風(fēng)力發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)iec中文版

IEC61400-1第三版本2005-08風(fēng)機(jī)-第一分項(xiàng)：設(shè)計(jì)要求術(shù)語和定義聲的基準(zhǔn)風(fēng)速acousticreferencewindspeed標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下〔指在10m高處，粗糙長度等于0.05m時(shí)〕，8m/s的風(fēng)速。它為計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組視在聲功率級(jí)提供統(tǒng)一的根據(jù)。注：測聲參考風(fēng)速以m/s表示。年平均annualaverage數(shù)量和持續(xù)時(shí)間足夠充分的一組測試數(shù)據(jù)的平均值，用來估計(jì)均值大小。用于估計(jì)年平均的測試時(shí)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。年平均風(fēng)速annualaveragewindspeed基于年平均定義的平均風(fēng)速。年發(fā)電量annualenergyproduction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(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一年時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的全部電能。假設(shè)利用率為100%。視在聲功率級(jí)apparentsoundpowerlevel在測聲參考風(fēng)速下，被測風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪中心向下風(fēng)向傳播的大小為1pW點(diǎn)輻射源的A—計(jì)權(quán)聲級(jí)功率級(jí)。注：視在聲功率級(jí)通常以分貝表示。自動(dòng)重合閘周期auto-reclosingcycle電路發(fā)生故障后，斷路器跳閘，在自動(dòng)控制的作用下，斷路器自動(dòng)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。可利用率〔風(fēng)機(jī)〕availability在某一期間內(nèi)，除去風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因維修或故障未工作的時(shí)數(shù)后余下的小時(shí)數(shù)與這一期間內(nèi)總小時(shí)數(shù)的比值，用百分比表示。鎖定〔風(fēng)機(jī)〕blocking利用機(jī)械銷或其它裝置，而不是通常的機(jī)械制動(dòng)盤，防止風(fēng)輪軸或偏航機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，一旦鎖定發(fā)生后，就不能被意外釋放。制動(dòng)器〔風(fēng)機(jī)〕brake指用于轉(zhuǎn)軸的減速或者停止轉(zhuǎn)軸運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。注：剎車裝置利用氣動(dòng)，機(jī)械或電動(dòng)原理來控制。嚴(yán)重故障〔風(fēng)機(jī)〕catastrophicfailure零件或部件嚴(yán)重?fù)p壞，導(dǎo)致主要功能喪失，平安受到威脅。特征值characteristicvalue在給定概率下不能到達(dá)的值〔如超越概率，超越概率指出現(xiàn)的值大于或等于給定值的概率〕。復(fù)雜地形complexterrain指地貌顯著變化和充滿障礙物的地形，往往會(huì)存在氣流畸變現(xiàn)象?？刂葡到y(tǒng)〔風(fēng)機(jī)〕controlsystem接受風(fēng)機(jī)信息或環(huán)境信息，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)，使其保持在工作要求范圍內(nèi)的系統(tǒng)。切入風(fēng)速cut-inwindspeed沒有湍流時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開始輸出有用功率時(shí)，在輪轂高度處的最小風(fēng)速。。切出風(fēng)速cut-outwindspeed沒有湍流時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出有用功率時(shí)，在輪轂高度處的最大風(fēng)速。數(shù)據(jù)組〔用于功率特性測試〕dataset在規(guī)定的連續(xù)時(shí)段內(nèi)采集的數(shù)據(jù)的集合。設(shè)計(jì)極限designlimits在設(shè)計(jì)中用到的最大或者最小值。設(shè)計(jì)工況designsituation風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可能發(fā)生的運(yùn)行模式，例如發(fā)電、停機(jī)等。指向性〔風(fēng)機(jī)〕directivity在風(fēng)力機(jī)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(jì)權(quán)聲壓級(jí)間的不同。注：指向性以分貝表示；測量位置由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。距離常數(shù)distanceconstant風(fēng)速儀的時(shí)間響應(yīng)指標(biāo)。在階梯變化的風(fēng)速中，當(dāng)風(fēng)速儀的指示值到達(dá)穩(wěn)定值的63%時(shí)，通過風(fēng)速儀的氣流行程長度。日變化diurnalvariations以日為基數(shù)發(fā)生的變化。潛伏故障dormantfailure正常工作中零部件或系統(tǒng)存在的未被發(fā)現(xiàn)的故障。下風(fēng)向downwind與主要風(fēng)向一致的方向。電網(wǎng)electricalpowernetwork指由發(fā)電、輸電系統(tǒng)形成的網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)急關(guān)機(jī)〔風(fēng)機(jī)〕emergencyshutdown在保護(hù)系統(tǒng)或者人工干預(yù)下，風(fēng)機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。環(huán)境條件environmentalconditions指會(huì)影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行的環(huán)境特性，如風(fēng)、高度、溫度和濕度等。外部條件externalconditions指會(huì)影響風(fēng)機(jī)工作的諸因素，包括風(fēng)況、其它氣候因素〔雪，冰等〕，地震和電網(wǎng)條件。外推功率曲線extrapolatedpowercurve由于在實(shí)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。極端風(fēng)速extremewindspeedt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(shí)間為t=3s和t=10min。故障平安fail-safe當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，其后果不危及系統(tǒng)的平安或者后果不引起嚴(yán)重故障。