IEC61400-12017中文版

1、風(fēng)力發(fā)電機組功率特性測試（IEC61400-12-1 ）1范圍IEC61400的這一部分規(guī)定了一種測量單臺風(fēng)力發(fā)電機功率性能特點的程 序，該部分適用于所有類型和容量的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機的測試。止匕外，本標(biāo)準(zhǔn)描述了一種用來確定并網(wǎng)或與蓄電池組相連的小型風(fēng)力發(fā)電機組（如IEC61400-2中所定義）功率性能特點的程序。這種測試程序可以用于特定風(fēng)力發(fā)電機組在特 定地理位置的性能評估，但是同樣，當(dāng)特定場地條件和數(shù)據(jù)過濾的影響被考慮在 內(nèi)的時候，該方法也可以用來對不同模式或不同設(shè)置的風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行一般性 比較。風(fēng)力發(fā)電機的功率性能特點由測量功率曲線和估算的年發(fā)電量（AEP）決定。測量功率曲線定義為風(fēng)速與風(fēng)

2、力發(fā)電機組輸出功率之間的關(guān)系，它是通過在測試場地同步采集一段時間的氣象變量（包括風(fēng)速）信號和風(fēng)力發(fā)電機組信號（包括 輸出功率）來確定，該時間段要足夠長，使得在一定的風(fēng)速范圍和風(fēng)況、大氣條 件變化的情況下，能建立統(tǒng)計意義上的有效數(shù)據(jù)庫。AEP是利用測量功率曲線和參考風(fēng)速的頻率分布計算而得，且假設(shè)風(fēng)力發(fā)電機組的可利用率為100%該文件描述的測量方法要求對不確定度來源及其合成的影響進(jìn)行評估，作為測量功率曲線和計算得到的發(fā)電量的補充。2規(guī)范性引用文件本文中引用了以下文件，這樣，引用文件的部分或者全部內(nèi)容構(gòu)成了本文件的要求。對于注明日期的的引用文件，僅注明日期的版本使用于本文件， 對于未 注明日期的引用

3、文件，其最新版本（包括任何修改單）適用于本文件。IEC 60688: 2012,將交流和直流電量轉(zhuǎn)換成模擬信號或數(shù)字信號的電測量變送 器IEC 61400-12-2: 2013,風(fēng)力發(fā)電機， 第12-2部分：基于機艙風(fēng)速計的風(fēng)力發(fā)電機組的功率特性測試IEC 61869-1: 2007,儀表用變壓器，第一部分：一般要求IEC 61869-2: 2012,儀表用變壓器，第二部分：電流互感器用附加要求IEC 61869-3: 2011,儀表變壓器， 第3部分：感應(yīng)式電壓互感器用附加要求ISO/IEC GUIDE 98-3: 2008,測量不確定度，第3部分：測量不確定度的表達(dá)指南（GUM-1995）

4、ISO/IEC 17025: 2005,檢測和校準(zhǔn)實驗室能力的通用要求ISO/IEC 17043: 2010,合格評定，能力驗證的一般要求ISO 2533: 1975,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓ISO 3966: 2008,封閉管道中液體流量的測量-用皮托靜壓管的速度面積法3術(shù)語和定義3. 1準(zhǔn)確度被測量（物）的測量值與真實值的接近程度。3. 2年發(fā)電量（AEP）利用測量功率曲線和輪轂高度處不同風(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)的總發(fā)電量，計算中假設(shè)利用率為100%3. 3大氣穩(wěn)定度一種激發(fā)或抑制風(fēng)垂直混合趨勢的測量。 3.4復(fù)雜地形測試場周圍地形屬顯著變化的地帶或有可能引起氣流畸變的障礙物地

5、帶。3. 5切入風(fēng)速使風(fēng)力機開始發(fā)電的最低風(fēng)速。3. 6切出風(fēng)速由于風(fēng)速過高使得風(fēng)力機與電網(wǎng)斷開的風(fēng)速。3. 7數(shù)據(jù)組在規(guī)定的連續(xù)時間段內(nèi)采集的數(shù)據(jù)集合。3. 8距離常數(shù)風(fēng)速計的時間響應(yīng)指標(biāo)。定義為風(fēng)速計顯示值達(dá)到輸入風(fēng)速實際值得63%時，通過風(fēng)速計的氣流行程長度。 3. 9外推功率曲線用估計方法對測量功率曲線從測量的最大風(fēng)速到切出風(fēng)速的延伸。3. 10氣流畸變由障礙物、地形變化或其他風(fēng)力發(fā)電機組引起的氣流改變，具結(jié)果是相對 自由流產(chǎn)生了偏離，造成一定程度的風(fēng)速測量不確定度。3. 11輪轂高度從地面到風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)輪掃掠面中心的高度。3. 12測量功率曲線按確定的測量程序測試，修正和標(biāo)準(zhǔn)化處理

6、后，風(fēng)力發(fā)電機組凈電功率輸 出與風(fēng)速的函數(shù)關(guān)系，用圖形和表格表示。3. 13測量周期功率特性測試中所收集具有統(tǒng)計意義的重要數(shù)據(jù)的時間段。3. 14測量扇區(qū)測取功率曲線所需數(shù)據(jù)的風(fēng)向扇區(qū)。3. 15區(qū)間方法將測試數(shù)據(jù)按照風(fēng)速間隔區(qū)間分組的數(shù)據(jù)處理方法。3. 16凈有功功率風(fēng)力發(fā)電機組輸送給電網(wǎng)的電功率值。3. 17正常維護(hù)除去正在進(jìn)行功率性能測試的事實，根據(jù)定義的定期維護(hù)計劃進(jìn)行的任何 干預(yù)，例如油更換、葉片清洗（或者其他干預(yù)，即除了功率特性測試之外）和任 何超出定期維護(hù)計劃范圍的干預(yù)（如損壞原件的修理），而不是風(fēng)力發(fā)電機組配 置改變。3. 18障礙物阻擋風(fēng)流動，產(chǎn)生氣流畸變的固定物體，如建筑物

7、和樹。3. 19槳距角在指定的葉片徑向位置（通常100%十片半徑處），葉片玄線與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平 面間的夾角。3. 20功率系數(shù)風(fēng)力發(fā)電機組凈功率輸出與風(fēng)輪掃掠面上從自由流得到的功率之比3. 21功率特性風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電能力的度量。3. 22額定功率部件、儀器和裝置在特定運行條件下測得的功率值，通常有制造商標(biāo)定。3. 23風(fēng)輪等效風(fēng)速如方程（5）所示，考慮風(fēng)速隨高度變化時，與通過風(fēng)輪掃掠區(qū)域的動能通量一致的風(fēng)速。3. 24特殊維護(hù)正常維護(hù)計劃范圍之外和非風(fēng)力發(fā)電機組配置改變的任何干預(yù)，即測試期間為了提升功率特性的操作，如：事先未安排的葉片清洗、任何必要元件的替換等。3. 25標(biāo)準(zhǔn)不確定度用標(biāo)準(zhǔn)偏差表

8、示的測量結(jié)果不確定度。3. 26掃掠面積對于水平軸風(fēng)力發(fā)電機組，是指旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪在垂直于旋轉(zhuǎn)軸平面上的投影面積。3. 27測試場地被測風(fēng)力發(fā)電機的位置及其周圍環(huán)境。3. 28測量不確定度關(guān)系測試結(jié)果的，表征由測量造成可得量值合理離散的參數(shù)。3. 29測風(fēng)設(shè)備氣象桅桿或遙感設(shè)備。3. 30風(fēng)切變通過風(fēng)力機風(fēng)輪的風(fēng)速隨高度的變化規(guī)律3. 31風(fēng)切變指數(shù)定義風(fēng)速隨高度變化的幕法則的指數(shù) a o注1：這個參數(shù)用作附錄C里場地標(biāo)定時風(fēng)切變大小的測量， 除此之外可能 也有其它用途。幕法則公式是：VV 仔:（1）h H式中：Vh是輪轂高度風(fēng)速；H是輪轂高度；Vzi是Zi高度的風(fēng)速；口是風(fēng)切變指數(shù)。3. 32風(fēng)轉(zhuǎn)

