēng)速縱向分量的標準差。1.91 最大極限狀態(tài) ultimate limit state與損壞危險和可能造成損壞的誤差或變形對應(yīng)的極限狀態(tài)。1.92 測量誤差 uncertainty in measurement測量所得的值與被測事物的真實值之間的差異。1

20、.93 不定期保養(yǎng) unscheduled maintenance收到有關(guān)一個項目狀態(tài)的指示后，對其進行保養(yǎng)，該保養(yǎng)不是依據(jù)制定的時間表進行的。1.94 上風(fēng)向 upwind與主風(fēng)向相反的方向。1.95 垂直軸風(fēng)力機 vertical axis wind turbine風(fēng)輪軸垂直的風(fēng)力機。1.96 威布爾分布 Weibull distribution經(jīng)常用于風(fēng)速的概率分布函數(shù)，分布函數(shù)取決于兩個參數(shù)，控制分布寬度的形狀參數(shù)和控制平均風(fēng)速分布的尺度參數(shù)。瑞利分布是威布爾分布的一種特殊形式，當(dāng)形狀參數(shù)為2時，威布爾分布即為瑞利分布。1.97 聲級 sound level已知聲壓與20Pa基準聲壓比

21、值的對數(shù)。聲壓是在標準計權(quán)頻率和標準計權(quán)指數(shù)時獲得。注：聲級單位為分貝，它等于上述比值以10為底對數(shù)的20倍。1.98 風(fēng)障 wind break相互距離小于3倍高度的一些高低不平的自然環(huán)境。1.99 風(fēng)電場 wind farm由一批風(fēng)力發(fā)電機組或風(fēng)力發(fā)電機群組成的電站。1.100 風(fēng)電場 wind power station由一批風(fēng)力發(fā)電機組或風(fēng)力發(fā)電機群組成的電站。1.101 風(fēng)廓線-風(fēng)切變律 wind profile-wind shear law風(fēng)速隨地面高度變化的曲線稱為風(fēng)廓線，變化規(guī)律稱為風(fēng)切變律。注：常用的風(fēng)廓線數(shù)學(xué)表達式為對數(shù)形式（式1）或者指數(shù)形式（式2）。（1）（2）其中：在

22、高度z處的風(fēng)速；z距離地面的高度；zr距離地面的參考高度，用于擬合風(fēng)廓線；z0粗糙長度；風(fēng)切變指數(shù)。1.102 風(fēng)速 wind speed空間某點的風(fēng)速是指改點周圍氣體微團的移動速度的數(shù)值。注：風(fēng)速是風(fēng)矢量的數(shù)值。1.103 風(fēng)速分布 wind speed distribution用于描述連續(xù)時間內(nèi)風(fēng)速概率分布的分布函數(shù)。注：常用瑞利分布和威布爾分布。（3）（4）瑞利分布和威布爾分布的的表達式各自為：（5）（6）其中：累計概率函數(shù)，即的概率為;風(fēng)速；該分布的平均風(fēng)速，即均值；C威布爾分布的尺度參數(shù)；K威布爾分布的形狀參數(shù)；伽馬函數(shù)。1.104 風(fēng)切變 wind shear風(fēng)速在垂直于風(fēng)向平面內(nèi)

23、的變化。1.105 風(fēng)切變指數(shù) wind shear exponent通常用于描述風(fēng)速剖面線形狀的冪定律指數(shù)。見1.101。1.106 風(fēng)力機發(fā)電系統(tǒng) wind turbine generator system1.107 風(fēng)機地址 wind turbine site1.108 風(fēng)矢量 wind velocity標有被研究點周圍氣體微團運動方向，其值等于該氣體微團運動速度大小。1.109 風(fēng)機電力系統(tǒng) wind turbine electrical system1.110 風(fēng)機終端 wind turbine terminals用于傳輸電能，風(fēng)機與電力匯集系統(tǒng)相連的點。同時，也包括信息的傳輸點。1

24、.111 偏航 yawing風(fēng)輪軸繞繞垂直軸的旋轉(zhuǎn)（僅適用于水平軸風(fēng)力機）。1.112 偏航誤差 yaw misalignment水平軸風(fēng)機轉(zhuǎn)軸與風(fēng)速方向的水平偏差。2 外部條件2.1 概述在風(fēng)機設(shè)計過程中，本條例給出的外部條件必須被考慮。環(huán)境和電力條件都會對風(fēng)機的載荷、耐久性和運行產(chǎn)生影響。為了保證合適的安全和可靠性，在風(fēng)機設(shè)計中必須考慮環(huán)境、電力和土壤條件，并在設(shè)計文件中詳細描述。環(huán)境條件被分成風(fēng)況和其他的環(huán)境條件兩部分。電力條件是指電網(wǎng)條件，而土壤條件在風(fēng)機的基體設(shè)計中才涉及到。同時，外部條件被分成正常和極端部分。正常的外部條件一般只要考慮常見的結(jié)構(gòu)載荷條件，而極端外部條件是指不常見的外

