風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性測試

1GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性測試本文件規(guī)定了單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性的測試方法，適用于所有類型和大小的并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。此外，本部分描述了并網(wǎng)及與蓄電池組相連的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（IEC61400-2中定義的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組）的功率特性測試方法。測試方法可以用來評(píng)估特定地理位置的特定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的性能。同樣，當(dāng)考慮特定場地條件和數(shù)據(jù)篩選的影響時(shí)，本方法可以用來對(duì)不同類型或不同設(shè)置的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行通用對(duì)比。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性由測量功率曲線和年發(fā)電量（AEP）決定。測量功率曲線定義為風(fēng)速和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率之間的關(guān)系，由一定時(shí)間段內(nèi)同步采集的氣象參數(shù)（包括風(fēng)速）和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組信號(hào)（包括輸出功率）確定，該時(shí)間段要足夠長，使得在一定的風(fēng)速范圍和大氣條件變化的情況下，能夠建立統(tǒng)計(jì)意義上的數(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(jì)算而得，且假定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可利用率為100%。本部分規(guī)定的測量方法要求對(duì)測量功率曲線和年發(fā)電量的不確定度來源及其合成影響進(jìn)行評(píng)估。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。IEC60688電子測量傳感器用于將交流電氣量轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)（ElectricalmeasuringtransducersforconvertingACandDCelectricalquantitiestoanalogueordigitalsignals）IEC61400-2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組第2部分：小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(Windturbines-Part2:Smallwindturbines)IEC61400-12-2風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)第12-2部分基于機(jī)艙風(fēng)速計(jì)法的功率特性測試(Windenergygenerationsystems-Part12-2:Powerperformanceofelectricity-producingwindturbinesbasedonnacelleanemometry)IEC61400-12-3風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)第12-3部分：功率特性測試場地標(biāo)定((Windenergygenerationsystems–Part12-3:Powerperformance–Measurementbasedsitecalibration)IEC61400-12-5風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)第12-5部分：障礙物與地形評(píng)估（Windenergygenerationsystems-Part12-5:Powerperformance-Assessmentofobstaclesandterrain）IEC61400-50-1風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)第50-1部分：風(fēng)速測量氣象桅桿、機(jī)艙與輪轂安裝儀器的應(yīng)用2GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022（Windenergygenerationsystems-Part50-1:Windmeasurement-Applicationofmeteorologicalmast,nacelleandspinnermountedinstruments）IEC61400-50-2風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)第50-2部分：風(fēng)速測量地基式遙感（Windenergygenerationsystems-Part50-2:Windmeasurement-Applicationofground-mountedremotesensingtechnology）IEC61869-1互感器第1部分：通用技術(shù)要求（InstrumentTransformers-Part1:Generalrequirements）IEC61869-2互感器第2部分：電流互感器的補(bǔ)充技術(shù)要求（InstrumentTransformers-Part2:Additionalrequirementsforcurrenttransformers）IEC61869-3互感器第3部分：電磁式電壓互感器的補(bǔ)充技術(shù)要求（InstrumentTransformers-Part3:Additionalrequirementsforinductivevoltagetransformers）ISO2533標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（Standardatmosphere）ISO/IECGUIDE98-3:2008不確定度測量第3部分：測量不確定度表達(dá)指南（Uncertaintyofmeasurement-Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement(GUM:1995)）3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1準(zhǔn)確度accuracy被測量（物）的測量值與真實(shí)值的接近程度。