9、向風(fēng)向隨通過風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)輪高度的變化。4符號和單位A風(fēng)輪掃掠面積m2A第i個風(fēng)輪段的面積m2AW威布爾分布因子m/ sAEP年發(fā)電量WhB大氣壓PaiB10min測量氣壓的10min平均值PaCh皮托管頭系數(shù)Cp ,i第i個區(qū)間的功率系數(shù)COA廣義氣動扭矩系數(shù)CT推力系數(shù)c參數(shù)的（偏微分）靈敏系數(shù)CB,i第i個區(qū)間的氣壓靈敏系數(shù)W/ PaCd ,i第i個區(qū)間的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)靈敏系數(shù)c index指標(biāo)參數(shù)的靈敏系數(shù)Ck,i第i個區(qū)間的第k個分量的靈敏系數(shù)cT,i第i個區(qū)間的氣溫靈敏系數(shù)W/KCv,i第i個區(qū)間的風(fēng)速靈敏系數(shù)Ws/mc ：,i第i個區(qū)間的空氣密度修正靈敏系數(shù)Wm3/ kgD風(fēng)輪直徑

10、mDe等效風(fēng)輪直徑mDn鄰近運行風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)輪直徑md測風(fēng)塔直徑mF(V)風(fēng)速的瑞利累計概率分布函數(shù)fi一個風(fēng)速區(qū)間內(nèi)風(fēng)速的相對出現(xiàn)概率fr,MM利用測風(fēng)塔上安裝的儀器測量的風(fēng)切變修正系數(shù)fr,RSD利用遙感設(shè)備測量的風(fēng)切變修正系數(shù)H風(fēng)力發(fā)電機組的輪轂高度mh障礙物高度mI風(fēng)杯式風(fēng)速計的轉(zhuǎn)動慣量kgm k級數(shù)k威布力、形狀因子kb阻塞修正系數(shù)kc風(fēng)洞校準(zhǔn)系數(shù)kf相對其他風(fēng)洞的風(fēng)洞修正系數(shù)（只用于不確定度估算）kp空氣密度的濕度修正KB,t氣壓計靈敏度Kb,s氣壓計增益Kb,cI氣壓計米樣頻率KT,t溫度傳感器靈敏度K/AKt,s溫度傳感器增益A/ VKT ,d溫度傳感器采樣率K p,t壓力

11、傳感器靈敏度K P,s壓力傳感器增益K p,d壓力傳感器采樣轉(zhuǎn)換Lm二支架測風(fēng)塔的支架間距mL風(fēng)力發(fā)電機組與測風(fēng)塔之間的跑離mLe風(fēng)力發(fā)電機組或測風(fēng)塔與障礙物之間的跑離mLn風(fēng)力發(fā)電機組或測風(fēng)塔與鄰近運行風(fēng)力發(fā)電機組之間的距離mlh障礙物高度m1 w障礙物寬度mM每個區(qū)間內(nèi)的/、確定度分量個數(shù)MaA類/、確定度分量個數(shù)MbB類/、確定度分量個數(shù)N區(qū)間個數(shù)Nh一年內(nèi)的小時數(shù)，約8760小時hNi風(fēng)速區(qū)間i內(nèi)10min數(shù)據(jù)組個數(shù)Nj風(fēng)向區(qū)間j內(nèi)10min數(shù)據(jù)組個數(shù)n米樣間隔內(nèi)的米樣數(shù)nh可用測量高度的個數(shù)PO障礙物的孔隙度（0:實心的，1:無障礙物）P第i個區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)化平均功率WPn標(biāo) 準(zhǔn)化功 率

12、W九第i個區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)組j的標(biāo)準(zhǔn)化功率輸出WP0min測量功率的10min平均值WP蒸汽壓力PaQa氣動扭矩NmQf摩擦扭矩NmR風(fēng)輪半徑mRo干燥空氣氣體常數(shù)（28705）J/kgKRd到測風(fēng)塔中心的距離mRw水蒸氣氣體常數(shù)（4615）J/ kgKRSD遙感設(shè)備r風(fēng)速計校準(zhǔn)相關(guān)系數(shù)sA類不確定度分量Sa風(fēng)洞風(fēng)速時1局予列的A類不確定度sk,i第i個區(qū)間內(nèi)分量k的A類標(biāo)準(zhǔn)/、確定度Si第i個區(qū)間內(nèi)合成標(biāo)準(zhǔn)/、確定度sP,i第i個區(qū)間內(nèi)功率的A類標(biāo)準(zhǔn)/、確定度WSsc場地標(biāo)定的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度m/ssw,i第i個區(qū)間內(nèi)氣象變量的A類標(biāo)準(zhǔn)/、確定度Whs :,-j第j個區(qū)間內(nèi)風(fēng)速比的A類標(biāo)準(zhǔn)/、確定

13、度S測風(fēng)塔可靠性T絕對溫度KTI湍流強度T10m int測量絕對氣溫的10min平均值時間KsU風(fēng)速m/ sUd中心風(fēng)速偏差值m/ sUeq等效水平風(fēng)速m/ sUi第i個區(qū)間內(nèi)的風(fēng)速m/ sUt臨界風(fēng)速m/ sU風(fēng)速矢量uB類不確定度分量UAEP年發(fā)電量估計的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度WhUB,i第i個區(qū)間內(nèi)氣壓的B類標(biāo)準(zhǔn)/、確定度PaUc,i第i個區(qū)間內(nèi)功率的合成標(biāo)準(zhǔn)/、確定度WUi第i個區(qū)間內(nèi)的B類標(biāo)準(zhǔn)/、確定度U index索引參數(shù)的B類標(biāo)準(zhǔn)/、確定度Uk,i第i個區(qū)間內(nèi)分量k的B類標(biāo)準(zhǔn)/、確定度Up,i第i個區(qū)間內(nèi)功率的B類標(biāo)準(zhǔn)/、確定度WUv,i第i個區(qū)間內(nèi)風(fēng)速的B類標(biāo)準(zhǔn)/、確定度m/ sUT

14、,i第i個區(qū)間內(nèi)溫度的B類標(biāo)準(zhǔn)/、確定度KU :,i,j場地標(biāo)定在風(fēng)速區(qū)間i和風(fēng)向區(qū)間j內(nèi)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度m/sU ：；i第i個區(qū)間內(nèi)空氣密度的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度kg/m3V風(fēng)速m/ sVave輪轂高度處的年平均風(fēng)速m/ sVi第i個區(qū)間內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化平均風(fēng)速m/sVn標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)速m/ sVn,i,j第i個區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)組j的標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)速m/ sVi0min測量風(fēng)速的10min平均值m/sv風(fēng)速橫向分量m/sv平均氣流速度m/sveq測量的等效風(fēng)速m/sveq,final最終風(fēng)輪等效風(fēng)速m/sVeq,MM基于測風(fēng)塔測量的等效風(fēng)速m/ sveq,RSD基于遙感設(shè)備測量的等效風(fēng)速m/ svh輪轂高度風(fēng)速m/

15、svh, MM測風(fēng)塔測量的輪轂高度風(fēng)速m/svhn對于一個具體的風(fēng)切變剖面的標(biāo)準(zhǔn)化輪轂高度風(fēng)速m/svh, RSD遙感設(shè)備測量的輪轂高度風(fēng)速m/svi高度i處的測量風(fēng)速m/ svzi高度vzi處的測量風(fēng)速m/ sWME風(fēng)測量設(shè)備w風(fēng)速垂直分量m/swi確定偏差包絡(luò)的加權(quán)函數(shù)Xk預(yù)處理時間周期內(nèi)的參數(shù)平均X10min10min參數(shù)平均x下風(fēng)向障礙物到測風(fēng)塔或者風(fēng)力發(fā)電機組的距mz地面以上的高度mz第i個風(fēng)輪段的高度mot風(fēng)切變指數(shù)的幕律0 名max,i風(fēng)速范圍內(nèi)任意風(fēng)速區(qū)間的最大偏差 m/s日受擾扇區(qū) k卡爾曼常數(shù)（0. 4）九速比P空氣密度kg/mPkin =入2： Vcost： 一； hub