25、部設(shè)計條件。設(shè)計載荷情況必須包括這些潛在的，嚴重的極端外部條件和正常外部設(shè)計條件。風(fēng)況是影響風(fēng)機結(jié)構(gòu)完好性的主要外部條件。當(dāng)然，其他的外部條件也會對其產(chǎn)生影響，如：腐蝕等。在以下的子條例中，給出了在風(fēng)機設(shè)計應(yīng)考慮的正常和極端條件。2.2 風(fēng)機等級在風(fēng)機設(shè)計中，必需要考慮安裝地點的風(fēng)速情況。對于不同的安裝地點，風(fēng)機尺寸等參數(shù)是不同的。考慮到風(fēng)速特性的地區(qū)差異性，IEC國際標準給出了四個風(fēng)機等級，這四個風(fēng)機等級是依據(jù)風(fēng)速和湍流密度來劃分的。這里給出的風(fēng)速和湍流強度的參數(shù)可代表多數(shù)地區(qū)的風(fēng)況，當(dāng)然，它并不能很精確的反映任何安裝地點的風(fēng)況。表1給出了用于劃分風(fēng)機等級的基本參數(shù)。其中，S等級在特殊的風(fēng)況

26、下(如暴風(fēng)帶，海上區(qū)域等)或特殊安全等級下使用。表1 風(fēng)機等級在表1中，所以的參數(shù)都是基于輪轂高度處而言的，其中：指10min參考平均風(fēng)速；A表征高的湍流特性范疇；B表征適中的湍流特性范疇；C表征低的湍流特性范疇；平均風(fēng)速時，湍流密度均值。在風(fēng)機設(shè)計過程中，除了以上這些基本參數(shù)外，還需要其他重要的參數(shù)才能完整定義外部風(fēng)況，其他的參數(shù)將在2.3、2.4和2.6中給出。我們將處于從到等級的風(fēng)機稱之為標準風(fēng)機等級。對于從到等級的風(fēng)機，規(guī)定其設(shè)計壽命至少達20年。對于S等級的風(fēng)機，制造商必須給出用于設(shè)計風(fēng)機的詳細設(shè)計參數(shù)的文件，文件需要的信息在附件A中給出。2.3 風(fēng)況設(shè)計的風(fēng)機應(yīng)能安全承受與選定的風(fēng)

27、機等級相對應(yīng)的風(fēng)況。在設(shè)計文檔中應(yīng)詳細給出風(fēng)況的設(shè)計值。出于載荷計算和風(fēng)機安全的考慮，將風(fēng)域劃分為正常風(fēng)況和極端風(fēng)況，正常風(fēng)況在風(fēng)機運行期間是時常發(fā)生的，極端風(fēng)況是指50一遇或一年一遇的情況。在多數(shù)情況中，風(fēng)況包含帶有陣風(fēng)的風(fēng)廓線或湍流的恒定平均風(fēng)速。在所有情況中，當(dāng)平均風(fēng)速方向與水平面的夾角出時，必須要考慮該影響。該夾角沿高度方向是變化的。“湍流”用于表征10min內(nèi)平均風(fēng)速的隨機變動。湍流模型必須考慮到風(fēng)速變化、風(fēng)切變和允許的旋轉(zhuǎn)采樣的影響。湍流風(fēng)速的三個分量為：縱向，與平均風(fēng)矢量方向一致；橫向，位于水平面并與縱向垂直；上向，與縱向和橫向都各自垂直的方向。對于標準風(fēng)機等級，湍流模型的隨機風(fēng)

28、速場必須滿足以下條件：a) 湍流標準差，其值有以下子條例給出，認為是不隨高度而變化的，而橫向和上向湍流標準差的最小值應(yīng)滿足以下關(guān)系式，實際取值由所有的湍流模型和下面b）規(guī)定的條件共同決定。橫向上向b) 位于輪轂高度z處的縱向湍流尺度參數(shù)為：（7）由于慣性負區(qū)的頻率變大了，三個正交的功率譜密度應(yīng)漸進地滿足以下等式：（8）（9）c) 為了一致性，應(yīng)使用公認的模型。該模型利用自動頻譜對位于與縱向方向垂直平面內(nèi)的空間離散點處的縱向風(fēng)速的協(xié)譜幅值進行劃分而得到的。我們推薦采用滿足以上要求的曼恩均勻切變湍流模型，具體在附件B中給出。在附件B中也給出了另一個常用的模型。對于其他的湍流模型必須謹慎使用，因它會