3.2年發(fā)電量annualenergyproductionAEP利用測量功率曲線和輪轂高度不同風(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，計(jì)算中假設(shè)可利用率為100%。3.3大氣穩(wěn)定度atmosphericstability對(duì)風(fēng)是否促進(jìn)或抑制垂直混合趨勢的度量。注：穩(wěn)定大氣的特點(diǎn)是相對(duì)于不穩(wěn)定大氣，隨海拔變化的溫度梯度高，風(fēng)切變高，可能存在風(fēng)轉(zhuǎn)向和較低的湍流強(qiáng)度。中性和不穩(wěn)定大氣通常導(dǎo)致較低的溫度梯度和風(fēng)切變。3.4復(fù)雜地形complexterrain試驗(yàn)場地周圍有可能引起氣流畸變的地形顯著變化的地帶或障礙物（3.18）。3.5切入風(fēng)速cut-inwindspeed風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開始發(fā)電的最低風(fēng)速。3.6GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022切出風(fēng)速cut-outwindspeed風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于風(fēng)速過大從電網(wǎng)切出的風(fēng)速。3.7數(shù)據(jù)組dataset在連續(xù)時(shí)段內(nèi)采集的數(shù)據(jù)集。3.8距離常數(shù)distanceconstant風(fēng)速計(jì)的時(shí)間響應(yīng)指標(biāo)。定義為風(fēng)速計(jì)顯示值達(dá)到輸入風(fēng)速實(shí)際值的63%時(shí)，通過風(fēng)速計(jì)的氣流行程長度。3.9外推功率曲線extrapolatedpowercurve用估計(jì)方法對(duì)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flowdistortion由障礙物、地形變化或其它風(fēng)力發(fā)電機(jī)組引起的氣流改變，其結(jié)果是造成測量位置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組位置上的風(fēng)速差異。3.11輪轂高度（風(fēng)力發(fā)電機(jī)組）hubheight從地面到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪掃掠面中心的高度。注：垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂高度定義為轉(zhuǎn)子掃掠面質(zhì)心到地面的高度。3.12測量功率曲線measuredpowercurve按確定的程序測試、校正和規(guī)格化處理后，用圖形和表格表示的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組凈功率輸出與風(fēng)速的函數(shù)關(guān)系。3.13測量周期measurementperiod功率特性測試中收集具有統(tǒng)計(jì)意義的重要數(shù)據(jù)的時(shí)間段。3.14測量扇區(qū)measurementsector獲取功率曲線所需數(shù)據(jù)的風(fēng)向扇區(qū)。3.15區(qū)間法methodofbins將測試數(shù)據(jù)按照間隔區(qū)間分組的數(shù)據(jù)處理方法。注：對(duì)于各區(qū)間數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)樣本，對(duì)各區(qū)間參數(shù)求和并計(jì)算平均值。3.16凈有功功率netactiveelectricpower4GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸送給電網(wǎng)的電功率值。3.17正常維護(hù)normalmaintenance任何獨(dú)立于功率特性測試的，在正常維護(hù)計(jì)劃內(nèi)的改變，如更換機(jī)油，清洗葉片，任何超出常規(guī)維護(hù)程序（如修理損壞部件）但不改變風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配置的事件。3.18障礙物obstacle阻擋風(fēng)流動(dòng)，產(chǎn)生氣流畸變的固定物體，如建筑物和樹。3.19槳距角pitchangle在指定的葉片徑向位置（通常為100%葉片半徑處葉片弦線與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面間的夾角。3.20功率系數(shù)powercoefficient風(fēng)力發(fā)電機(jī)組凈功率與風(fēng)輪掃掠面上從自由流得到的可用功率之比。3.21功率特性powerperformance風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電能力的度量。3.22額定功率ratedpower部件、儀器和裝置在特定運(yùn)行條件下，通常由制造商制定的功率量值。