16、 dA%標(biāo)準(zhǔn)空氣密度kg/m3Omin空氣密度的10min平均值kg/m3仃P(guān),i第i個區(qū)間內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化功率數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差 W50min參數(shù)10min平均標(biāo)準(zhǔn)偏差Qu EG縱向/橫向/垂直風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)偏差相對濕度（范圍0100%切角速度 s15功率特性測試方法概述由于大氣穩(wěn)定度條件，大型風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)輪高度以上的風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向 可能會有顯著變化，同樣它也取決于場地地形。出現(xiàn)極端大氣穩(wěn)定度條件是一種 場地特定問題，如果出現(xiàn)在功率測試期間，功率曲線可能會有顯著變化。本標(biāo)準(zhǔn)中使用的功率特性測試方法是基于一種功率曲線的定義，該定義表述的是功率與風(fēng)速的關(guān)系，這里風(fēng)速表示的是流經(jīng)風(fēng)輪掃掠區(qū)域的風(fēng)的有效動能通

17、量。通過垂直捕獲區(qū)域的動能通量 （指某一時間點或時間段，典型10min,假設(shè) 這段時間風(fēng)速不變）的一般關(guān)系表達(dá)式為：1 一 3(2)Pkin =.百 V3dA(3)式中，通過風(fēng)輪區(qū)域空間中某一點的風(fēng)速 V是指水平風(fēng)速。水平風(fēng)速定義 為的瞬時風(fēng)速矢量的水平分量的平均值， 該風(fēng)速矢量僅包括縱向和橫向（但不包 含垂直的）的分量。當(dāng)我們考慮水平軸風(fēng)力發(fā)電機組時， 風(fēng)轉(zhuǎn)向同樣要被考慮且 風(fēng)的動能要根據(jù)輪轂高度風(fēng)向修正：式中，中hub是輪轂高度風(fēng)向。極端大氣穩(wěn)定度條件下大型風(fēng)力發(fā)電機組的 輪轂高度的風(fēng)轉(zhuǎn)向可能會有顯著變化，風(fēng)轉(zhuǎn)向也取決于場地地形。本標(biāo)準(zhǔn)中，不考慮水平面的風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向。因此，能量等效風(fēng)速對

18、應(yīng)于 風(fēng)中的動能來自公式（3）動能表達(dá)式的一般描述：門3 Y3Veq = /（Vcos（* 九b）dA |（4）1A式中，i表示風(fēng)輪區(qū)域內(nèi)的高度。雖然水平風(fēng)速被認(rèn)為是有影響的風(fēng)速參數(shù)， 但是在非水平流量大的場地（上 流或下流），水平風(fēng)速的測量和風(fēng)力發(fā)電機組響應(yīng)都會有附加的不確定性。風(fēng)輪以上風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向低且均勻的場地（對于風(fēng)輪直徑小的風(fēng)力發(fā)電機組 風(fēng)流動條件可能更復(fù)雜），輪轂高度測量風(fēng)速可以很好的代表風(fēng)輪捕獲的動能。 輪轂高度風(fēng)速是根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)所有早期版本功率曲線定義的。由于那個原因，測量輪轂高度風(fēng)速是一個默認(rèn)的風(fēng)速定義且應(yīng)一直測量和記錄，即使可以獲得更多的風(fēng)輪高度上風(fēng)速的綜合測量。預(yù)計是極端氣

19、候穩(wěn)定度條件頻繁出現(xiàn)的場地和季節(jié)，建議一直測量風(fēng)切變。如果沒有測量整個風(fēng)輪高度區(qū)域內(nèi)的風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向，則應(yīng)增加一個等效風(fēng) 速的不確定度。這個不確定度隨著更多測量風(fēng)速和風(fēng)向的使用而減小。如果僅局 限于輪轂高度的測量而沒有測量風(fēng)輪最重要部分的風(fēng)切變，那么這就意味著有一 個確定等效風(fēng)速的不確定度。對于小型風(fēng)力發(fā)電機組，風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向的影響不大，風(fēng)速可由輪轂高度測 量風(fēng)速代表，不用增加一個由于缺少風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向測量硬氣的不確定度。對于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機組，風(fēng)切變的影響不必給出，風(fēng)轉(zhuǎn)向的影響也可忽略。因為如果測試風(fēng)力發(fā)電機組和測風(fēng)設(shè)備位于任何風(fēng)力發(fā)電機組的尾流中， 測 試風(fēng)力發(fā)電機組位置和測風(fēng)設(shè)備位置的風(fēng)

20、況可能有顯著不同， 所以這種情況應(yīng)從 測試中排除。大型風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)輪高度以上的空氣密度 p同樣會有變化。但是這種變化 很小。在功率特性測試方法實際執(zhí)行的時候，能夠充分定義和確定僅在輪轂高度 的空氣密度。功率曲線標(biāo)準(zhǔn)化到測試期間測試場地的平均空氣密度或預(yù)定義的標(biāo) 準(zhǔn)空氣密度下。功率曲線同樣受測試場地湍流影響， 且風(fēng)輪上的湍流強度可能不同。本標(biāo)準(zhǔn) 中，僅考慮輪轂高度的場地湍流。高湍流增加了切入時和標(biāo)稱功率調(diào)節(jié)時功率曲 線的曲率半徑，而低湍流將使這些功率曲線的角更加尖銳。場地湍流應(yīng)被測量并 作為功率曲線的補充。如果需要，可用附錄 M的方法作特定湍流的標(biāo)準(zhǔn)化?？傊罁?jù)該標(biāo)準(zhǔn)的功率曲線是一種特定氣候

21、條件下的功率曲線，如下：a）空間中點的風(fēng)速定義為水平風(fēng)速；b）功率曲線風(fēng)速定義為輪轂高度風(fēng)速。這個定義可能用考慮垂直風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向的等效風(fēng)速（如方程（4所定義）作為補充；c）空氣密度是輪轂高度的測量空氣密度，功率曲線標(biāo)準(zhǔn)化到測試期間場地 平均空氣密度或預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)空氣密度；d）湍流是輪轂高度測量的湍流，功率曲線不根據(jù)湍流強度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；e）功率曲線可以標(biāo)準(zhǔn)化到各種氣候條件的更廣的范圍 （如：特定空氣密度、 湍流強度、垂直風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向等）。在該標(biāo)準(zhǔn)中，應(yīng)提供所有必要的測量、標(biāo)定、分類、數(shù)據(jù)修正、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和不確定度確定程序。但是，如果不是所有參數(shù)都被充分測量的話， 那么應(yīng)使 用由于缺乏測量引起

22、的不確定度。例如，這會運用到僅有輪轂高度風(fēng)速傳感器的 大型風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線測量中。 這樣的話，不確定度應(yīng)適用于風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn) 向的變化?？赏ㄟ^測量所有要求參數(shù)和使用所有相關(guān)程序?qū)崿F(xiàn)使用該標(biāo)準(zhǔn)的最好結(jié)果。但是，如果這不可能，測試設(shè)置和程序使用也有其他選擇。這些選擇如表1所示。這些選擇是指測風(fēng)設(shè)備的使用、使用的標(biāo)準(zhǔn)化和缺少測量引起的附加不確 定度。Table 1符合該標(biāo)準(zhǔn)要求的功率曲線測量的測風(fēng)配置概述測風(fēng)配置1.輪轂高度測 風(fēng)塔和測量所 有局度的遙感 設(shè)備2.低于輪轂高 度的測風(fēng)塔和 測量所啟高度 的遙感設(shè)備3.高于輪轂高 度的測風(fēng)塔4.輪轂高度測 風(fēng)塔典型應(yīng)用平坦地形大型 風(fēng)力發(fā)電機組 （見

23、附錄B）平坦地形大型 風(fēng)力發(fā)電機組 （見附錄B）所有地形大型 和小型風(fēng)力發(fā) 電機組所有地形大型 和小型風(fēng)力發(fā) 電機組測風(fēng)傳感器7. 2.3 , 7. 2. 57.2. 3 , 7. 2. 57. 2. 3 , 7.2. 47.2. 3特立?工候功率 曲線確定的標(biāo) 準(zhǔn)化程序空氣密度，風(fēng)切變；9. 1. 5和 9. 1. 3. 4空氣密度，風(fēng)切變；9. 1. 5 和 9. 1. 3.4空氣密度，風(fēng)切變；9. 1.5和 9. 1.3. 4空氣密度；9. 1.5缺少風(fēng)切變測量引起的附加/、確定度無附加測量不 確定度取決于 測量高度覆蓋 度 E. 11.2.2無附加測量不 確定度取決于 測量高度覆蓋 度