氣流畸變flowdistortion由障礙物、地形變化或其它風(fēng)力機(jī)引起的氣流改變，其結(jié)果是相對自由流產(chǎn)生了偏離，造成一定程度的風(fēng)速測量誤差。自由流風(fēng)速freestreamwindspeed常指輪轂高度處，未被擾動(dòng)的自然空氣流動(dòng)速度。掠射角grazingangle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。陣風(fēng)gust指風(fēng)速的瞬間變化?？捎眯纬蓵r(shí)間，強(qiáng)弱和持續(xù)時(shí)間來表示其特性。水平軸風(fēng)力機(jī)horizontalaxiswindturbine風(fēng)輪軸根本上平行于風(fēng)向的風(fēng)力機(jī)。輪轂hub將葉片或葉片組固定到轉(zhuǎn)軸上的裝置。輪轂高度hubheight從地面到風(fēng)輪掃掠面中心的高度，對垂直軸風(fēng)力機(jī)是赤道平面高處?？辙D(zhuǎn)idling風(fēng)力機(jī)緩慢旋轉(zhuǎn)但不發(fā)電的狀態(tài)。慣性負(fù)區(qū)inertialsub-range風(fēng)速湍流譜的頻率區(qū)間，該區(qū)間內(nèi)渦流經(jīng)逐步破碎到達(dá)均質(zhì)，能量損失乎略不計(jì)。注：在10m/s風(fēng)速時(shí)，慣性負(fù)區(qū)的頻率大致在0.02Hz~2kHz之間?；ヂ?lián)〔風(fēng)力發(fā)電機(jī)組〕interconnection風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)之間的電力聯(lián)接，從而電能可從風(fēng)機(jī)輸送給電網(wǎng)。潛伏故障latentfault正常工作未被發(fā)現(xiàn)的零部件或系統(tǒng)故障。極限狀態(tài)limitstate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)，那么構(gòu)件不再滿足設(shè)計(jì)要求。載荷情況loadcase結(jié)合考慮設(shè)計(jì)工況和外界條件所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)載荷。對數(shù)風(fēng)切變律logarithmicwindshearlaw最大功率maximumpower正常工作條件下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的最高凈電功率。平均風(fēng)速meanwindspeed在一段時(shí)間內(nèi)，測得的風(fēng)速瞬間值的統(tǒng)計(jì)平均值。時(shí)間段從幾秒到數(shù)年不等。測試周期measurementperiod收集功率特性試驗(yàn)中具有統(tǒng)計(jì)意義的根本數(shù)據(jù)的時(shí)段。測量功率曲線measuredpowercurve用正確的方法測得并經(jīng)修正或標(biāo)準(zhǔn)化處理后的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組凈電功率輸出的圖和表。它是經(jīng)測試獲得的風(fēng)速的函數(shù)。測量扇區(qū)measurementsector測取測量功率曲線所需數(shù)據(jù)的風(fēng)向扇區(qū)。分組方法methodofbins將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按風(fēng)速間隔分組的數(shù)據(jù)處理方法。機(jī)艙nacelle位于水平軸風(fēng)機(jī)的塔架頂部，包含傳動(dòng)鏈和其他部件的箱體。凈電功率輸出netelectricpoweroutput風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸送給電網(wǎng)的電功率值。電網(wǎng)聯(lián)接點(diǎn)〔風(fēng)機(jī)〕networkconnectionpoint對單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是輸出電纜終端，而對風(fēng)電場是與電力聚集系統(tǒng)總線的聯(lián)接點(diǎn)。電網(wǎng)損失networkloss正常關(guān)機(jī)normalshutdown全過程都是在控制系統(tǒng)作用下的關(guān)機(jī)。障礙物obstacles鄰近風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的，并能引起氣流畸變的固定物體，如建筑物、樹林等。運(yùn)行極限operatinglimits停機(jī)的風(fēng)機(jī)parkedwindturbine指靜止的風(fēng)機(jī)或者空轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)，這依據(jù)風(fēng)機(jī)的具體設(shè)計(jì)而定。槳距角pitchangle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。電力聚集系統(tǒng)〔風(fēng)機(jī)〕powercollectionsystem指從一個(gè)或多個(gè)風(fēng)機(jī)中聚集電能的電力系統(tǒng)。它包括了在電網(wǎng)聯(lián)接點(diǎn)和風(fēng)機(jī)終端之間相連的所有的電力設(shè)備。用于聚集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電能并輸送給電網(wǎng)升壓變壓器或電負(fù)荷的電力聯(lián)接系統(tǒng)。功率系數(shù)powercoefficient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。風(fēng)切變冪定律powerlawforwindshear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。輸出功率poweroutput以特定的方式，為到達(dá)特定的目的通過一種裝置輸出的功率功率特性powerperformance風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電能力的相關(guān)特性。風(fēng)機(jī)保護(hù)系統(tǒng)protectionsystem確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的系統(tǒng)。注：在產(chǎn)生矛盾時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)優(yōu)先于控制系統(tǒng)。額定功率ratedpower正常工作條件下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)要到達(dá)的最大連續(xù)輸出電功率。額定風(fēng)速ratedwindspeed指在風(fēng)場穩(wěn)態(tài)下，風(fēng)機(jī)到達(dá)額定功率時(shí)，位于輪轂處的最小風(fēng)速。瑞利分布Rayleighdistribution經(jīng)常用于風(fēng)速的概率分布函數(shù)。基準(zhǔn)距離referencedistance從風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根底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(zhǔn)距離以米表示?；鶞?zhǔn)高度referenceheight用于轉(zhuǎn)換風(fēng)速到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的約定高度。注:參考高度定為10m?