29、對載荷產(chǎn)生重大影響。2.3.1 正常風(fēng)況2.3.1.1 風(fēng)速分布函數(shù)在風(fēng)機設(shè)計中，風(fēng)速分布起著重要影響。它決定了在正常設(shè)計工況時單個載荷情況發(fā)生的頻率。位于輪轂高度處，以10min為周期的平均風(fēng)速被認為是服從瑞利分布的。瑞利分布為（10）其中，對于標準風(fēng)機等級，應(yīng)為（11）2.3.1.2 正常風(fēng)廓線模型（NWP）風(fēng)速隨地方高度變化的曲線稱為風(fēng)廓線，風(fēng)廓線模型，用于表示平均風(fēng)速隨距離地面高度z變化的函數(shù)。對應(yīng)標準風(fēng)機等級，正常的風(fēng)廓線可由冪函數(shù)給出（12）其中，冪指數(shù)。2.3.1.3 正常湍流模型（NTW）對于正常的湍流模型，位于輪轂高度處，湍流標準差值應(yīng)取90%的分位數(shù)。湍流標準差為：（13）

30、圖1a和1b給出了，不同標準風(fēng)機等級下，正常湍流模型的湍流標準差和湍流強度隨輪轂風(fēng)速的曲線圖。2.3.2 極端風(fēng)況極端風(fēng)況指風(fēng)切變和由于暴風(fēng)引起的峰值風(fēng)速，風(fēng)速及風(fēng)向的快速變化等事件。2.3.2.1 極端風(fēng)速模型（EWM）極端風(fēng)速模型可以是穩(wěn)態(tài)模型或湍流模型。極端風(fēng)速模型應(yīng)基于參考風(fēng)速和給定的湍流標準差進行選擇。當(dāng)為穩(wěn)態(tài)極端風(fēng)速模型時，50年一遇的，10min內(nèi)的極端平均風(fēng)速和一年一遇的，10min內(nèi)的極端平均風(fēng)速隨高度z的函數(shù)形式為：（14）（15）對于穩(wěn)態(tài)的極端風(fēng)模型，允許風(fēng)速在短期內(nèi)和平均風(fēng)向發(fā)生偏離，但在此期間內(nèi)偏航誤差角度必須保證在以內(nèi)，而且是恒定的。當(dāng)為湍流的極端風(fēng)速模型時，50年

31、一遇的，10min內(nèi)的極端平均風(fēng)速和一年一遇的，10min內(nèi)的極端平均風(fēng)速隨高度z的函數(shù)形式為：（16）（17）縱向的湍流標準差為：（18）2.3.2.2 運行過程中的極端陣風(fēng)（EOG）對于標準等級風(fēng)機，在輪轂處的陣風(fēng)的幅值由下式給出（19）其中由等式13給出；同等式7，即為湍流尺度參數(shù)；D 風(fēng)輪直徑風(fēng)速由以下定義式給出：（20）其中，參見式12；。圖2給出了，當(dāng)，風(fēng)機等級為，D=42m時，運行過程中的極端陣風(fēng)。2.3.2.3 極端湍流模型（ETM）極端湍流模型應(yīng)使用2.3.1.2條例給出的正常風(fēng)廓線模型，并且極端湍流模型在縱向方向上的湍流標準差為（21）2.3.2.4 極端風(fēng)向變化（EDC）

32、極端風(fēng)向變化的幅度可由以下關(guān)系式求得：（22）其中由等式13給出；同等式7，即為湍流尺度參數(shù)；D 風(fēng)輪直徑；必須在區(qū)間內(nèi)。極端風(fēng)向隨時間的函數(shù)為（23）其中T=6s，是風(fēng)向改變的持續(xù)時間；正負號應(yīng)按最壞風(fēng)載選取。風(fēng)向改變結(jié)束后，風(fēng)向就被認為保持不變了。風(fēng)速仍使用2.3.1.2條例中的正常風(fēng)廓線模型。圖3和4給出了D=42m，湍流范疇為A時的風(fēng)向變化幅值隨風(fēng)速的曲線圖和風(fēng)向變化隨時間的曲線圖。2.3.2.5 伴隨風(fēng)向改變的極端連續(xù)陣風(fēng)（ECD）伴隨風(fēng)向改變的極端連續(xù)陣風(fēng)的幅值為（24）風(fēng)速為（25）其中：T=10s是形成時間，風(fēng)速仍使用2.3.1.2條例中的正常風(fēng)廓線模型。圖5給出了，當(dāng)時，極端

33、連續(xù)陣風(fēng)的風(fēng)速形成示意圖。在風(fēng)速形成的同時，風(fēng)向角度在0到之間變化，其中定義式為（26）同時，風(fēng)向與時間的函數(shù)為（27）其中形成時間T=10s。圖6和7給出了風(fēng)向變化幅值隨的曲線和時，風(fēng)向變形幅值隨時間的曲線。2.3.2.6 極端風(fēng)切變（EWS）極端風(fēng)切變的風(fēng)速瞬態(tài)值由以下等式給出。瞬態(tài)垂直切變：（28）瞬態(tài)水平切變：（29）其中（對以上兩式都適用）；由等式13給出；同等式7，即為湍流尺度參數(shù)；D 風(fēng)輪直徑；正負號按最壞瞬態(tài)載荷選取。以上兩式不能同時使用。圖8給出了，當(dāng)湍流范疇為A，時，初始時刻和最大切變發(fā)生時的風(fēng)廓線。圖9給出了，如圖8條件下，風(fēng)輪上下端處的風(fēng)速分布，用于說明風(fēng)切變的時間過程