3.23風(fēng)輪等效風(fēng)速rotorequivalentwindspeed考慮風(fēng)速隨高度變化，與風(fēng)輪掃掠面的動(dòng)能通量相應(yīng)的風(fēng)速，如式（5）所示。3.24專項(xiàng)維護(hù)specialmaintenance任何在正常維護(hù)程序范圍之外的，不改變風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配置的事件，例如，在測試期間改進(jìn)功率特性，計(jì)劃外的葉片清洗，主要部件的更換。3.25標(biāo)準(zhǔn)不確定度standarduncertainty用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的測量結(jié)果不確定度。3.26掃掠面積sweptarea對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)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。注：對(duì)于蹺蹺板式風(fēng)輪，指的是風(fēng)輪在垂直于低速軸的平面上的投影面積。對(duì)于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，指的是旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪在垂直平面的投影面積。3.27測試場地testsiteGB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022被測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所在地點(diǎn)及環(huán)境。3.28測量不確定度uncertaintyinmeasurement關(guān)系到測試結(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windmeasurementequipment測風(fēng)塔或遙感設(shè)備。3.30風(fēng)切變windshear風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪高度范圍內(nèi)的風(fēng)速變化。3.31風(fēng)切變指數(shù)windshearexponentα風(fēng)速隨高度變化的冪指數(shù)。注：此參數(shù)作為IEC61400-12vziha...............................................................(1)式中：vh——輪轂高度處的風(fēng)速（m/sH——輪轂高度（mvzi——高度zi處的風(fēng)速（m/sα——風(fēng)切變指數(shù)。3.32風(fēng)轉(zhuǎn)向windveer風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪高度范圍內(nèi)的風(fēng)向變化。4符號(hào)和單位AAiAwAEPBB10min風(fēng)輪掃掠面積第i段風(fēng)輪的面積威布爾分布尺度參數(shù)年發(fā)電量大氣壓測量氣壓的10min平均皮托管壓頭系數(shù)第i個(gè)區(qū)間的功率系數(shù)[m/s][Wh]--6GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022CQAccB,icd,icindexck,icccp,iDDeDndF(V)ififr,MMfr,RSDHhIkkwkbkckfkρKB,tKB,sKB,dKT,tKT,sKT,d廣義氣動(dòng)扭矩系數(shù)推力系數(shù)參數(shù)的（偏微分）靈敏度系數(shù)第i個(gè)區(qū)間的氣壓靈敏度系數(shù)第i個(gè)區(qū)間的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)靈敏度系數(shù)索引參數(shù)靈敏度系數(shù)第i個(gè)區(qū)間的第k個(gè)分量的靈敏度系數(shù)第i個(gè)區(qū)間的溫度靈敏度系數(shù)第i個(gè)區(qū)間的風(fēng)速靈敏度系數(shù)第i個(gè)區(qū)間的空氣密度校正靈敏度系數(shù)風(fēng)輪直徑等效風(fēng)輪直徑鄰近運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪直徑測風(fēng)塔直徑風(fēng)速的瑞利累積概率分布函數(shù)風(fēng)速區(qū)間內(nèi)風(fēng)速的相對(duì)發(fā)生概率利用測風(fēng)塔上安裝的設(shè)備測量的風(fēng)切變校正系數(shù)利用遙感設(shè)備測量的風(fēng)切變校正系數(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂高度障礙物的高度杯式風(fēng)速計(jì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分級(jí)值威布爾分布形狀參數(shù)阻塞校正系數(shù)風(fēng)洞校準(zhǔn)系數(shù)其他風(fēng)洞的風(fēng)洞校正系數(shù)（僅用于不確定度評(píng)估）空氣密度的濕度校正氣壓計(jì)靈敏度氣壓計(jì)增益氣壓計(jì)采樣轉(zhuǎn)換溫度傳感器靈敏度溫度傳感器增益溫度傳感器采樣轉(zhuǎn)換---[W/Pa]---[W/K][W/(m/s)][W/(kg/m3)]----[kg?m2]------[N/(m2?V)]--[K/A][A/V]-GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022Kp,t壓力傳感器靈敏度-Kp,s壓力傳感器增益-Kp,d壓力傳感器采樣轉(zhuǎn)換-Lm測風(fēng)塔桁架相鄰支架間距離L風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與測風(fēng)設(shè)備之間的距離Le風