；鶞?zhǔn)粗糙長度referenceroughnesslength用于轉(zhuǎn)換風(fēng)速到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的粗糙長度。注：基準(zhǔn)粗糙長度定為0.05m。參考風(fēng)速referencewindspeed它是用來定義風(fēng)機(jī)等級(jí)的根本參數(shù)。從參考風(fēng)速可推得與氣候有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)和其他的根本風(fēng)機(jī)等級(jí)參數(shù)，詳細(xì)見條例6。注：在設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)中，我們選定某個(gè)風(fēng)機(jī)等級(jí)后，就會(huì)有相應(yīng)的參考風(fēng)速與之對應(yīng)。那么設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)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(jì)上的平均風(fēng)速。旋轉(zhuǎn)采用風(fēng)矢量rotationallysampledwindvelocity旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪上某固定點(diǎn)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(shí)，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(dòng)頻率下的湍流譜變化和由此產(chǎn)生的諧量。風(fēng)輪轉(zhuǎn)速rotorspeed風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪繞其軸的旋轉(zhuǎn)速度。粗糙長度roughnesslength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(shí)算出的高度。定期保養(yǎng)scheduledmaintenance依據(jù)制定的時(shí)間表的預(yù)防性保養(yǎng)。使用極限狀態(tài)serviceabilitylimitstates正常使用要求的邊界條件?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)sitedata風(fēng)力機(jī)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(jì)樣本，除非另有說明。風(fēng)場電氣設(shè)備siteelectricalfacilities風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電網(wǎng)聯(lián)接點(diǎn)與電網(wǎng)間所有相關(guān)電氣設(shè)備。聲壓級(jí)soundpressurelevel聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比的以10為底的對數(shù)乘以20，以分貝計(jì)。注:對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，基準(zhǔn)聲壓為20μPa。標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速standardizedwindspeed利用對數(shù)風(fēng)廓線轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)〔處于10m高，粗糙長度為0.05m的情況〕的風(fēng)速。靜止standstill風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的停止?fàn)顟B(tài)支撐結(jié)構(gòu)supportstructure由塔架和根底組成的風(fēng)力機(jī)部件。平安風(fēng)速〔該名稱不能被使用〕survivalwindspeed結(jié)構(gòu)所能承受的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速的俗稱。注:IEC61400系列標(biāo)準(zhǔn)中不采用這一術(shù)語。設(shè)計(jì)時(shí)可參考極端風(fēng)速。掃掠面積sweptarea垂直于風(fēng)矢量平面上的，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)葉尖運(yùn)動(dòng)所生成圓的投影面積。試驗(yàn)場地testsite風(fēng)力發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)地點(diǎn)及周圍環(huán)境。音值tonality音值與靠近該音值臨界波段的遮蔽噪音級(jí)間的區(qū)別。注：音值以分貝表示。湍流強(qiáng)度turbulenceintensity標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行計(jì)算。湍流尺度參數(shù)turbulencescaleparameter縱向功率譜密度等于0.05時(shí)的波長。注：縱向功率譜密度是個(gè)無量綱的數(shù)。，其中。湍流標(biāo)準(zhǔn)差turbulencestandarddeviation在輪轂高度處，湍流風(fēng)速縱向分量的標(biāo)準(zhǔn)差。最大極限狀態(tài)ultimatelimitstate與損壞危險(xiǎn)和可能造成損壞的誤差或變形對應(yīng)的極限狀態(tài)。測量誤差uncertaintyinmeasurement測量所得的值與被測事物的真實(shí)值之間的差異。不定期保養(yǎng)unscheduledmaintenance收到有關(guān)一個(gè)工程狀態(tài)的指示后，對其進(jìn)行保養(yǎng)，該保養(yǎng)不是依據(jù)制定的時(shí)間表進(jìn)行的。上風(fēng)向upwind與主風(fēng)向相反的方向。垂直軸風(fēng)力機(jī)verticalaxiswindturbine風(fēng)輪軸垂直的風(fēng)力機(jī)。威布爾分布Weibulldistribution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(gè)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(shí)，威布爾分布即為瑞利分布。聲級(jí)soundlevel聲壓與20Pa基準(zhǔn)聲壓比值的對數(shù)。聲壓是在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)頻率和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)指數(shù)時(shí)獲得。注：聲級(jí)單位為分貝，它等于上述比值以10為底對數(shù)的20倍。風(fēng)障windbreak相互距離小于3倍高度的一些上下不平的自然環(huán)境。風(fēng)電場windfarm由一批風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或風(fēng)力發(fā)電機(jī)群組成的電站。風(fēng)電場windpowerstation由一批風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或風(fēng)力發(fā)電機(jī)群組成的電站。風(fēng)廓線-風(fēng)切變律windprofile-windshearlaw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(dá)式為對數(shù)形式〔式1〕或者指數(shù)形式〔式2〕。 