34、。3 結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 概述必須風(fēng)機的承載組件的完整性進行驗證，同時，必須保證一個可接受的安全水平。結(jié)構(gòu)組件的強度極限和疲勞強度可利用計算或者實驗來證明，證明其在適合的安全水平下具有結(jié)構(gòu)完整性。結(jié)構(gòu)分析應(yīng)基于ISO2394標準。計算必須是采用合適的方法。在設(shè)計文件中必須對計算方法進行描述。同時，包括計算方法是有效的相關(guān)證明。任何用于強度驗證的載荷水平應(yīng)符合安全系數(shù)，該安全系數(shù)由3.6條例中的載荷特征值決定。3.2 設(shè)計方法學(xué)必須對極限狀態(tài)有沒有超出風(fēng)機設(shè)計給定的進行驗證。在對結(jié)構(gòu)設(shè)計驗證過程中，模型測試和樣機測試可作為計算的替代品，如同ISO2394給出的。3.3 載荷從3.3.1到3.3.4中

35、給出的各種載荷在結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須被考慮。3.3.1 重力和慣性載荷重力和慣性載荷是靜態(tài)和動載荷，是由自重、振動、旋轉(zhuǎn)和地震活動引起的。3.3.2 氣動載荷重力和慣性載荷是靜態(tài)和動載荷，是由氣流與風(fēng)機可動部件和靜止部件的相互作用引起的。3.3.3 驅(qū)動載荷驅(qū)動載荷是由運行和控制引起的。3.3.4 其他載荷其他載荷指尾流載荷、沖擊載荷、冰載荷等。3.4 設(shè)計工況和載荷情況該條例描述了風(fēng)機的設(shè)計載荷情況，給出的載荷情況條例數(shù)量是風(fēng)機設(shè)計中應(yīng)該考慮的最少量。風(fēng)機的整個壽命可認為是被包括風(fēng)機可能經(jīng)受的最重要情況的一系列設(shè)計情況所反映。載荷情況可由風(fēng)機的運行模型或其他設(shè)計工況，如特定的裝配、安裝或保養(yǎng)，及其

36、外部條件決定。任何有關(guān)的載荷情況，只要存在合理的發(fā)生率都應(yīng)該被考慮，風(fēng)機的控制和保護系統(tǒng)的行為也應(yīng)該被考慮。用于驗證風(fēng)機的結(jié)構(gòu)完整性的設(shè)計載荷情況應(yīng)基于以下組合進行計算：l 正常設(shè)計情況和適合的正?；蛘邩O端外部條件組合；l 故障設(shè)計情況和適合的外部條件組合；l 運輸，安裝和保養(yǎng)的設(shè)計條件和適合的外部條件組合。當(dāng)極端外部條件和故障情況存在聯(lián)系時，實際應(yīng)用中，應(yīng)將這2個情況合并為一個情況進行考慮。對于任何一種設(shè)計情況，必須考慮多個設(shè)計載荷情況。表2給出了至少應(yīng)考慮的載荷情況。在表2中，對于每個設(shè)計情況的設(shè)計載荷情況分類是由風(fēng)速，電力和其他外部條件決定的。對于采用確定性風(fēng)模型的設(shè)計載荷情況，如果風(fēng)機

37、的控制系統(tǒng)可以讓風(fēng)機在達到最大偏航角度或者最大風(fēng)速時停止運轉(zhuǎn)，那么，必須被驗證在同樣的確定性風(fēng)模型的湍流條件下，風(fēng)機的控制系統(tǒng)能使風(fēng)機可靠地停止運轉(zhuǎn)。若涉及到特定風(fēng)機的結(jié)構(gòu)完整性時，還應(yīng)考慮其他的設(shè)計載荷情況。表2中F代表疲勞載荷分析和疲勞強度的評估，U代表強度載荷分析，主要指材料強度，葉尖變形和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。標有U的設(shè)計工況被分成正常(N)，非正常(A)或者運輸安裝(T)。正常的載荷工況是指在風(fēng)機整個壽命中經(jīng)常發(fā)生的事件，非正常的載荷工況是少有的事件，如引起保護系統(tǒng)運行的嚴重故障。設(shè)計情況的種類，N, A或者T決定了適用于極端載荷的各分項安全系數(shù)。表3給出了這些系數(shù)。表2 設(shè)計載荷工況（DLC