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或測風(fēng)設(shè)備與障礙物之間的距離Ln風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或測風(fēng)設(shè)備與鄰近運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間的距離障礙物的高度障礙物的寬度M每個(gè)區(qū)間內(nèi)的不確定度分量個(gè)數(shù)-MAA類不確定度分量個(gè)數(shù)-MBB類不確定度分量個(gè)數(shù)-N區(qū)間個(gè)數(shù)-Nh一年的小時(shí)數(shù)，約8760小時(shí)Ni風(fēng)速區(qū)間i內(nèi)10min數(shù)據(jù)組個(gè)數(shù)-Nj風(fēng)向區(qū)間j內(nèi)的10min數(shù)據(jù)組個(gè)數(shù)-n采樣間隔內(nèi)的采樣數(shù)-nh可用的測量高度個(gè)數(shù)-PO障礙物的孔隙度（0：實(shí)心的，1：無障礙物）-Pi第i個(gè)區(qū)間的規(guī)格化平均功率Pn規(guī)格化功率Pn,i,j第i個(gè)區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)組j的規(guī)格化功率輸出P10min測量功率的10min平均值PW蒸氣壓力QA氣動(dòng)扭矩[N?m]Qf摩擦扭矩[N?m]R風(fēng)輪半徑R0干燥空氣氣體常數(shù)（287.05）[J/(kg?K)]Rd到測風(fēng)塔中心的距離Rw水蒸氣氣體常數(shù)（461.5）[J/(kg?K)]RSD遙感設(shè)備-r相關(guān)系數(shù)-sA類不確定度分量-8GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022sAsk,isissscsɑ,jSTTIT10mintUUdUiUt--Uuuuuc,iuindexV,iT,iVT,i,jAD,iuuuuVVi風(fēng)洞風(fēng)速時(shí)間序列的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)分量k的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)功率的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度場地標(biāo)定的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度氣象變量的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度第j個(gè)區(qū)間內(nèi)風(fēng)速比的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度測風(fēng)塔實(shí)度絕對(duì)溫度湍流強(qiáng)度測量絕對(duì)氣溫10min平均值風(fēng)速中心風(fēng)速偏差值等效水平風(fēng)速第i個(gè)區(qū)間內(nèi)的風(fēng)速臨界風(fēng)速風(fēng)速矢量B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量年發(fā)電量估計(jì)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)氣壓的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)功率的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)的B類合成不確定度索引參數(shù)的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)分量k的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)功率的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)風(fēng)速的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)氣溫的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度場地標(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)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)空氣密度校正的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度風(fēng)速輪轂高度的年平均風(fēng)速第i個(gè)區(qū)間規(guī)格化平均風(fēng)速---[m/s][Wh]---[m/s][m/s][m/s][m/s][m/s]--[W?h]---[m/s][m/s][kg/m3][m/s][m/s][m/s]GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022Vn規(guī)格化風(fēng)速[m/s]Vn,i,j第i個(gè)區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)組j的規(guī)格化風(fēng)速[m/s]V10min測量風(fēng)速的10min平均值[m/s]v風(fēng)速橫向分量[m/s]v平均氣流速度[m/s]veq測量等效風(fēng)速[m/s]veq,final最終風(fēng)輪等效風(fēng)速[m/s]veq,MM基于測風(fēng)塔測量的等效風(fēng)速[m/s]veq,RSD基于遙感設(shè)備測量的等效風(fēng)速[m/s]vh輪轂高度處的風(fēng)速[m/s]vh,MM用測風(fēng)塔測量的輪轂高度處風(fēng)速[m/s]vhn特定的輪轂高度規(guī)格化風(fēng)速[m/s]vh,RSD用遙感設(shè)備測量的輪轂高度處風(fēng)速[m/s]vi在高度i處測量的風(fēng)