〔1〕 〔2〕其中： 在高度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)。風(fēng)速windspeed空間某點(diǎn)的風(fēng)速是指改點(diǎn)周圍氣體微團(tuán)的移動(dòng)速度的數(shù)值。注：風(fēng)速是風(fēng)矢量的數(shù)值。風(fēng)速分布windspeeddistribution用于描述連續(xù)時(shí)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(dá)式各自為： 〔5〕 〔6〕其中： 累計(jì)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)。風(fēng)切變windshear風(fēng)速在垂直于風(fēng)向平面內(nèi)的變化。風(fēng)切變指數(shù)windshearexponent通常用于描述風(fēng)速剖面線形狀的冪定律指數(shù)。見1.101。風(fēng)力機(jī)發(fā)電系統(tǒng)windturbinegeneratorsystem風(fēng)機(jī)地址windturbinesite風(fēng)矢量windvelocity標(biāo)有被研究點(diǎn)周圍氣體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)方向，其值等于該氣體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)速度大小。風(fēng)機(jī)電力系統(tǒng)windturbineelectricalsystem風(fēng)機(jī)終端windturbineterminals用于傳輸電能，風(fēng)機(jī)與電力聚集系統(tǒng)相連的點(diǎn)。同時(shí)，也包括信息的傳輸點(diǎn)。偏航y(tǒng)awing風(fēng)輪軸繞繞垂直軸的旋轉(zhuǎn)〔僅適用于水平軸風(fēng)力機(jī)〕。偏航誤差yawmisalignment水平軸風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸與風(fēng)速方向的水平偏差。外部條件概述在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)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(huì)對風(fēng)機(jī)的載荷、耐久性和運(yùn)行產(chǎn)生影響。為了保證適宜的平安和可靠性，在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中必須考慮環(huán)境、電力和土壤條件，并在設(shè)計(jì)文件中詳細(xì)描述。環(huán)境條件被分成風(fēng)況和其他的環(huán)境條件兩局部。電力條件是指電網(wǎng)條件，而土壤條件在風(fēng)機(jī)的基體設(shè)計(jì)中才涉及到。同時(shí)，外部條件被分成正常和極端局部。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部設(shè)計(jì)條件。設(shè)計(jì)載荷情況必須包括這些潛在的，嚴(yán)重的極端外部條件和正常外部設(shè)計(jì)條件。風(fēng)況是影響風(fēng)機(jī)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(huì)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(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的正常和極端條件。風(fēng)機(jī)等級(jí)在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中，必需要考慮安裝地點(diǎn)的風(fēng)速情況。對于不同的安裝地點(diǎn)，風(fēng)機(jī)尺寸等參數(shù)是不同的?？紤]到風(fēng)速特性的地區(qū)差異性，IEC國際標(biāo)準(zhǔn)給出了四個(gè)風(fēng)機(jī)等級(jí)，這四個(gè)風(fēng)機(jī)等級(jí)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(qiáng)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(diǎn)的風(fēng)況。表1給出了用于劃分風(fēng)機(jī)等級(jí)的根本參數(shù)。其中，S等級(jí)在特殊的風(fēng)況下(如暴風(fēng)帶，海上區(qū)域等)或特殊平安等級(jí)下使用。表1風(fēng)機(jī)等級(jí)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(shí)，湍流密度均值。在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中，除了以上這些根本參數(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(jí)的風(fēng)機(jī)稱之為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)等級(jí)。對于從到等級(jí)的風(fēng)機(jī)，規(guī)定其設(shè)計(jì)壽命至少達(dá)20年。對于S等級(jí)的風(fēng)機(jī)，制造商必須給出用于設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)的文件，文件需要的信息在附件A中給出。風(fēng)況設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)應(yīng)能平安承受與選定的風(fēng)機(jī)等級(jí)相對應(yīng)的風(fēng)況。在設(shè)計(jì)文檔中應(yīng)詳細(xì)給出風(fēng)況的設(shè)計(jì)值。出于載荷計(jì)算和風(fēng)機(jī)平安的考慮，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(jī)運(yùn)行期間是時(shí)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(shí)，必須要考慮該影響。該夾角沿高度方向是變化的?！巴牧鳕曈糜诒碚?0min內(nèi)平均風(fēng)速的隨機(jī)變動(dòng)。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(gè)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(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)等級(jí)，湍流模型的隨機(jī)風(fēng)速場必須滿足以下條件：湍流標(biāo)準(zhǔn)差，，其值有以下子條例給出，認(rèn)為是不隨高度而變化的，而橫向和上向湍流標(biāo)準(zhǔn)差的最小值應(yīng)滿足以下關(guān)系式，實(shí)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 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(fù)區(qū)的頻率變大了，三個(gè)正交的功率譜密度應(yīng)漸進(jìn)地滿足以下等式： 〔8〕 〔9〕為了一致性，應(yīng)使用公認(rèn)的模型。該模型利用自動(dòng)頻譜對位于與縱向方向垂直平面內(nèi)的空間離散點(diǎn)處的縱向風(fēng)速的協(xié)譜幅值進(jìn)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(gè)常用的模型。