38、）設(shè)計情形DLC風(fēng)況其他條件分析類型分項安全系數(shù)1）電力生產(chǎn)1.1NTM 用于極端事件的推斷UN1.2NTM F*1.3ETM UN1.4ECD UN1.5EWS UM2）電力生產(chǎn)伴隨故障發(fā)生2.1NTM 控制系統(tǒng)故障或者脫網(wǎng)UN2.2NTM 保護系統(tǒng)或其內(nèi)部電氣故障UA2.3EOG 外部或內(nèi)部的電氣故障，包含脫網(wǎng)UA2.4NTM 控制系統(tǒng)、保護系統(tǒng)或電氣系統(tǒng)故障，包含脫網(wǎng)F*3）氣動3.1NWP F*3.2EOG 和UN3.3EDC 和UN4) 正常關(guān)機4.1NWP F*4.2EOG 和UN5）應(yīng)急關(guān)機5.1NTM 和UN6）空轉(zhuǎn)6.1EWM 50年一遇UN6.2EWM 50年一遇脫網(wǎng)UA6

39、.3EWM 1年一遇極端偏航誤差UN6.4NTM F*7）空轉(zhuǎn)和故障7.1EWM 1年一遇UA8）運輸，裝配，保養(yǎng)和維修8.1NTM 值由制造商給定UT8.2EWM 1年一遇UA表2中所用縮寫字母說明：DLC設(shè)計載荷工況ECD伴隨方向改變的連續(xù)極端陣風(fēng)（見2.2.2.5）EDC極端風(fēng)向改變（見2.2.2.4）EOG極端運行陣風(fēng)（見2.2.2.2）EWM極端風(fēng)速模型（見2.2.2.1）EWS極端風(fēng)切變（見2.2.2.6）NTM正常湍流模型（見2.2.1.3）ETM極端湍流模型（見2.2.2.3）NWP正常風(fēng)廓線模型（見2.2.1.2）在所有應(yīng)分析的風(fēng)速下的敏感度F疲勞U強度極限N正常A非正常T運

40、轉(zhuǎn)和安裝*疲勞采用的分項安全系數(shù)（見3.6.3）在風(fēng)機設(shè)計時應(yīng)按產(chǎn)生最壞結(jié)果對位于表2中給出的風(fēng)速范圍內(nèi)的風(fēng)速進行選取。當(dāng)風(fēng)速范圍是通過一系列離散值提供時，為了保證計算的精確性應(yīng)具有足夠的分辨率，一般取2m/s。3.4.1 電力生產(chǎn)（DLC 1.1-1.5）該設(shè)計情況是指風(fēng)機在正常運轉(zhuǎn)并與電網(wǎng)相連的情況。必須考慮風(fēng)輪結(jié)構(gòu)的不平衡性。在設(shè)計時計算中應(yīng)使用由風(fēng)輪制造條件決定的質(zhì)量和氣動的最大不平衡性。而且，在對運行載荷分析時，必須考慮到理論上理想的運行情況和實際的運行情況之間的偏差，如偏航誤差和控制系統(tǒng)誤差引起的偏差。1.1和1.2的設(shè)計載荷情況需要包括由湍流引起的載荷，湍流是指在風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)的整

41、個壽命期間發(fā)生的事件。1.3的設(shè)計載荷情況需要包括由極端湍流引起的極端載荷部分。1.4和1.5的設(shè)計載荷情況規(guī)定了瞬間載荷，只考慮會引起潛在的風(fēng)機嚴重損壞事件的瞬間載荷。DLC1.1的靜態(tài)模擬數(shù)據(jù)至少包含風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)和平面外的極端力矩和葉尖變形。假如這些參數(shù)的極端值超出了由DLC1.3給出的極端設(shè)計值，則不用對DLC1.1進行進一步的分析。假如這些參數(shù)的極端值沒有超出由DLC1.3給出的極端設(shè)計值，則增加DLC1.3中使用的極端湍流模型的參數(shù)c值（21式），直到這些參數(shù)超出或等于由DLC1.3給出的極端設(shè)計值。3.4.2 電力生產(chǎn)伴隨故障或者脫網(wǎng)（DLC2.1-2.4）該設(shè)計情況是指風(fēng)機在發(fā)

42、電時發(fā)生突然性故障或脫網(wǎng)引起的瞬態(tài)事件。無論是控制系統(tǒng)、保護系統(tǒng)或內(nèi)部電力系統(tǒng)故障，只要對風(fēng)機載荷產(chǎn)生重大影響的故障，在該設(shè)計情況中都應(yīng)該被考慮。DLC2.1指由控制系統(tǒng)或脫網(wǎng)引起的故障情況，該類故障是常有發(fā)生的。DLC2.2指一些少有且非正常的故障事件，如保護系統(tǒng)或內(nèi)部電力系統(tǒng)故障。DLC2.3指潛在的但影響重大的故障（EOG），如內(nèi)部或外部電力系統(tǒng)故障（脫網(wǎng)），該類故障也是非正常的。這2類事件的時序按以產(chǎn)生最壞載荷進行選取。假如故障或者脫網(wǎng)沒有導(dǎo)致立即停機，這后續(xù)的載荷會對疲勞損傷產(chǎn)生較大影響，在正常湍流模型下，伴隨疲勞損傷的該情況的持續(xù)時間應(yīng)通過DLC2.4計算獲得。3.4.3 啟動（D