24、 E. 11.2. 2無附加測量不 確定度取決于 測量高度覆蓋度 E. 11. 2. 2缺少垂直風(fēng)切 變大型風(fēng)力發(fā) 電機組附加總 /、確定度E. 11.2. 2可選的標(biāo)準(zhǔn)化湍流，風(fēng)轉(zhuǎn)向湍流，風(fēng)轉(zhuǎn)向湍流，風(fēng)轉(zhuǎn)向湍流，風(fēng)轉(zhuǎn)向程序和上流角度；9. 1.6 和9. 1.4和上流角度；9. 1. 6 和9. 1. 4和上流角度；9. 1.6 和9. 1.4測風(fēng)塔氣流畸變；9. 1.2,場 地標(biāo)aE；附錄C和上流角度；9. 1. 6;場地標(biāo) 定；附錄C6功率特性測試的前期準(zhǔn)備1概述與風(fēng)力發(fā)電機組功率特性測試相關(guān)的特定的測試條件應(yīng)該被明確定義并且 記錄在測試報告中，詳見第10章。2風(fēng)力發(fā)電機組及其電氣連接如

25、第10章中所述，應(yīng)該描述并且記錄風(fēng)力發(fā)電機組及其電氣連接情況，用 以唯一確定被測風(fēng)力發(fā)電機組的配置。3測試場地3. 1概述在測試場地，測風(fēng)設(shè)備應(yīng)該安裝在風(fēng)力發(fā)電機組附近用以確定風(fēng)力發(fā)電機 組的驅(qū)動風(fēng)速。測試場地的風(fēng)切變和大氣穩(wěn)定度特點可能對測風(fēng)和風(fēng)力發(fā)電機組的實際功 率特性有明顯影響。一般來說，大氣穩(wěn)定度呈現(xiàn)晝夜循環(huán)規(guī)律，在夜間，形成穩(wěn) 定大氣，在白天，當(dāng)太陽照射使地表發(fā)熱時，形成中性平衡或不穩(wěn)定大氣，使邊 界層的湍流和混頻增加。風(fēng)切變、風(fēng)轉(zhuǎn)向和湍流都是大氣穩(wěn)定度的函數(shù)， 并且影 響輪轂高度處風(fēng)速與風(fēng)輪參考風(fēng)速之間的關(guān)系，異常情況可能會影響風(fēng)力機的能 量轉(zhuǎn)換。其次，氣流畸變影響可能造成測風(fēng)設(shè)備

26、處的測量風(fēng)速和風(fēng)力發(fā)電機組處 的風(fēng)速不一樣，雖然二者是相關(guān)的。測試場地需要對可能引起氣流畸變的因素進(jìn)行評估，以便：a）選擇測風(fēng)設(shè)備位置b）確定合適的測量扇區(qū)c）確定是否需要場地標(biāo)定，然后根據(jù)附錄C通過測量來確定合適的氣流修 正系數(shù)d）評估氣流畸變引起的不確定度應(yīng)特別考慮以下因素：1）地形變化和粗糙度2）其他風(fēng)力發(fā)電機組3）障礙物（建筑物，樹木等）測試場地的情況應(yīng)記錄清楚,詳見第 10章中的說明6. 3. 2測風(fēng)設(shè)備的位置應(yīng)特別注意測風(fēng)設(shè)備的位置。它不應(yīng)離風(fēng)力發(fā)電機組太近，否則風(fēng)力發(fā)電機 組前面的風(fēng)速會受影響，同樣，它也不應(yīng)離風(fēng)力發(fā)電機組太遠(yuǎn)， 否則風(fēng)速和輸出 功率之間的相關(guān)性會減小。測風(fēng)設(shè)備應(yīng)

27、置于距風(fēng)力發(fā)電機組2D4D （D為風(fēng)輪直徑）的位置，推薦使用 2.5D的距離。如果為垂直抽風(fēng)力發(fā)電機，參考附錄 H. 4。進(jìn)行功率測試前，為幫助選擇測風(fēng)塔位置，應(yīng)考慮在所有扇區(qū)內(nèi)排除排除測 風(fēng)設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電機組受氣流干擾的測量扇區(qū)。大多數(shù)情況下，測風(fēng)設(shè)備的最佳位置是位于風(fēng)力發(fā)電機組的上風(fēng)向，測試過程中大部分有效風(fēng)都來自這個方向。 不過，有些情況下，將測風(fēng)設(shè)備安裝在風(fēng)力 發(fā)電機組旁邊也許更合適，因為風(fēng)條件會更加相似，例如風(fēng)力發(fā)電機組安裝在山 脊上的情況。3. 3測量扇區(qū)測量扇區(qū)應(yīng)排除有明顯障礙物和其他風(fēng)力發(fā)電機組的方向，從被測風(fēng)力發(fā)電 機組和測風(fēng)設(shè)備二者看過去都應(yīng)如此。應(yīng)當(dāng)運用附錄A的程序排除所

28、有受鄰近風(fēng)力發(fā)電機組和障礙物的尾流影響 的扇區(qū)。測風(fēng)設(shè)備與被測風(fēng)力發(fā)電機組距離分別是 2D、2. 5D和4D時，測風(fēng)設(shè) 備受到被測風(fēng)力發(fā)電機組尾流影響而排除的擾動扇區(qū)如圖1所示。減小測量扇區(qū)的原因可能是特殊的地形情況，或者在有復(fù)雜構(gòu)造物的方向上獲取了不合適的測 量數(shù)據(jù)。減小測量扇區(qū)的所有原因都應(yīng)有明確記錄。M己與t lo mrird turbine 匚mkw lirreDisMncc uf mt?l&cxcligy mast Lu wind 2D and 4U, 2.5。K rtLUfnrTtridtdWind1 川 bineDisturbed secior diuo to wako oi w

29、ind tui trine on rrieteordogy masl (Annex A): at2fl： 81* al 2,5n： 74u 小4t) 時Malmum neasureintnt seel or：at2Di 279at23次286at4D: 301*Figure 1 - Requirements as to distance of the wind rneasurement equiipment and maximum allowed measurement sectors3. 4地形產(chǎn)生的氣流畸變引起的修正系數(shù)和不確定度由于地形變化可能引起氣流畸變，應(yīng)對測試場地進(jìn)行評估。附錄 B

30、中要求 的場地評估應(yīng)確定在不進(jìn)行場地標(biāo)定的情況下是否可以測量功率曲線。如果測試場地滿足附錄B的要求就無需進(jìn)行場地標(biāo)定。假定不需要氣流畸變修正，則當(dāng) 測風(fēng)設(shè)備在距風(fēng)力發(fā)電機組 2D- 3D處,有測試場地氣流畸變引起的不確定度至 少是測量風(fēng)速的2%當(dāng)測風(fēng)設(shè)備在3D4D處，不確定度為3%更大。除非有客 觀證據(jù)對上述不確定度有不同的量化。如果測試場地不滿足附錄 B的要求，或者要減小測試場地氣流畸變引起的 不確定度，則應(yīng)依據(jù)附錄 C進(jìn)行測試場地標(biāo)定，對每個扇區(qū)給出測量的氣流修 正系數(shù)。7測試設(shè)備1電功率風(fēng)力發(fā)電機組凈電功率的測量應(yīng)采用功率測量裝置（例如：功率變送器）， 并基于每相的電流和電壓進(jìn)行測量。電