對于其他的湍流模型必須謹(jǐn)慎使用，因它會(huì)對載荷產(chǎn)生重大影響。正常風(fēng)況風(fēng)速分布函數(shù)在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中，風(fēng)速分布起著重要影響。它決定了在正常設(shè)計(jì)工況時(shí)單個(gè)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(rèn)為是服從瑞利分布的。瑞利分布為 〔10〕其中，對于標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)等級(jí)，應(yīng)為 〔11〕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(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)等級(jí)，正常的風(fēng)廓線可由冪函數(shù)給出 〔12〕其中，冪指數(shù)。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(biāo)準(zhǔn)差值應(yīng)取90%的分位數(shù)。湍流標(biāo)準(zhǔn)差為： 〔13〕圖1a和1b給出了，不同標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)等級(jí)下，正常湍流模型的湍流標(biāo)準(zhǔn)差和湍流強(qiáng)度隨輪轂風(fēng)速的曲線圖。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。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(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行選擇。當(dāng)為穩(wěn)態(tài)極端風(fēng)速模型時(shí)，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(shí)，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： 〔16〕 〔17〕縱向的湍流標(biāo)準(zhǔn)差為： 〔18〕運(yùn)行過程中的極端陣風(fēng)〔EOG〕對于標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)風(fēng)機(jī)，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(jī)等級(jí)為，D=42m時(shí)，運(yùn)行過程中的極端陣風(fēng)。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 〔21〕極端風(fēng)向變化〔EDC〕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(shí)間的函數(shù)為 〔23〕其中T=6s，是風(fēng)向改變的持續(xù)時(shí)間；正負(fù)號(hào)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(rèn)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(shí)的風(fēng)向變化幅值隨風(fēng)速的曲線圖和風(fēng)向變化隨時(shí)間的曲線圖。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(shí)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(shí)，極端連續(xù)陣風(fēng)的風(fēng)速形成示意圖。在風(fēng)速形成的同時(shí)，風(fēng)向角度在0°到之間變化，其中定義式為 〔26〕同時(shí)，風(fēng)向與時(shí)間的函數(shù)為 〔27〕其中形成時(shí)間T=10s。圖6和7給出了風(fēng)向變化幅值隨的曲線和時(shí)，風(fēng)向變形幅值隨時(shí)間的曲線。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(fù)號(hào)按最壞瞬態(tài)載荷選取。以上兩式不能同時(shí)使用。圖8給出了，當(dāng)湍流范疇為A，，，時(shí)，初始時(shí)刻和最大切變發(fā)生時(shí)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(shí)間過程。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述必須風(fēng)機(jī)的承載組件的完整性進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)，必須保證一個(gè)可接受的平安水平。結(jié)構(gòu)組件的強(qiáng)度極限和疲勞強(qiáng)度可利用計(jì)算或者實(shí)驗(yàn)來證明，證明其在適合的平安水平下具有結(jié)構(gòu)完整性。結(jié)構(gòu)分析應(yīng)基于ISO2394標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算必須是采用適宜的方法。在設(shè)計(jì)文件中必須對計(jì)算方法進(jìn)行描述。同時(shí)，包括計(jì)算方法是有效的相關(guān)證明。任何用于強(qiáng)度驗(yàn)證的載荷水平應(yīng)符合平安系數(shù)，該平安系數(shù)由3.6條例中的載荷特征值決定。設(shè)計(jì)方法學(xué)必須對極限狀態(tài)有沒有超出風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)給定的進(jìn)行驗(yàn)證。在對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程中，模型測試和樣機(jī)測試可作為計(jì)算的替代品，如同ISO2394給出的。載荷從中給出的各種載荷在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須被考慮。重力和慣性載荷重力和慣性載荷是靜態(tài)和動(dòng)載荷，是由自重、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和地震活動(dòng)引起的。氣動(dòng)載荷重力和慣性載荷是靜態(tài)和動(dòng)載荷，是由氣流與風(fēng)機(jī)可動(dòng)部件和靜止部件的相互作用引起的。驅(qū)動(dòng)載荷驅(qū)動(dòng)載荷是由運(yùn)行和控制引起的。其他載荷其他載荷指尾流載荷、沖擊載荷、冰載荷等。設(shè)計(jì)工況和載荷情況該條例描述了風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)載荷情況，給出的載荷情況條例數(shù)量是風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的最少量。風(fēng)機(jī)的整個(gè)壽命可認(rèn)為是被包括風(fēng)機(jī)可能經(jīng)受的最重要情況的一系列設(shè)計(jì)情況所反映。載荷情況可由風(fēng)機(jī)的運(yùn)行模型或其他設(shè)計(jì)工況，如特定的裝配、安裝或保養(yǎng)，及其外部條件決定。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(jī)的控制和保護(hù)系統(tǒng)的行為也應(yīng)該被考慮。