43、LC 3.1-3.3）該設(shè)計情況是指風(fēng)機從停機或空轉(zhuǎn)向發(fā)電情況轉(zhuǎn)變的過渡時期內(nèi)產(chǎn)生的相關(guān)載荷的所有事件。啟動次數(shù)應(yīng)按控制系統(tǒng)的行為特性進行估計。3.4.4 正常停機（DLC 4.1-4.2）該設(shè)計情形是指風(fēng)機在從發(fā)電工況向停機或空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變的過渡時期內(nèi)產(chǎn)生相關(guān)載荷的所有事件。啟動次數(shù)應(yīng)從控制系統(tǒng)的行為特性進行估計。3.4.5 應(yīng)急停機（DLC5.1）考慮由應(yīng)急停機導(dǎo)致的載荷。3.4.6 空轉(zhuǎn)（DLC6.1-6.4）在DLC6.1,6.2和6.3中應(yīng)使用極端風(fēng)速模型（EWM）。對于DLC6.4使用正常湍流模型（NTM）。當(dāng)風(fēng)況為EWM，設(shè)計載荷情況即可以使用穩(wěn)態(tài)的極端風(fēng)模型或者極端湍流模型。當(dāng)為極端

44、湍流模型時，可利用由ISO 4354給出的陣風(fēng)和動態(tài)響應(yīng)的修正關(guān)系式，獲得全動態(tài)模擬結(jié)果或者準靜態(tài)分析的結(jié)果。當(dāng)為穩(wěn)態(tài)的極端風(fēng)模型，則可使用以上所述的準靜態(tài)分析獲得共振對載荷的影響。當(dāng)共振與背景響應(yīng)的比值低于5%，則可采用穩(wěn)態(tài)的極端風(fēng)模型進行靜態(tài)分析。若在載荷特征值處偏航系統(tǒng)可發(fā)生滑移，則平均偏航誤差應(yīng)加上最壞的最大偏移滑移。當(dāng)風(fēng)機的偏航系統(tǒng)在最大風(fēng)況下會發(fā)生偏航運轉(zhuǎn)（自由偏航、被動偏航或半自由偏航），則應(yīng)選用極端湍流模型，同時，偏航誤差由湍流方向的變化和風(fēng)機偏航系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)決定。此外，風(fēng)機處于最大偏航運動或者風(fēng)速從正常向極端轉(zhuǎn)變而引起的平衡變化，這些行為在分析時都應(yīng)被考慮。在DLC6.1中，

45、對于擁有主動偏航系統(tǒng)的風(fēng)機，并且在偏航系統(tǒng)的滑移可被限制的前提下，當(dāng)為穩(wěn)態(tài)的極端風(fēng)模型時，則偏航誤差處于內(nèi)。當(dāng)為極端湍流模型時，則偏航誤差均值處于內(nèi)在DLC6.2中，做出了在極端風(fēng)況的暴風(fēng)早期階段風(fēng)機會發(fā)生脫網(wǎng)的假設(shè)。除非風(fēng)機備用電能能為偏航系統(tǒng)和控制系統(tǒng)提供至少6小時的供電，否則必須對由風(fēng)向改變角度達的產(chǎn)生的影響進行分析。DLC6.3，該情形是針對一年一遇的極端風(fēng)況并包含極端偏航誤差而設(shè)的。當(dāng)為穩(wěn)態(tài)的極端風(fēng)模型時，則極端偏航誤差為。當(dāng)為極端湍流模型時，則偏航誤差均值為。DLC6.4，應(yīng)考慮風(fēng)機不發(fā)電的時間內(nèi)，每個風(fēng)速產(chǎn)生的波動性載荷，該波動性載荷對風(fēng)機部件的疲勞損傷影響較大。3.4.7 停機

46、伴隨故障條件（DLC7.1）風(fēng)機的正常停機與由脫網(wǎng)或風(fēng)機故障引起的停機是不同的，這就需要進行分析。假如非脫網(wǎng)的其他任何故障性停機與正常停機是有區(qū)別的，則應(yīng)該對其可能產(chǎn)生的后果進行分析。故障條件應(yīng)結(jié)合一年一遇的EWM。這些條件可以是經(jīng)陣風(fēng)和動態(tài)響應(yīng)的修正后的湍流或準靜態(tài)模型。當(dāng)由偏航系統(tǒng)導(dǎo)致的故障時，偏航誤差應(yīng)設(shè)為。而其他的故障，偏航誤差值應(yīng)與DLC6.1中的一致。當(dāng)DLC7.1中，發(fā)現(xiàn)在載荷特征值處偏航系統(tǒng)可發(fā)生滑移，則應(yīng)考慮最壞的最大滑移。3.4.8 運輸，裝配，保養(yǎng)和維修（DLC8.1-8.2）對于DLC8.1，制造商應(yīng)陳述在運輸，裝配，保養(yǎng)和維修中可能出現(xiàn)的所有風(fēng)況和設(shè)計工況。假如最大的