31、流互感器級別應(yīng)滿足IEC 61869-2的要求；如果使用電壓互感器，級別 應(yīng)滿足IEC 61869-3的要求。兩種互感器的精確度應(yīng)為 0.5級或更高。如果功率測量裝置是功率變送器，她的精確度應(yīng)慢速IEC60688的要求并且級別要求為0.5級或更高。如果功率測量裝置不是功率變送器，則其測量精確度 應(yīng)等同于功率變送器的0. 5級。功率測試裝置的量程應(yīng)設(shè)置為被測風(fēng)力發(fā)電機組 瞬時功率的正負(fù)峰值。對于主動控制調(diào)節(jié)的風(fēng)力發(fā)電機組， 建議功率測試裝置的 滿刻度量程應(yīng)設(shè)置為風(fēng)力發(fā)電機組額定功率的 -25%+125%在測試期間所有數(shù) 據(jù)都應(yīng)作周期性檢查，以確保不會超出功率測試裝置的量程。功率變送器應(yīng)依據(jù) 可溯

32、源性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)。功率測試裝置應(yīng)安裝在風(fēng)力發(fā)電機組和電網(wǎng)連接點之問，以確保測量的僅是凈有功功率，即減去風(fēng)力發(fā)電機組自身消耗的功率，應(yīng)說明測量是在變壓器的風(fēng)力發(fā)電機組側(cè)還是在電網(wǎng)側(cè)進(jìn)行。2風(fēng)速2. 1概述僅測量輪轂高度（HH）風(fēng)速是默認(rèn)的風(fēng)速定義，并且一直被沿用。由于只 有一個測量高度以及因缺少風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向輪廓測量產(chǎn)生的附加不確定度（見 E. 11. 2. 2）,這是風(fēng)輪等效風(fēng)速定義帶有局限性的情況。建議將風(fēng)輪高度一半處的風(fēng)切變測量作為輪轂高度風(fēng)速的補充以減小風(fēng)速不確定度。為進(jìn)一步減小風(fēng)速不確定度，應(yīng)將風(fēng)輪等效風(fēng)速（REWS）（見9. 1.3. 2和附錄Q）作為功率曲線 的風(fēng)速輸入。表2總結(jié)了

33、風(fēng)速測量裝置，里面包括了考慮到各種地形復(fù)雜程度情況下，現(xiàn)有的各種測量技術(shù)的局限。遙感設(shè)備假設(shè)通過掃描區(qū)域的水平流動均勻， 這限 制了這些技術(shù)在非復(fù)雜地形條件下功率特性測試中的應(yīng)用。因此，僅僅符合表 2 配置要求的設(shè)備才能被使用。表2風(fēng)速測量配置（X表示允許配置）風(fēng)速測量HHHHREWSREWS地形類型非復(fù)雜復(fù)雜非復(fù)雜復(fù)雜輪轂高度測風(fēng) 塔XX輪轂高度測風(fēng) 塔+遙感設(shè)備XXX遙感設(shè)備+非 輪轂高度測風(fēng) 塔XX測風(fēng)塔覆蓋高度 HH+2/3RXXXX不同的可能傳感器配置包括測風(fēng)塔頂部風(fēng)速計、側(cè)裝式風(fēng)速計、遙感設(shè)備和 這些提供輪轂高度風(fēng)速、風(fēng)輪等效風(fēng)速以及風(fēng)切變剖面測量的設(shè)備。章節(jié) 7. 2. 3 至7

34、. 2. 5描述了頂部風(fēng)安裝、側(cè)面安裝、和遙感傳感器配置的一般要求，同時，章節(jié)7. 2. 6至7. 2. 8描述了應(yīng)用這些傳感器設(shè)備進(jìn)行測量的具體細(xì)節(jié)要求。7. 2. 2測風(fēng)塔上安裝風(fēng)速計的總體要求在章節(jié)7. 2. 3至7. 2. 8中描述的以下要求適用于所有杯式和聲波風(fēng)速計的 應(yīng)用。杯式和聲波風(fēng)速計應(yīng)滿足附錄I的要求。用于功率特性測試的風(fēng)速計級別 至少應(yīng)為1.7A或1.7C。另外，對于需要進(jìn)行場地標(biāo)定的地形， 建議使用2.5B、 2. 5D或1.7S以上級別的風(fēng)速計，詳見附錄I和附錄Jo風(fēng)速計在使用前應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)，如果需要的話使用后應(yīng)再次進(jìn)行校準(zhǔn)（后校 準(zhǔn)）。在整個測試周期內(nèi)，務(wù)必檢查并有文件

35、證明風(fēng)速計校準(zhǔn)持續(xù)有效。這可以 通過比較原始校準(zhǔn)結(jié)果和后校準(zhǔn)結(jié)果或者作為一種替代方法。現(xiàn)場風(fēng)速計對比可以按照附錄K進(jìn)行。在進(jìn)行后校準(zhǔn)的地方，在 4m/亂12m/s風(fēng)速范圍內(nèi)兩次校準(zhǔn)擬合曲線的差 值應(yīng)在0.1%以內(nèi)。功率測試應(yīng)使用測試前的校準(zhǔn)結(jié)果。 風(fēng)速計校準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)附錄 F的程序進(jìn)行，如果在4m/亂12m/s風(fēng)速范圍內(nèi)兩次校準(zhǔn)擬合曲線的最大差值超 出土 0.1%風(fēng)速計校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度UVS,precal,i將會增加（最大差值不能超過士 0.2%。如果差值在0.2%；上，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差時，附錄 K的現(xiàn)場風(fēng)速計對比 會用來及時的識別這些點，并摒棄后來出錯的數(shù)據(jù)。當(dāng)偏差開始出現(xiàn)，如果現(xiàn)場 測試不能確

36、定這些點，則后校準(zhǔn)偏差加上一個不確定度。作為一種替代方案，附錄 K中的現(xiàn)場校準(zhǔn)程序應(yīng)用來檢查整個測試周期內(nèi) 風(fēng)速計的完好性。在這個程序中，一個控制風(fēng)速計用來監(jiān)控主風(fēng)速計。 如果一個 風(fēng)杯式風(fēng)速計被用作主風(fēng)速計，則杯式風(fēng)速計或聲學(xué)風(fēng)速計都可用作控制風(fēng)速 計。如果聲學(xué)風(fēng)速計被用作主風(fēng)速計，控制風(fēng)速計必須為杯式風(fēng)速計。在推導(dǎo)功 率曲線的風(fēng)輪等效風(fēng)速是通過高于輪轂高度的測風(fēng)塔測量而得的情況下，則在測風(fēng)塔上應(yīng)有一個輪轂高度處側(cè)面安裝的主風(fēng)速計和一個符合附錄G安裝要求的與主風(fēng)速計相關(guān)聯(lián)的控制風(fēng)速計。風(fēng)速測量不確定度來自幾個不確定度來源，詳見表 D.1,校準(zhǔn)不確定度應(yīng) 利用附錄F得出。運行特性不確定度利用附

37、錄I中的風(fēng)速計分類得出，儀器安裝 不確定度利用附錄G得出。7. 2. 3頂部風(fēng)速計用頂部風(fēng)速計測量風(fēng)速時，應(yīng)堅持按照附錄 G中的安裝要求。地表以上的 傳感器的安裝高度應(yīng)通過測量證明，并且測量方法和它的標(biāo)準(zhǔn)不確定度要有文件 證明。高于估計地面高度的風(fēng)速傳感器高度的測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)小于等于 0. 2m?？刂骑L(fēng)速計應(yīng)按照附錄G的要求進(jìn)行安裝。7. 2. 4側(cè)裝式風(fēng)速計側(cè)裝式風(fēng)速計的安裝應(yīng)依據(jù)附錄 G的要求。側(cè)裝式風(fēng)速計地面上（見腳注11）的安裝高度應(yīng)通過測量證明，并且測量方法和它的標(biāo)準(zhǔn)不確定度要有文件證 明。高度測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)小于等于 0.2m。由于測風(fēng)塔氣流畸變，允許對側(cè)裝式風(fēng)速計進(jìn)行修正