用于驗(yàn)證風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)完整性的設(shè)計(jì)載荷情況應(yīng)基于以下組合進(jìn)行計(jì)算：正常設(shè)計(jì)情況和適合的正常或者極端外部條件組合；故障設(shè)計(jì)情況和適合的外部條件組合；運(yùn)輸，安裝和保養(yǎng)的設(shè)計(jì)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(shí)，實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)將這2個(gè)情況合并為一個(gè)情況進(jìn)行考慮。對于任何一種設(shè)計(jì)情況，必須考慮多個(gè)設(shè)計(jì)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(gè)設(shè)計(jì)情況的設(shè)計(jì)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(jì)載荷情況，如果風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)可以讓風(fēng)機(jī)在到達(dá)最大偏航角度或者最大風(fēng)速時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，那么，必須被驗(yàn)證在同樣確實(shí)定性風(fēng)模型的湍流條件下，風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)能使風(fēng)機(jī)可靠地停止運(yùn)轉(zhuǎn)。假設(shè)涉及到特定風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)完整性時(shí)，還應(yīng)考慮其他的設(shè)計(jì)載荷情況。表2中F代表疲勞載荷分析和疲勞強(qiáng)度的評估，U代表強(qiáng)度載荷分析，主要指材料強(qiáng)度，葉尖變形和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。標(biāo)有U的設(shè)計(jì)工況被分成正常(N)，非正常(A)或者運(yùn)輸安裝(T)。正常的載荷工況是指在風(fēng)機(jī)整個(gè)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(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的嚴(yán)重故障。設(shè)計(jì)情況的種類，N,A或者T決定了適用于極端載荷的各分項(xiàng)平安系數(shù)。表3給出了這些系數(shù)。表2設(shè)計(jì)載荷工況〔DLC〕設(shè)計(jì)情形DLC風(fēng)況其他條件分析類型分項(xiàng)平安系數(shù)1〕電力生產(chǎn)1.1NTM用于極端事件的推斷UN1.2NTMF1.3ETMUN1.4ECDUN1.5EWSUM2〕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(hù)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(hù)系統(tǒng)或電氣系統(tǒng)故障，包含脫網(wǎng)F3〕氣動(dòng)3.1NWPF3.2EOG和UN3.3EDC和UN4)正常關(guān)機(jī)4.1NWPF4.2EOG和UN5〕應(yīng)急關(guān)機(jī)5.1NTM和UN6〕空轉(zhuǎn)6.1EWM50年一遇UN6.2EWM50年一遇脫網(wǎng)UA6.3EWM1年一遇極端偏航誤差UN6.4NTMF7〕空轉(zhuǎn)和故障7.1EWM1年一遇UA8〕運(yùn)輸，裝配，保養(yǎng)和維修8.1NTM值由制造商給定UT8.2EWM1年一遇UA表2中所用縮寫字母說明：DLC 設(shè)計(jì)載荷工況ECD 伴隨方向改變的連續(xù)極端陣風(fēng)〔〕EDC 極端風(fēng)向改變〔見2.2.2.4〕EOG 極端運(yùn)行陣風(fēng)〔見〕EWM 極端風(fēng)速模型〔見〕EWS 極端風(fēng)切變〔見〕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〕 在所有應(yīng)分析的風(fēng)速下的敏感度F 疲勞U 強(qiáng)度極限N 正常A 非正常T 運(yùn)轉(zhuǎn)和安裝 疲勞采用的分項(xiàng)平安系數(shù)〔見〕在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)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(jìn)行選取。當(dāng)風(fēng)速范圍是通過一系列離散值提供時(shí)，為了保證計(jì)算的精確性應(yīng)具有足夠的分辨率，一般取2m/s。電力生產(chǎn)〔DLC1.1-1.5〕該設(shè)計(jì)情況是指風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)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(jì)時(shí)計(jì)算中應(yīng)使用由風(fēng)輪制造條件決定的質(zhì)量和氣動(dòng)的最大不平衡性。而且，在對運(yùn)行載荷分析時(shí)，必須考慮到理論上理想的運(yùn)行情況和實(shí)際的運(yùn)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(jì)載荷情況需要包括由湍流引起的載荷，湍流是指在風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的整個(gè)壽命期間發(fā)生的事件。1.3的設(shè)計(jì)載荷情況需要包括由極端湍流引起的極端載荷局部。1.4和1.5的設(shè)計(jì)載荷情況規(guī)定了瞬間載荷，只考慮會(huì)引起潛在的風(fēng)機(jī)嚴(yán)重?fù)p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。假設(shè)這些參數(shù)的極端值超出了由DLC1.3給出的極端設(shè)計(jì)值，那么不用對DLC1.1進(jìn)行進(jìn)一步的分析。假設(shè)這些參數(shù)的極端值沒有超出由DLC1.3給出的極端設(shè)計(jì)值，那么增加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(jì)值。電力生產(chǎn)伴隨故障或者脫網(wǎng)〔DLC2.1-2.4〕該設(shè)計(jì)情況是指風(fēng)機(jī)在發(fā)電時(shí)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(hù)系統(tǒng)或內(nèi)部電力系統(tǒng)故障，只要對風(fēng)機(jī)載荷產(chǎn)生重大影響的故障，在該設(shè)計(jì)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(hù)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(shí)序按以產(chǎn)生最壞載荷進(jìn)行選取。假設(shè)故障或者脫網(wǎng)沒有導(dǎo)致立即停機(jī)，這后續(xù)的載荷會(huì)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(shí)間應(yīng)通過DLC2.4計(jì)算獲得。啟動(dòng)〔DLC3.1-3.3〕該設(shè)計(jì)情況是指風(fēng)機(jī)從停機(jī)或空轉(zhuǎn)向發(fā)電情況轉(zhuǎn)變的過渡時(shí)期內(nèi)產(chǎn)生的相關(guān)載荷的所有事件。啟動(dòng)次數(shù)應(yīng)按控制系統(tǒng)的行為特性進(jìn)行估計(jì)。