47、風(fēng)況可產(chǎn)生不可忽視的載荷，則在設(shè)計中該載荷應(yīng)被考慮。在給定的可接受安全水平下，制造商應(yīng)允許設(shè)計采用的和文檔中陳述的風(fēng)況有足夠的余量。一般采用設(shè)計風(fēng)況在陳述的基礎(chǔ)上加5m/s，而保證足夠的余量。DLC8.2，對應(yīng)于運輸，裝配，保養(yǎng)和維修中出現(xiàn)花費1周以上的情況。3.5 載荷計算由3.3.1和3.3.4條例描述的載荷在每個設(shè)計載荷情況中都應(yīng)該考慮。必要時，還應(yīng)考慮以下情況引起的影響：l 由于風(fēng)機自身引起的風(fēng)場擾動；l 三維流動對葉片氣動性能的影響（如三維失速和葉尖損失等）；l 非穩(wěn)態(tài)流場對氣動性能的影響；l 氣彈性影響；l 風(fēng)機的控制系統(tǒng)和保護系統(tǒng)的行為。?；趧恿W(xué)模型進行動態(tài)模擬來計算獲得風(fēng)機

48、承受的載荷。對于湍流作為輸入的載荷，其整個載荷數(shù)據(jù)的周期歷程必須足夠長，以保證估計載荷特征值的統(tǒng)計可靠性。在模擬中用到的輪轂處平均風(fēng)速，至少需要測試6個10min的風(fēng)速統(tǒng)計平均值，或者連續(xù)的60min的風(fēng)速統(tǒng)計平均值來確定。對于DLC2.1、2.2和5.1中的事件，在給定風(fēng)速下至少需要進行12次的模擬計算。當(dāng)湍流有作為輸入時，任何的區(qū)間分析都應(yīng)將初始5s（若有必要可以延長）的數(shù)據(jù)舍去，因為，在動態(tài)模擬中，初始條件對模擬初始階段的載荷統(tǒng)計影響較大。多數(shù)情況下，風(fēng)機組件中發(fā)生臨界應(yīng)力或應(yīng)變的位置處往往同時受多軸載荷。在這種情況下，模擬輸出的正交載荷的時間序列有時可用作設(shè)計載荷。當(dāng)正交載荷的時間序列

49、被用來計算疲勞和極端載荷時，為保留相位和振幅，各正交載荷的時間序列應(yīng)組合。直接方法是基于重要應(yīng)力的時間歷程進行推導(dǎo)。這樣，極端和疲勞預(yù)測方法就適用于這單個信號了，避免了載荷組合問題。出于保守考慮，載荷的極限分項和極端分項值應(yīng)假設(shè)同時發(fā)生。3.6 極限狀態(tài)分析3.6.1 方法采用分項安全系數(shù)來考慮到載荷、材料、分析方法的不確定性和部件結(jié)構(gòu)失效的后果。3.6.1.1 載荷和材料的分項安全系數(shù)由于載荷和材料具有不確定性，為了保證安全，引入分項安全系數(shù)。具體內(nèi)容如下（30）其中在給定設(shè)計載荷情況下，同時多個載荷分量的載荷響應(yīng)或內(nèi)部合并的載荷的設(shè)計值；載荷分項安全系數(shù)；載荷特征值（31）其中材料設(shè)計值；

50、材料分項安全系數(shù)；材料性能特征值本標準中的載荷分項安全系數(shù)考慮到以下內(nèi)容l 可能產(chǎn)生的不利偏差或載荷特征值的不確定性；l 載荷模型的不確定性。本標準中的材料分項安全系數(shù)考慮了以下內(nèi)容（如同ISO 2394）l 材料強度特征值的不確定性和可能產(chǎn)生的不利偏差；l 對某些截面或結(jié)構(gòu)承載能力有可能發(fā)生錯誤評估；l 幾何參數(shù)的不確定性；l 實際結(jié)構(gòu)中材料性能參數(shù)和由可控試樣實驗測試獲得的材料性能參數(shù)兩者之間的關(guān)系的不確定性；l 轉(zhuǎn)換系數(shù)的不確定性。3.6.1.2 基于組件失效后果的分項安全系數(shù)和組件等級失效后果系數(shù)在以下所列的不同組件等級中是不同的。l 組件等級1：被用于故障安全的組件，它的失效不會引起

51、風(fēng)機主要組件的失效，如監(jiān)控下的可替換軸承。l 組件等級2：被用于非故障安全的組件，它失效會引起風(fēng)機主要組件的失效。l 組件等級3：被用于非故障安全的，將驅(qū)動器、剎車裝置與風(fēng)機主要組件相連的機械組件，該機械組件起到風(fēng)機非冗余保護功能的擴充作用。對于風(fēng)機極限狀態(tài)分析，若有必要需要進行以下4類分析：l 極限強度分析（見3.6.2）；l 疲勞失效分析（見3.6.3）；l 穩(wěn)定性分析，如屈服等（見3.6.4）；l 臨界變形分析（葉片和塔架之間的機械干涉等）（見3.6.5）極限狀態(tài)方程在不同分析類型中是不同的。每個分析類型都利用安全系數(shù)來處理來源不同的不確定性。3.6.1.3 公認材料規(guī)范的應(yīng)用在決定風(fēng)機