38、，詳見9. 1.2和附錄S。 應(yīng)記錄修正的技術(shù)基礎(chǔ)和修正影響。吊桿應(yīng)該具有完全一樣的方向以保證不同高 度處氣流畸變的相似性。測風(fēng)塔和吊桿設(shè)計應(yīng)該對傳感器有相似的氣流畸變影 響，在所有不同高度之間，最大允許風(fēng)速差異在1%以內(nèi)。在每一個高度，測風(fēng)塔橫截面尺寸應(yīng)保持一致，因此，如果是低處橫截面尺寸更大的獨立測風(fēng)塔，應(yīng)依據(jù)附錄G中的規(guī)定進(jìn)行特殊對待。一種替代方案就是在每個測量高度處獨立 的吊桿上安裝第二個風(fēng)速計，并且限定測量扇區(qū)，這樣風(fēng)速測量差異不會超過 1%7. 2. 5遙感設(shè)備遙感設(shè)備假定掃描量的水平流動均勻，這就限制這些技術(shù)在非復(fù)雜地形條 件下功率特性測試中的運用，如附錄 B所示。在測試之前，遙

39、感設(shè)備應(yīng)依據(jù)條 款L. 3進(jìn)行驗證?；诙鄠€高度的測量（見 7.2.8）,遙感設(shè)備是可以用來測量 輪轂高度風(fēng)速、風(fēng)切變剖面、風(fēng)轉(zhuǎn)向、以及風(fēng)輪等效風(fēng)速的。任何情況下，遙感 設(shè)備應(yīng)同時與測風(fēng)塔上頂部風(fēng)速計對比，對比的高度要大于在風(fēng)輪下部葉尖高度 的最小值或條款L.1中規(guī)定的40m。頂部風(fēng)速計的要求均依據(jù) 7.2.3。遙感設(shè)備風(fēng)速測量的不確定度根據(jù)附錄 L得到。7. 2. 6風(fēng)輪等效風(fēng)速測量如7.2.8所規(guī)定，如果測量通過風(fēng)輪的三個或更多高度的風(fēng)速，則風(fēng)輪等 效風(fēng)速可以根據(jù)9. 1.3計算出來。注意至少要測三個高度。以下描述了關(guān)于測量 風(fēng)輪等效風(fēng)速的三種選擇：a）滿足7. 2. 3要求的輪轂高度處頂

40、部風(fēng)速計和滿足 7. 2. 5要求的遙感設(shè)備 一起使用并且地形符合附錄B的要求的情況下，則依據(jù)9. 3. 1,輪轂高度風(fēng)速計 和遙感設(shè)備的測量結(jié)果共同確定風(fēng)輪等效風(fēng)速。b）風(fēng)速計不在輪轂高度處但是其他方面滿足 7. 2. 3頂部風(fēng)速計安裝要求和 滿足7. 2. 5要求的遙感設(shè)備一起使用并且地形符合附錄 B的要求的情況下，則 依據(jù)9. 1. 3,由遙感設(shè)備測量結(jié)果直接確定風(fēng)輪等效風(fēng)速。c）如果使用高于輪轂高度的測風(fēng)塔，在風(fēng)輪高度附近分布很多側(cè)裝式風(fēng)速 計，其中一個處于輪轂高度，則依據(jù) 9.1.3,側(cè)裝式風(fēng)速計的測量風(fēng)速直接用于 確定風(fēng)輪等效風(fēng)速。7. 2. 7輪轂高度風(fēng)速測量以下描述了測量輪轂高

41、度風(fēng)速的三種選擇：a）如果使用的測風(fēng)塔與輪轂高度一致，則輪轂高度風(fēng)速測量應(yīng)符合7. 2.3中的要求。b）如果地形渡河附錄B的要求，則輪轂高度風(fēng)速可以用符合 7. 2. 5要求的 遙感設(shè)備進(jìn)行測量，應(yīng)特別注意同時比較遙感設(shè)備和頂部風(fēng)速計。c）使用高于輪轂高度的測風(fēng)塔可能能更好的捕獲通過風(fēng)輪區(qū)域的風(fēng)速。這 種情況下，輪轂高度風(fēng)速應(yīng)按照7. 2.4要求，使用吊桿上的側(cè)裝式傳感器進(jìn)行測 量。對于風(fēng)速的輪轂高度定義，應(yīng)考慮到通過風(fēng)輪的水平風(fēng)切變或風(fēng)轉(zhuǎn)向知識的缺失，應(yīng)基于估算或測量的風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向，根據(jù)附錄E增加一個不確定度項。若只有一個輪轂高度的測量風(fēng)速可用，則基于場地特點（例如粗糙地表）或 先前的測量

42、或做場地模型（例如在風(fēng)資源評估期間）估算的風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向應(yīng)用 于不確定度分析的輸入。若使用遙感設(shè)備或高于輪轂高度的測風(fēng)塔上通過風(fēng)輪的 側(cè)裝式風(fēng)速計確定輪轂高度風(fēng)速或者正好有低于輪轂高度的側(cè)裝式儀器并且滿足7.2. 8描述的最低要求，則由遙感設(shè)備或側(cè)裝式儀器得到的風(fēng)切變或風(fēng)轉(zhuǎn)向應(yīng) 被用作不確定度評估的輸入。2. 8風(fēng)切變測量在一定高度范圍內(nèi)可以進(jìn)行風(fēng)速測量的地方，應(yīng)測量風(fēng)切變，并用于風(fēng)輪等效風(fēng)速或風(fēng)切變指數(shù)的確定。進(jìn)行風(fēng)切變測量要么用7. 2. 4描述的側(cè)裝式風(fēng)速 計，要么用7. 2. 5描述的單獨的遙感儀器。用遙感儀器或測風(fēng)塔測量風(fēng)切變的進(jìn) 一步詳細(xì)說明分別見附錄L和附錄G。風(fēng)輪等效風(fēng)速應(yīng)包括

43、輪轂高度以上的風(fēng)速測量。為了運用基于測量的風(fēng)切 變修正，應(yīng)至少測量風(fēng)輪掃掠區(qū)域內(nèi)的三個風(fēng)速高度。但是為了得到最小的風(fēng)速不確定度，建議有盡可能多的測量高度。測量高度應(yīng)在輪轂高度周圍對稱分布并 且在風(fēng)輪掃掠區(qū)域的垂直距離上均勻分布。測量高度應(yīng)包括以下高度作為最低高度：輪轂高度 1%H-R 和 H-2/3R 之間H+2/3R 和 H+R 之間H為風(fēng)力發(fā)電機組輪轂高度，R為風(fēng)輪半徑，如圖2所示。如果測風(fēng)塔高度和輪轂高度一樣或比輪轂高度高出很少，則在輪轂高度以 上沒有風(fēng)速測量也可以用于風(fēng)切變測量。在那種情況下，用于得到風(fēng)切變的測量 應(yīng)至少包括以下高度：a）靠近輪轂高度的側(cè)裝式風(fēng)速計滿足附錄 G中與頂部風(fēng)

44、速計區(qū)分開的要求b）在H-R和H-2/3R之間并且滿足附錄G中對于側(cè)裝式風(fēng)速計的要求H為風(fēng)力發(fā)電機組輪轂高度，R為風(fēng)輪半徑，如圖3所示。Helqht ranqe a)(as near lo H whilst slill satisfying Annex G)Htdighi rangeGround level(w IisFigure 3 - Wind shear measurement heights when no wind speed measurements above hub height are available （for wind shear exponent determinat

45、ion only） 7. 3風(fēng)向風(fēng)向測量被用作場地標(biāo)定的一種輸入、有效風(fēng)向扇區(qū)的數(shù)據(jù)過濾和確定風(fēng) 轉(zhuǎn)向。使用風(fēng)向傳感器測量風(fēng)向，傳感器可能是風(fēng)向標(biāo)、二維或三維聲波風(fēng)速計 或遙感設(shè)備。如果使用聲波風(fēng)速計，它應(yīng)與傳統(tǒng)的風(fēng)向標(biāo)結(jié)合使用，傳統(tǒng)風(fēng)向標(biāo) 作為控制風(fēng)向標(biāo)。如果使用遙感設(shè)備，應(yīng)依據(jù)附錄 L進(jìn)行風(fēng)向驗證測試。應(yīng)確定瞬時水平風(fēng)向和和10min平均值。矢量平均（對瞬時風(fēng)向值的余弦 和正弦分量進(jìn)行平均，取平均值的反正切，并調(diào)整為0至360比例）是得到平均風(fēng)向的一種方法。另一種方法就是擴展風(fēng)向數(shù)值范圍至360。以上，并計算10min平均值，然后調(diào)整平均值至 0 -360范圍。在風(fēng)向標(biāo)的死區(qū)（通常是風(fēng) 向