正常停機(jī)〔DLC4.1-4.2〕該設(shè)計(jì)情形是指風(fēng)機(jī)在從發(fā)電工況向停機(jī)或空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變的過渡時(shí)期內(nèi)產(chǎn)生相關(guān)載荷的所有事件。啟動(dòng)次數(shù)應(yīng)從控制系統(tǒng)的行為特性進(jìn)行估計(jì)。應(yīng)急停機(jī)〔DLC5.1〕考慮由應(yīng)急停機(jī)導(dǎo)致的載荷。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(jì)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)為極端湍流模型時(shí)，可利用由ISO4354給出的陣風(fēng)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的修正關(guān)系式，獲得全動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果或者準(zhǔn)靜態(tài)分析的結(jié)果。當(dāng)為穩(wěn)態(tài)的極端風(fēng)模型，那么可使用以上所述的準(zhǔn)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%，那么可采用穩(wěn)態(tài)的極端風(fēng)模型進(jìn)行靜態(tài)分析。假設(shè)在載荷特征值處偏航系統(tǒng)可發(fā)生滑移，那么平均偏航誤差應(yīng)加上最壞的最大偏移滑移。當(dāng)風(fēng)機(jī)的偏航系統(tǒng)在最大風(fēng)況下會(huì)發(fā)生偏航運(yùn)轉(zhuǎn)〔自由偏航、被動(dòng)偏航或半自由偏航〕，那么應(yīng)選用極端湍流模型，同時(shí)，偏航誤差由湍流方向的變化和風(fēng)機(jī)偏航系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)決定。此外，風(fēng)機(jī)處于最大偏航運(yùn)動(dòng)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(shí)都應(yīng)被考慮。在DLC6.1中，對于擁有主動(dòng)偏航系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)，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(shí)，那么偏航誤差處于內(nèi)。當(dāng)為極端湍流模型時(shí)，那么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)時(shí)機(jī)發(fā)生脫網(wǎng)的假設(shè)。除非風(fēng)機(jī)備用電能能為偏航系統(tǒng)和控制系統(tǒng)提供至少6小時(shí)的供電，否那么必須對由風(fēng)向改變角度達(dá)的產(chǎn)生的影響進(jìn)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(shí)，那么極端偏航誤差為。當(dāng)為極端湍流模型時(shí)，那么偏航誤差均值為。DLC6.4，應(yīng)考慮風(fēng)機(jī)不發(fā)電的時(shí)間內(nèi)，每個(gè)風(fēng)速產(chǎn)生的波動(dòng)性載荷，該波動(dòng)性載荷對風(fēng)機(jī)部件的疲勞損傷影響較大。停機(jī)伴隨故障條件〔DLC7.1〕風(fēng)機(jī)的正常停機(jī)與由脫網(wǎng)或風(fēng)機(jī)故障引起的停機(jī)是不同的，這就需要進(jìn)行分析。假設(shè)非脫網(wǎng)的其他任何故障性停機(jī)與正常停機(jī)是有區(qū)別的，那么應(yīng)該對其可能產(chǎn)生的后果進(jìn)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(dòng)態(tài)響應(yīng)的修正后的湍流或準(zhǔn)靜態(tài)模型。當(dāng)由偏航系統(tǒng)導(dǎo)致的故障時(shí)，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，那么應(yīng)考慮最壞的最大滑移。運(yùn)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(yùn)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(jì)工況。假設(shè)最大的風(fēng)況可產(chǎn)生不可無視的載荷，那么在設(shè)計(jì)中該載荷應(yīng)被考慮。在給定的可接受平安水平下，制造商應(yīng)允許設(shè)計(jì)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(jì)風(fēng)況在陳述的根底上加5m/s，而保證足夠的余量。DLC8.2，對應(yīng)于運(yùn)輸，裝配，保養(yǎng)和維修中出現(xiàn)花費(fèi)1周以上的情況。載荷計(jì)算由條例描述的載荷在每個(gè)設(shè)計(jì)載荷情況中都應(yīng)該考慮。必要時(shí)，還應(yīng)考慮以下情況引起的影響：由于風(fēng)機(jī)自身引起的風(fēng)場擾動(dòng)；三維流動(dòng)對葉片氣動(dòng)性能的影響〔如三維失速和葉尖損失等〕；非穩(wěn)態(tài)流場對氣動(dòng)性能的影響；氣彈性影響；風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)的行為。常基于動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬來計(jì)算獲得風(fēng)機(jī)承受的載荷。對于湍流作為輸入的載荷，其整個(gè)載荷數(shù)據(jù)的周期歷程必須足夠長，以保證估計(jì)載荷特征值的統(tǒng)計(jì)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(gè)10min的風(fēng)速統(tǒng)計(jì)平均值，或者連續(xù)的60min的風(fēng)速統(tǒng)計(jì)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(jìn)行12次的模擬計(jì)算。當(dāng)湍流有作為輸入時(shí)，任何的區(qū)間分析都應(yīng)將初始5s〔假設(shè)有必要可以延長〕的數(shù)據(jù)舍去，因?yàn)?，在?dòng)態(tài)模擬中，初始條件對模擬初始階段的載荷統(tǒng)計(jì)影響較大。多數(shù)情況下，風(fēng)機(jī)組件中發(fā)生臨界應(yīng)力或應(yīng)變的位置處往往同時(shí)受多軸載荷。在這種情況下，模擬輸出的正交載荷的時(shí)間序列有時(shí)可用作設(shè)計(jì)載荷。當(dāng)正交載荷的時(shí)間序列被用來計(jì)算疲勞和極端載荷時(shí)，為保存相位和振幅，各正交載荷的時(shí)間序列應(yīng)組合。直接方法是基于重要應(yīng)力的時(shí)間歷程進(jìn)行推導(dǎo)。這樣，極端和疲勞預(yù)測方法就適用于這單個(gè)信號(hào)了，防止了載荷組合問題。出于保守考慮，載荷的極限分項(xiàng)和極端分項(xiàng)值應(yīng)假設(shè)同時(shí)發(fā)生。極限狀態(tài)分析方法采用分項(xiàng)平安系數(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。載荷和材料的分項(xiàng)平安系數(shù)由于載荷和材料具有不確定性，為了保證平安，引入分項(xiàng)平安系數(shù)。