速[m/s]vzi高度zi處的風(fēng)速[m/s]WME測風(fēng)設(shè)備-w風(fēng)速垂直分量[m/s]wi確定偏差包絡(luò)的加權(quán)函數(shù)-Xk預(yù)處理時(shí)間周期內(nèi)的參數(shù)平均-X10min10min參數(shù)平均-x上風(fēng)向障礙物到測風(fēng)設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的距離[m]z地面以上高度[m]zi風(fēng)力發(fā)電機(jī)組第i段風(fēng)輪的高度[m]C冪律風(fēng)切變指數(shù)-εmax,i風(fēng)速范圍內(nèi)任意風(fēng)速區(qū)間的最大偏差[m/s]θ干擾扇區(qū)[o]K卡爾曼常數(shù)0.4-λ葉尖速比-p空氣密度[kg/m3]p0標(biāo)準(zhǔn)空氣密度[kg/m3]p10min空氣密度的10min平均值σP,i第i個(gè)區(qū)間內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化功率數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差[W]σ10min參數(shù)10min平均的標(biāo)準(zhǔn)偏差-GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022σ/σ/σφΦ縱向/橫向/垂直風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)偏差相對(duì)濕度（范圍從0%到100%）角速度--[rad/s]5功率特性方法概述大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪高度范圍內(nèi)的風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向因大氣穩(wěn)定度條件不同可能發(fā)生顯著變化，它同時(shí)也受現(xiàn)場地形的影響。極端大氣穩(wěn)定度條件的出現(xiàn)是特定場地問題，如果在功率特性測試期間出現(xiàn)極端大氣條件，功率曲線會(huì)出現(xiàn)明顯變化。本部分所使用的功率特性測試方法基于功率曲線的定義，該功率曲線表示為所產(chǎn)生功率和能夠有效表征通過風(fēng)輪掃掠區(qū)域的風(fēng)動(dòng)能通量的風(fēng)速之間的關(guān)系。通過垂直捕獲區(qū)域的動(dòng)能通量（指特定時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間段，通常為10min，假設(shè)風(fēng)速在此時(shí)間內(nèi)沒有變化1)通常用式（2）表示：P=pV3dA..............................................................(2)A式中風(fēng)V為在風(fēng)輪區(qū)域上的一個(gè)測量點(diǎn)的水平風(fēng)速2)。該水平風(fēng)速定義為瞬時(shí)風(fēng)速水平分量的平均速值，僅由縱向分量和橫向（非垂直）分量組成。對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，還要考慮風(fēng)轉(zhuǎn)向，并根據(jù)輪速轂高度處的風(fēng)向校正風(fēng)動(dòng)能，通常用式（3）表示：P=pVcos(Q-Qhub))3dA.................................................(3)A式中Qhub為輪轂高度處的風(fēng)向。大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪高度處的風(fēng)轉(zhuǎn)向在極端大氣穩(wěn)定度條件下可能出現(xiàn)明顯變化，它同時(shí)也受現(xiàn)場地形的影響。本部分不考慮水平面上的風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向。因此，由式（3）動(dòng)能表達(dá)式中導(dǎo)出的與風(fēng)動(dòng)能相對(duì)應(yīng)的能量等效風(fēng)速，通常用式（4）表示：V3dAi1/3..............................................(4)式中：i——風(fēng)輪面內(nèi)不同測量高度的編號(hào)3)。1)如果在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)風(fēng)速發(fā)生變化（即湍流強(qiáng)度>0則動(dòng)能（在此時(shí)間段內(nèi)平均強(qiáng)度>0的情況下，式（234）在此也被認(rèn)為是有效的。風(fēng)速變化對(duì)時(shí)間平均動(dòng)能的影響以及對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線的相關(guān)影響，采用附錄E中的湍2)對(duì)于單點(diǎn)輪轂高度風(fēng)速測量，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率與水平風(fēng)速定義的相3)然而，當(dāng)文件中提到風(fēng)速時(shí)，默認(rèn)定義是指輪轂高度風(fēng)速，除非明確說明為該定義為能量等效風(fēng)速。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022雖然水平風(fēng)速被認(rèn)為是影響風(fēng)速的參數(shù)，但在具有顯著非水平氣流（上升流或下降流）的地點(diǎn)，水平風(fēng)速的測量和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的響應(yīng)都存在額外的不確定度。