46、傳感器本體的正北標(biāo)記）里面測量的數(shù)據(jù)通常沒有被定義（開路或短路），應(yīng) 被排除。由校準(zhǔn)、運行、和定位引起的風(fēng)向測量的合成不確定度應(yīng)低于 5。風(fēng) 向傳感器應(yīng)依據(jù)附錄N提供的指導(dǎo)進(jìn)行校準(zhǔn)。7. 4空氣密度空氣密度應(yīng)由溫度、氣壓、和相對濕度的測量得到。作為濕度測量的替代 方案，如果濕度沒有測量，則假設(shè)相對濕度為 50%空氣密度由9. 1.5中的方程 （12）計算得到。溫度傳感器應(yīng)安裝在輪轂高度10m以內(nèi)，代表風(fēng)輪中心線的溫度。當(dāng)使用 的測風(fēng)塔低于輪轂高度時，參考附錄 G對溫度傳感器的安裝要求。氣壓傳感器應(yīng)安裝在輪轂高度10m以內(nèi)，代表風(fēng)輪中心線的氣壓。氣壓測 量應(yīng)一直依據(jù)ISO2533修正到適當(dāng)?shù)妮嗇?/p>

47、高度。濕度傳感器應(yīng)安裝在輪轂高度100m以內(nèi)，代表風(fēng)輪中心線的濕度5轉(zhuǎn)速和槳距角如有特殊需要可以測量轉(zhuǎn)速和槳距角0例如，若進(jìn)行與噪聲測試相關(guān)的測量。如果進(jìn)行測試，則需要在報告中按照第 10章進(jìn)行說明。7. 6葉片狀況葉片狀況可能影響功率曲線，尤其對失速控制風(fēng)力機。對可能影響葉片狀況 的因素進(jìn)行監(jiān)控有益于對風(fēng)力發(fā)電機組運行狀態(tài)的理解，這些因素包括降水、結(jié)冰和污垢等。7. 7風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)應(yīng)識別、驗證和監(jiān)控足夠多的狀態(tài)信號以便根據(jù) 8. 4的標(biāo)準(zhǔn)來篩選數(shù)據(jù)。這 些狀態(tài)信號如果可以從風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)得到， 則是完全可行的，應(yīng)在報告 中說明每種狀態(tài)信號的定義。7. 8數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

48、用于收集測量數(shù)據(jù)并儲存采樣數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)集的統(tǒng)計，其每個通道的采樣頻率至少為1Hz,如8.3所述。將已知信號輸入傳感器末端并將這些輸入信號與記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，可以 驗證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通道（傳輸、信號調(diào)理和數(shù)據(jù)儲存）的校準(zhǔn)和準(zhǔn)確度。通常與 傳感器的不確定度相比，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的不確定度可忽略不計。8測量程序8. 1概述測試程序的目標(biāo)是采集一系列明確定義要求的數(shù)據(jù)， 測量程序應(yīng)確保這些數(shù) 據(jù)有足夠的數(shù)量和質(zhì)量，以精確確定風(fēng)力發(fā)電機組的功率特性。 如第10章所述， 測試程序應(yīng)詳細(xì)記錄，使每個步驟和測試條件都可以重新查看， 如有必要，可以 重復(fù)測量。如附錄D所述，測量準(zhǔn)確度可以用測量不確定度表述。在測試期間，

49、數(shù)據(jù) 的周期性檢查以確保測試結(jié)果的高質(zhì)量。在功率特性測試期間，應(yīng)把所有的重要 事件寫入工作日志。8. 2風(fēng)力發(fā)電機組運行在測試期間，風(fēng)力發(fā)電機組應(yīng)按照其運行手冊中的規(guī)定正常運行， 并且風(fēng)力 發(fā)電機組的配置不能改變。如第 10章所述，風(fēng)力發(fā)電機組運行狀態(tài)應(yīng)被記錄， 測試期間應(yīng)對風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行正常維護(hù)， 但應(yīng)在測試日志中記錄。任何特殊維 護(hù)操作，例如為了保證良好的功率特性所進(jìn)行的頻繁的葉片清洗應(yīng)特別注明。這樣的特殊維護(hù)操作應(yīng)避免。8. 3數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)應(yīng)以1Hz或更高的采樣頻率連續(xù)采集。如果測量溫度、氣壓、濕度、和降雨量，可以用更低的采樣頻率，但是至少每分鐘一次。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)儲存采樣數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)組

50、的以下統(tǒng)計值：a）平均值b）標(biāo)準(zhǔn)差c）最大值d）最小值所選數(shù)據(jù)應(yīng)基于10min的連續(xù)測量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)應(yīng)持續(xù)采集，知道滿足8.5中定義的要求。8. 4數(shù)據(jù)篩選應(yīng)確保只有在風(fēng)力發(fā)電機組正常運行下采集的數(shù)據(jù)用于分析，且數(shù)據(jù)沒有被破壞，下列情況下的數(shù)據(jù)組應(yīng)從數(shù)據(jù)庫中剔除：a）風(fēng)速以外的其他外部條件超出風(fēng)力發(fā)電機組的運行范圍；b）風(fēng)力發(fā)電機組故障引起的風(fēng)力發(fā)電機組停機；c）在測試中或維護(hù)操作時人工停機；d）測量儀器故障或降級（例如，由結(jié)冰引起）；e）風(fēng)向在6.3. 3規(guī)定的測量扇區(qū)之外；f）風(fēng)向在場地標(biāo)定的有效扇區(qū)之外；g）在場地標(biāo)定期間過濾的特殊大氣條件，在功率曲線測試期間同樣應(yīng)被過 濾掉。其他任何篩選

51、標(biāo)準(zhǔn)都應(yīng)在報告中明確說明。在切出控制算法中，大的滯后環(huán)對于功率曲線的影響可能相當(dāng)大。這種影響 不應(yīng)被包含在功率曲線中，并且由于在高風(fēng)速時切出而使風(fēng)力發(fā)電機組停止發(fā)電 的所有數(shù)據(jù)組應(yīng)被剔除。在測試期間風(fēng)力發(fā)電機組有切出動作的情況下，測試應(yīng)提供包含數(shù)據(jù)庫中所有數(shù)據(jù)點的特殊的數(shù)據(jù)庫。 功率曲線應(yīng)記錄切入控制算法的 滯后影響以及切入風(fēng)速以下的附加損失。 切出滯后影響更高風(fēng)速區(qū)間并且忽視它 可能因此導(dǎo)致過高估計發(fā)電量，尤其對于更高的年平均風(fēng)速。在測試期間特殊運 行條件（如灰塵、鹽霧、昆蟲和結(jié)冰引起的葉片高粗糙度） 或大氣條件（如降雨、 風(fēng)切變）下所采集的子數(shù)據(jù)庫可以被選為特殊數(shù)據(jù)庫。8. 5數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)標(biāo)

52、準(zhǔn)化之后（見9.1）,所選數(shù)據(jù)組應(yīng)采用區(qū)間法分類儲存（見 9.2）。 風(fēng)速范圍應(yīng)以0. 5m/s的倍數(shù)為中心被劃分為0. 5m/s連續(xù)區(qū)間。所選數(shù)據(jù)組應(yīng) 至少覆蓋擴展的風(fēng)速范圍，即切入風(fēng)速以下 1m/s到風(fēng)力發(fā)電機組額定功率85% 對應(yīng)風(fēng)速的1.5倍。另一選擇為，風(fēng)速范圍應(yīng)擴展為從切入風(fēng)速以下1m/s到“AEP-測量值”大于或等于 AEP-外推值得95% （見9. 3）對應(yīng)的風(fēng)速，AEP- 測量值和AEP-外推信用適當(dāng)?shù)囊恢碌娘L(fēng)速（例如，輪轂高度風(fēng)速推導(dǎo)功率曲線和風(fēng)速風(fēng)速分布，在得到 REWS的情況下，通過REWS得到功率曲線和風(fēng)速分 布）定義來定義的。對于主動變槳控制風(fēng)力機，當(dāng)達(dá)到了額定功率