52、部件的結(jié)構(gòu)完整性時，可能會涉及到國家性或國際性的相關(guān)設(shè)計規(guī)范。我們尤其要注意的是，本標準規(guī)定的分項安全系數(shù)和來于國家性或國際性相關(guān)設(shè)計規(guī)范的分項安全系數(shù)同時混合使用時的情況，應(yīng)該保證最終的安全水平應(yīng)不低于本標準中給出的安全水平?；诓淮_定性的不同類型，如材料本身導(dǎo)致強度的不確定性、生產(chǎn)控制或生產(chǎn)方法等方面引起的不確定性，規(guī)范將材料的分項安全系數(shù)細分為多個材料系數(shù)。本標準中的稱之為“材料普通分項安全系數(shù)”的分項系數(shù)就是基于材料本身導(dǎo)致的不確定性而引進的。若規(guī)范給出的分項安全系數(shù)或特征值折減系數(shù)還考慮了其他的不確定性，則這些不確定性也應(yīng)該被考慮。單個規(guī)范可能在設(shè)計驗證的不同部分中采用不同的載荷和材

53、料分項安全系數(shù)的細分方式。本標準的系數(shù)細分方式由ISO2394定義。當(dāng)選擇的規(guī)范中的細分方式與ISO2394有區(qū)別時，則應(yīng)根據(jù)本標準規(guī)定的驗證法對選擇的規(guī)范做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。3.6.2 極限強度分析極限狀態(tài)函數(shù)可被分為由載荷S和抗力R函數(shù)兩部分組成。則極限狀態(tài)條件為（32）抗力R是指的材料最大的許用抗力設(shè)計值，因此；同時，在極限強度分析中，S一般被定義為最大的結(jié)構(gòu)載荷響應(yīng)值，因此，則方程變?yōu)椋?3）在對每個風(fēng)機組件進行強度評估時和由表2給出的每個適合極限強度分項的設(shè)計載荷情況，對于最臨界的極限狀態(tài)，指有最少邊際的狀態(tài)，應(yīng)對由式33給出的極限狀態(tài)方程進行驗證。在給定風(fēng)速范圍內(nèi)，涉及湍流模型的設(shè)計載

54、荷情況應(yīng)基于2.3.1.1中給出的風(fēng)速分布函數(shù)計算載荷特征值的超越概率。因為許多載荷計算都涉及到極限持續(xù)時間的隨機模擬，而用于確定重現(xiàn)期的載荷特征值可能比模擬計算獲得的任何值都大。附件F給出了湍流模型下如何計算載荷特征值的相關(guān)指導(dǎo)。對于DLC1.1，載荷特征值應(yīng)根據(jù)統(tǒng)計載荷推斷和相應(yīng)的超越概率決定，超越概率是指，在常規(guī)的設(shè)計工況下，對于任何10min周期內(nèi)的最大值，其值小于或等于（或50一遇）。詳見附件F。對于已給出的風(fēng)條件的設(shè)計載荷工況，載荷特征值應(yīng)選為出現(xiàn)最壞情況的瞬態(tài)值。涉及湍流模型時，在最壞情況下，計算獲得多個10min的統(tǒng)計載荷值，在對其求均值。DLC2.1,2.2和5.1除外，他們

55、載荷的特征值從擁有最多的最大載荷的一半的數(shù)據(jù)中取均值。3.6.2.1 載荷的分項安全系數(shù)表3給出了載荷的分項安全系數(shù)最小值。不利載荷有利載荷1設(shè)計工況類型（見表2）所有設(shè)計工況類型正常非正常運輸和安裝1.35*1.11.50.9* DLC設(shè)計載荷情況，當(dāng)位于切入和切出間風(fēng)速引起載荷的是由統(tǒng)計推斷獲得的，對于正常的設(shè)計工況，載荷分項安全系數(shù)應(yīng)為。1 指由預(yù)緊和重力引起的有利載荷，即該載荷能明顯減小最終整體載荷值。無論是有利載荷和不利載荷的情況，式32變?yōu)閷τ谡ＴO(shè)計工況，由重力引起的不利載荷的特征值可通過計算獲得?？紤]重力和其他來源的合載荷的分項安全系數(shù)可取為使用由表3給出的正常和非正常設(shè)計工況的分項安全系數(shù)時，應(yīng)利用載荷測試對載荷計算模型進行驗證。做載荷測試的風(fēng)機試樣必要與設(shè)計的風(fēng)機擁有相似的氣動、控制和動態(tài)響應(yīng)特性。3.6.2.2 當(dāng)公認材料規(guī)范的應(yīng)用不可行時的