當(dāng)風(fēng)輪處的風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向小且均勻（以及對(duì)于在可能更復(fù)雜的氣流條件下的風(fēng)輪直徑較小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組）時(shí)，輪轂高度測量的風(fēng)速可以很好地表示風(fēng)輪捕獲的動(dòng)能。輪轂高度風(fēng)速是本部分所有歷史版本中定義功率曲線時(shí)所用的風(fēng)速。因此，即使在葉輪高度范圍內(nèi)有更全面的風(fēng)速測量，在輪轂高度處測量的風(fēng)速作為風(fēng)速的默認(rèn)定義，也應(yīng)始終進(jìn)行測量和報(bào)告。在極端大氣穩(wěn)定度條件頻繁出現(xiàn)的地點(diǎn)和季節(jié)，建議測量風(fēng)切變。如果風(fēng)輪的整個(gè)高度范圍沒有測量風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向，則在等效風(fēng)速中增加了不確定度。該不確定度隨著風(fēng)速和風(fēng)向在不同高度上測量點(diǎn)的增加而降低。如果測量僅限于輪轂高度，且沒有測量風(fēng)輪的重要區(qū)域上的風(fēng)切變，則意味著在確定等效風(fēng)速時(shí)應(yīng)增加不確定度。對(duì)于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組4)，由于受風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向的影響較小，風(fēng)速僅用輪轂高度測量的風(fēng)速來表示，不會(huì)因?yàn)槿鄙亠L(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向測量而增加不確定度。對(duì)于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，不存在風(fēng)轉(zhuǎn)向的影響，風(fēng)轉(zhuǎn)向應(yīng)忽略。如果測試風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或測風(fēng)設(shè)備位于任何風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的尾流中，測試風(fēng)力發(fā)電機(jī)組位置和測風(fēng)設(shè)備位置處的風(fēng)況可能顯著不同，因此應(yīng)將這種情況排除在測試之外?？諝饷芏萷在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪高度范圍內(nèi)變化。然而，這種變化是很小的。在功率特性測試方法的實(shí)際執(zhí)行中，僅定義和確定輪轂高度處的空氣密度就足夠了。功率曲線被規(guī)格化為在測量周期內(nèi)測量現(xiàn)場的平均空氣密度或預(yù)定義的參考空氣密度。功率曲線也受到測試場地湍流的影響，并且湍流可能在風(fēng)輪范圍內(nèi)變化。本部分僅考慮輪轂高度處的場地湍流。高強(qiáng)度湍流增大了功率曲線在切入風(fēng)速和在額定功率下開始功率調(diào)節(jié)時(shí)的曲率半徑，而低湍流將使功率曲線的這些位置更尖銳。應(yīng)測量現(xiàn)場湍流并作為功率曲線的補(bǔ)充。如果需要，可以使用附錄E的方法對(duì)指定的湍流進(jìn)行規(guī)格化?？傊?，本部分的功率曲線是具體氣候條件的功率曲線，其中：a)空間某一點(diǎn)的風(fēng)速定義為水平風(fēng)速；b)功率曲線的風(fēng)速定義為輪轂高度風(fēng)速?？紤]到垂直風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向5)，該定義可以用式（4）中定義的等效風(fēng)速來補(bǔ)充；c)空氣密度為輪轂高度處的測量值，并將功率曲線規(guī)格化至測試期間的場地平均空氣密度或預(yù)定義的參考空氣密度；d)在輪轂高度處測量湍流，功率曲線在湍流沒有規(guī)格化的情況下得出；e)功率曲線可規(guī)格化到更寬范圍的氣候條件（例如特定空氣密度、湍流強(qiáng)度、垂直風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向）。4)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，參見IEC61400-2。6)功率曲線規(guī)格化僅適用于現(xiàn)場實(shí)際條件下有限的氣候條件范圍。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022在本部分中，提供了測量、標(biāo)定、分級(jí)、數(shù)據(jù)校正、數(shù)據(jù)規(guī)格化和不確定度確定的所有必要程序。但是，如果不是所有參數(shù)都經(jīng)過充分測量，則應(yīng)考慮由于缺乏該測量導(dǎo)致的不確定度。例如，僅用輪轂高度風(fēng)速傳感器測量大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率曲線。在這種情況下，對(duì)于風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向的變化，應(yīng)考慮不確定度。通過測量所有必需參數(shù)和使用所有相關(guān)程序，可以獲得使用本部分的最佳結(jié)果。但是，如果無法做到這一點(diǎn)，還有其他可選的測量裝置和程序。表1中描述了這些可選項(xiàng)。這些可選項(xiàng)涉及測風(fēng)設(shè)備的使用，規(guī)格化方法的應(yīng)用以及由于缺乏相關(guān)測量導(dǎo)致的額外不確定度。表1滿足本部分功率曲線測量要求的測風(fēng)設(shè)備配置概述1.輪轂高度測風(fēng)塔和2.低于輪轂高度測風(fēng)塔和所有高度的遙感3.