53、并且平均功率 改變不超過額定功率的5%者三個連續(xù)風(fēng)速區(qū)間內(nèi)功率變化不超過 5kw且這三個區(qū)間的功率沒有增加的趨勢，功率曲線同樣被認(rèn)為是完整的。報告中應(yīng)說明采 用了上述三種風(fēng)速范圍標(biāo)準(zhǔn)中哪一種。當(dāng)滿足下列條件時，數(shù)據(jù)庫被認(rèn)為是完整的：a）每個區(qū)間至少包含30min的采樣數(shù)據(jù)b）數(shù)據(jù)庫至少包含180h的采樣數(shù)據(jù)單個不完整區(qū)間導(dǎo)致測試不完整，則這個區(qū)間的值應(yīng)根據(jù)兩個相鄰?fù)暾麉^(qū)間 的線性差值進(jìn)行估算。數(shù)據(jù)庫應(yīng)呈現(xiàn)在測試報告中，詳見第 10章。9結(jié)果導(dǎo)出9. 1數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化9. 1. 1概述在下面的小結(jié)中，對于作用在功率曲線結(jié)果上的主要大氣驅(qū)動力， 描述了三 種標(biāo)準(zhǔn)化方法：空氣密度、風(fēng)切變和湍流強度。這些

54、標(biāo)準(zhǔn)化的目的是為了對每一個變量通過固定公式的方法提升結(jié)果的精確度。這將在一定程度上允許比較來自不同數(shù)據(jù)組的結(jié)果， 使它們達(dá)到相似的量級。各 種標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)按照圖4中流程圖的指示實施。打川 flow di stort ion陽1 2) l luti l lelghi Oniab Dsla al rnultpleheidhhlFSHe calibrallon (Annex C) Hub Heighl： Da0“REWS Data al mUMple heightsNfMmalts(?d 10 min data-Hub Hui9M MM* |REWS CorrectediECFigure 4 - Pro

55、cess of application of the various normalisations149. 1. 2對側(cè)裝式風(fēng)速計的測風(fēng)塔氣流畸變的修正通過側(cè)裝式風(fēng)速計對測風(fēng)塔氣流畸變進(jìn)行風(fēng)速修正是被允許的（依據(jù)附錄G的要求，在修正之前，測風(fēng)塔氣流畸變最大為 1% 。任何修正方法應(yīng)依據(jù)10 的要求記錄。測風(fēng)塔氣流畸變對風(fēng)切變測量的影響可以通過減小測量扇區(qū)最小化，在這這些測量扇區(qū)，測風(fēng)塔氣流畸變在某一界限以下。 任何這樣的扇區(qū)寬度減小的技 術(shù)基礎(chǔ)應(yīng)被記錄。附錄S給出了一種桁架式測風(fēng)塔確定氣流畸變的可能方法。9. 1. 3風(fēng)切變修正（當(dāng)REWS測量可用時）9. 1. 3.1 概述如果風(fēng)輪區(qū)域以上的

56、風(fēng)速不變，則輪轂高度風(fēng)速可以代表風(fēng)輪區(qū)域以上的風(fēng)速并且輪轂高度風(fēng)速的使用是合理的。 然而，對于大型風(fēng)力發(fā)電機組，點的風(fēng) 速（例如在輪轂高度）代表風(fēng)輪區(qū)域以上風(fēng)速的假設(shè)是不具代表性的。因此，必 須考慮輪轂高度風(fēng)速的修正和高于風(fēng)輪的風(fēng)切變引起的變化。以下定義了三個工程量：a）風(fēng)輪等效風(fēng)速b）風(fēng)切變修正系數(shù)c）風(fēng)切變修正的風(fēng)速風(fēng)切變修正系數(shù)可用于得到附錄 P解釋的特定氣候下的功率曲線。但是， 這種修正基于風(fēng)力發(fā)電機組能轉(zhuǎn)換所有可用動能的假設(shè)。9. 1. 3. 2風(fēng)輪等效風(fēng)速當(dāng)考慮垂直風(fēng)切變時，風(fēng)輪等效風(fēng)速是與流經(jīng)風(fēng)輪掃掠區(qū)域動能相關(guān)的風(fēng)速。當(dāng)獲得了至少三個高度的風(fēng)速（見 7.2.6）,則風(fēng)輪等效風(fēng)速

57、定義為： TOC o 1-5 h z 1 W3J nh 3Al/ L、% 二 .”屋（5）式中：nh是可用的測量高度個數(shù)（nh 3）;Vi是第i個高度的測量風(fēng)速；A風(fēng)輪掃掠面積（例如：半徑為 R,掃掠面積為hr2）A第i個分段的面積（例如：風(fēng)速Vi代表一個分段，通過方程（6）得到）分段（面積為A ）的選擇應(yīng)使兩段之間的水平分隔線位于兩個測量點的中間。分段面積根據(jù)方程（6）得到：.z 1A = c(z)dz = g億書g z(6)z式中：Z是第i個分段分割線(H-RczcH+R)的高度，與Vi的序號相同(自 上而下或自下而上)。高度z處的風(fēng)輪寬度為：c(z)=2R2 -(z-H 2(7)式中：R

58、是風(fēng)輪半徑；H是輪轂高度。完整的函數(shù)是：g億)=(z H K R2 -(z-H 2 + R2arctan|z- H 2(8)lv R2Tz -H 2 )10min風(fēng)速文件進(jìn)行REWS計算的例子：在這個例子中，假設(shè)風(fēng)力發(fā)電機組輪轂高度為 80m,風(fēng)輪直徑100m。利用 測風(fēng)塔測量5個高度的風(fēng)速，如果高度可以選擇，理想情況下它們將均勻分布(分 別為40m、60m、80m、120m)。這個例子在一種分別符合 REWS評估目的的 高度。分段界限設(shè)置在兩個連續(xù)測量的中間。REWS結(jié)果等于9. 38m/s,見表3。表3 REWS計算例子測量高度 (m)風(fēng)速(m/s)分段權(quán)重 (%分段下限高度 4 (m)分

59、段上限高 度zi由(m)分段高度 (m)11611. 4616.311081302210010. 4321.049010818809. 2425. 29709020607.8123. 12507020406. 0514. 24305020*分段權(quán)重定義為分段面積與總的風(fēng)輪掃掠面積之比9. 1. 3. 3風(fēng)切變修正系數(shù)9. 1. 3. 3. 1情況1:輪轂高度測風(fēng)塔和遙感設(shè)備或遙感設(shè)備和低于輪轂高度的測 風(fēng)塔用遙感設(shè)備測量的風(fēng)切變修正系數(shù)定義為風(fēng)輪等效風(fēng)速與輪轂高度測量風(fēng)速的比,如方程(9):fr,RSD = Veq,RSD Vh,RSD(9)式中：Veq,RSD是遙感設(shè)備測量的風(fēng)輪等效風(fēng)速，如

60、方程（5）中的定義；Vh,RSD是遙感設(shè)備測量的輪轂高度風(fēng)速。9. 1. 3. 3. 2情況2:測風(fēng)塔高于輪轂高度fr,MMVeq,MM . Vh,MM(10)用測風(fēng)塔測量的風(fēng)切變修正系數(shù)定義為風(fēng)輪等效風(fēng)速與測量輪轂高度風(fēng)速 之比，見方程（10）:式中:Veq,MM是測風(fēng)塔上風(fēng)速計測量的風(fēng)輪等效風(fēng)速，如方程（5）中的定義;Vh,MM是測風(fēng)塔上風(fēng)速計測量的輪轂高度風(fēng)速。9. 1. 3. 4風(fēng)速的風(fēng)切變修正如果輪轂高度風(fēng)速和風(fēng)切變是用同種類型的測風(fēng)設(shè)備測量，則風(fēng)輪等效風(fēng) 速根據(jù)方程（5）計算。如果輪轂高度風(fēng)速用測風(fēng)塔上安裝的風(fēng)速計測量而風(fēng)切變用遙感設(shè)備測 量，則最終的風(fēng)輪等效風(fēng)速根據(jù)方程（11）計