具體內(nèi)容如下 〔30〕其中 在給定設(shè)計(jì)載荷情況下，同時(shí)多個(gè)載荷分量的載荷響應(yīng)或內(nèi)部合并的載荷的設(shè)計(jì)值； 載荷分項(xiàng)平安系數(shù)； 載荷特征值 〔31〕其中 材料設(shè)計(jì)值； 材料分項(xiàng)平安系數(shù)； 材料性能特征值本標(biāo)準(zhǔn)中的載荷分項(xiàng)平安系數(shù)考慮到以下內(nèi)容可能產(chǎn)生的不利偏差或載荷特征值的不確定性；載荷模型的不確定性。本標(biāo)準(zhǔn)中的材料分項(xiàng)平安系數(shù)考慮了以下內(nèi)容〔如同ISO2394〕材料強(qiáng)度特征值的不確定性和可能產(chǎn)生的不利偏差；對某些截面或結(jié)構(gòu)承載能力有可能發(fā)生錯(cuò)誤評估；幾何參數(shù)的不確定性；實(shí)際結(jié)構(gòu)中材料性能參數(shù)和由可控試樣實(shí)驗(yàn)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；轉(zhuǎn)換系數(shù)的不確定性。基于組件失效后果的分項(xiàng)平安系數(shù)和組件等級(jí)失效后果系數(shù)在以下所列的不同組件等級(jí)中是不同的。組件等級(jí)1：被用于故障平安的組件，它的失效不會(huì)引起風(fēng)機(jī)主要組件的失效，如監(jiān)控下的可替換軸承。組件等級(jí)2：被用于非故障平安的組件，它失效會(huì)引起風(fēng)機(jī)主要組件的失效。組件等級(jí)3：被用于非故障平安的，將驅(qū)動(dòng)器、剎車裝置與風(fēng)機(jī)主要組件相連的機(jī)械組件，該機(jī)械組件起到風(fēng)機(jī)非冗余保護(hù)功能的擴(kuò)充作用。對于風(fēng)機(jī)極限狀態(tài)分析，假設(shè)有必要需要進(jìn)行以下4類分析：極限強(qiáng)度分析〔〕；疲勞失效分析〔見3.6.3〕；穩(wěn)定性分析，如屈服等〔見3.6.4臨界變形分析〔葉片和塔架之間的機(jī)械干預(yù)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(gè)分析類型都利用平安系數(shù)來處理來源不同的不確定性。3.6.1.3公認(rèn)材料標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用在決定風(fēng)機(jī)部件的結(jié)構(gòu)完整性時(shí)，可能會(huì)涉及到國家性或國際性的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。我們尤其要注意的是，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的分項(xiàng)平安系數(shù)和來于國家性或國際性相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的分項(xiàng)平安系數(shù)同時(shí)混合使用時(shí)的情況，應(yīng)該保證最終的平安水平應(yīng)不低于本標(biāo)準(zhǔn)中給出的平安水平。基于不確定性的不同類型，如材料本身導(dǎo)致強(qiáng)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，標(biāo)準(zhǔn)將材料的分項(xiàng)平安系數(shù)細(xì)分為多個(gè)材料系數(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)中的稱之為“材料普通分項(xiàng)平安系數(shù)〞的分項(xiàng)系數(shù)就是基于材料本身導(dǎo)致的不確定性而引進(jìn)的。假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)給出的分項(xiàng)平安系數(shù)或特征值折減系數(shù)還考慮了其他的不確定性，那么這些不確定性也應(yīng)該被考慮。單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可能在設(shè)計(jì)驗(yàn)證的不同局部中采用不同的載荷和材料分項(xiàng)平安系數(shù)的細(xì)分方式。本標(biāo)準(zhǔn)的系數(shù)細(xì)分方式由ISO2394定義。中選擇的標(biāo)準(zhǔn)中的細(xì)分方式與ISO2394有區(qū)別時(shí)，那么應(yīng)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的驗(yàn)證法對選擇的標(biāo)準(zhǔn)做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。極限強(qiáng)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)兩局部組成。那么極限狀態(tài)條件為 〔32〕抗力R是指的材料最大的許用抗力設(shè)計(jì)值，因此；同時(shí)，在極限強(qiáng)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，那么方程變?yōu)? 〔33〕在對每個(gè)風(fēng)機(jī)組件進(jìn)行強(qiáng)度評估時(shí)和由表2給出的每個(gè)適合極限強(qiáng)度分項(xiàng)的設(shè)計(jì)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(jìn)行驗(yàn)證。在給定風(fēng)速范圍內(nèi)，涉及湍流模型的設(shè)計(jì)載荷情況應(yīng)基于.1中給出的風(fēng)速分布函數(shù)計(jì)算載荷特征值的超越概率。因?yàn)樵S多載荷計(jì)算都涉及到極限持續(xù)時(shí)間的隨機(jī)模擬，而用于確定重現(xiàn)期的載荷特征值可能比模擬計(jì)算獲得的任何值都大。附件F給出了湍流模型下如何計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(shí)，在最壞情況下，計(jì)算獲得多個(gè)10min的統(tǒng)計(jì)載荷值，在對其求均值。DLC2.1,2.2和5.1除外，他們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。載荷的分項(xiàng)平安系數(shù)表3給出了載荷的分項(xiàng)平安系數(shù)最小值。不利載荷有利載荷1設(shè)計(jì)工況類型〔見表2〕所有設(shè)計(jì)工況類型正常非正常運(yùn)輸和安裝1.35*1.11.50.9*DLC設(shè)計(jì)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(jì)推斷獲得的，對于正常的設(shè)計(jì)工況，載荷分項(xiàng)平安系數(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(jì)工況，由重力引起的不利載荷的特征值可通過計(jì)算獲得。考慮重力和其他來源的合載荷的分項(xiàng)平安系數(shù)可取為使用由表3給出的正常和非正常設(shè)計(jì)工況的分項(xiàng)平安系數(shù)時(shí)，應(yīng)利用載荷測試對載荷計(jì)算模型進(jìn)行驗(yàn)證。做載荷測試的風(fēng)機(jī)試樣必要與設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)擁有相似的氣動(dòng)、控制和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。當(dāng)公認(rèn)材料標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用不可行時(shí)的材料分項(xiàng)載荷系數(shù)材料分