高于輪轂高度的測平坦地形的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組7)（參見IEC平坦地形的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（參見IEC所有地形的大型、小所有地形的大型、小空氣密度、風(fēng)切變見空氣密度、風(fēng)切變見空氣密度、風(fēng)切變見缺少風(fēng)切變測量引入額外不確定度取決于額外不確定度取決于額外不確定度取決于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組缺少垂直風(fēng)切變測量，引入總的額外不確定度湍流、風(fēng)轉(zhuǎn)向和入流湍流、風(fēng)轉(zhuǎn)向和入流湍流、風(fēng)轉(zhuǎn)向和入流測風(fēng)塔氣流畸變見9.1.6場地標(biāo)定見IEC1.輪轂高度測風(fēng)塔和2.低于輪轂高度測風(fēng)塔和所有高度的遙感3.高于輪轂高度的測7)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的定義參考IEC61400-2。8)入流角對(duì)功率曲線的影響，可以用三維聲波風(fēng)速計(jì)或入流式風(fēng)向標(biāo)測量。如果采用入流角規(guī)格化，則應(yīng)記錄該GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:20226功率特性測試的前期準(zhǔn)備6.1概述與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性相關(guān)的測試條件，應(yīng)在測試報(bào)告中明確說明，詳見第10章。6.2風(fēng)電發(fā)電機(jī)組與電氣連接如第10章所述，描述并記錄風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及電氣連接情況，用以確定被測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的唯一配置。6.3測試場地6.3.1概述應(yīng)在被測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組附近安裝測風(fēng)設(shè)備，以確定驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)速。測試場地的風(fēng)切變和大氣穩(wěn)定特性可能會(huì)對(duì)風(fēng)速測量和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)測功率特性產(chǎn)生重大影響。一般來說，大氣穩(wěn)定度存在一個(gè)晝夜循環(huán)，夜間為穩(wěn)定大氣特性，白天由于日照，增加湍流和邊界層的混疊，形成不穩(wěn)定大氣。風(fēng)切變、風(fēng)轉(zhuǎn)向和湍流都與大氣穩(wěn)定度相關(guān)，它們影響輪轂高度風(fēng)速和風(fēng)輪等效風(fēng)速之間的關(guān)系，異常風(fēng)廓線可能會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的能量轉(zhuǎn)化。此外，氣流畸變可能會(huì)引起測量設(shè)備處風(fēng)速和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)速不同，盡管彼此是相關(guān)的。測試前，需要對(duì)測試場地可能引起氣流畸變的因素進(jìn)行評(píng)估，以便于：a)選擇測風(fēng)設(shè)備的安裝位置；b)確定合適的測量扇區(qū)；c)評(píng)定是否需要場地標(biāo)定，然后依據(jù)IEC61400-12-3進(jìn)行測量，確定準(zhǔn)確氣流校正系數(shù)；d)評(píng)定氣流畸變引起的不確定度。應(yīng)特別考慮以下因素：a)地形變化和粗糙度；b)其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；c)障礙物（建筑物，樹林等）。測試場地的情況應(yīng)描述清楚，詳見第10章。6.3.2測風(fēng)設(shè)備位置應(yīng)特別注意測風(fēng)設(shè)備的安裝位置，不應(yīng)距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組太近，因?yàn)樗鶞y風(fēng)速會(huì)受被測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組影響。同時(shí)也不能距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組太遠(yuǎn)，否則所測風(fēng)速和輸出功率之間的相關(guān)性將減小。測風(fēng)設(shè)備應(yīng)安裝于距被測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組2倍～4倍風(fēng)輪直徑D之間，推薦使用2.5倍風(fēng)輪直徑D的距離。對(duì)于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，參照附錄C的H.4。進(jìn)行功率特性測試前，為有助于選擇測風(fēng)設(shè)備的位置，應(yīng)選在所有扇區(qū)內(nèi)排除測風(fēng)設(shè)備和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組受氣流干擾的測量扇區(qū)。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(jī)組的上風(fēng)向，測試過程中大部分有效風(fēng)來自這GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022個(gè)方向。然而，在有些情況下，宜將測風(fēng)設(shè)備安置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組旁邊，例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝在山脊上的情況。6.3.3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(jī)組的方向，從被測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和測風(fēng)設(shè)備兩者看過去都應(yīng)如此。應(yīng)當(dāng)運(yùn)用IEC61400-12-5的程序排除所有受鄰近的風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jī)組距離分別是2D、2.5D和4D時(shí)，測風(fēng)設(shè)備受到被測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組尾流影響而排除的擾動(dòng)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)雜障礙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。圖1測風(fēng)設(shè)備距離要求及允許的最大測量扇區(qū)6.3.4由地形引起的氣流畸變的校正系數(shù)和不確定度由于地形變化可能引起氣流畸變，應(yīng)對(duì)測試場地進(jìn)行評(píng)估。應(yīng)根據(jù)IEC61400-12-5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IEC61400-12-5的要求，就無需進(jìn)行場地標(biāo)定。但是，假定不需要?dú)饬骰冃Ｕ?，則當(dāng)測風(fēng)設(shè)備在距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組2D~3D處，由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)塔在3D~4D處，不確定度為3%或更大9)。除非有客觀證據(jù)對(duì)上述不確定度有不同的量化。如果測試場地不滿足IEC61400-12-5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)IEC61400-12-3進(jìn)行測試場地標(biāo)定，對(duì)每個(gè)扇區(qū)給出測量的氣流校正系數(shù)。9)這些不確定度來源于符合IECGB/T1841.220××/IEC61400-12-1:20227測試設(shè)備7.1電功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)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壓和電流進(jìn)行。電流互感器的精度等級(jí)應(yīng)符合IEC61869-2的要求，如果使用電壓互感器，則應(yīng)符合IEC61869-3的要求。兩種互感器的精度應(yīng)為0.5級(jí)或更高。如果功率測量裝置是功率變送器，它的精度應(yīng)符合IEC60688的要求，等級(jí)為0.5級(jí)或更高。如果功率測量裝置不是功率變送器，則其測量精度應(yīng)等同于功率變送器的0.5級(jí)。功率測量裝置的量程應(yīng)設(shè)置為測量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組瞬時(shí)功率的正負(fù)峰值。建議兆瓦級(jí)有功功率控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的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(jī)組額定功率的-25%～+125%之間10)。在測試期間所有數(shù)據(jù)都應(yīng)作周期性檢查，以確保不超過功率測量裝置的量程。功率變送器應(yīng)依據(jù)可溯源性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)。功率測量裝置應(yīng)安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)連接點(diǎn)之間，以確保測量的僅是凈有功功率，即減去風(fēng)力發(fā)電機(jī)組消耗的功率。應(yīng)說明測量是在變壓器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組側(cè)還是電網(wǎng)側(cè)進(jìn)行。7.2風(fēng)速7.2.1概述僅在輪轂高度處測量的風(fēng)速是默認(rèn)的風(fēng)速，也應(yīng)一直使用。輪轂高度風(fēng)速因?yàn)橹粶y量了一個(gè)高度的風(fēng)速，相對(duì)于風(fēng)輪等效風(fēng)速（REWS）存在一定的局限性，而且由于缺少風(fēng)廓線和風(fēng)轉(zhuǎn)向（見B.11.2.2）的測量，會(huì)產(chǎn)生額外的不確定度。推薦測量風(fēng)輪下葉尖至輪轂中心的風(fēng)切變作為輪轂高度風(fēng)速測量的補(bǔ)充，以降低風(fēng)速測量的不確定度。為了進(jìn)一步降低風(fēng)速測量的不確定度，應(yīng)將風(fēng)輪等效風(fēng)速（REWS）（詳見9.1.3.2和附錄H）作為功率曲線的風(fēng)速輸入變量。考慮到目前各種測量技術(shù)相對(duì)于不同復(fù)雜程度的地形存在的限制，表2總結(jié)了各種風(fēng)速測量配置。遙感設(shè)備應(yīng)用前提是水平氣流均勻通過掃描體，該技術(shù)限制了其只能應(yīng)用在非復(fù)雜地形條件下的功率特性測試。因此，風(fēng)速測量配置應(yīng)按照表2要求。表2風(fēng)速測量配置表√√輪轂高度測風(fēng)塔+遙√√√遙感設(shè)備+非輪轂高√√10)其他情況下可能需要更大的范圍，這需要單獨(dú)確定。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022高于輪轂高度+2/3風(fēng)√√√√不同的傳感器配置包括按照IEC61400-50-1要求的測風(fēng)塔頂部安裝風(fēng)速計(jì)、測風(fēng)塔側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)和按照IEC61400-50-2要求的遙感設(shè)備，這些設(shè)備提供輪轂高度風(fēng)速、風(fēng)輪等效風(fēng)速和風(fēng)廓線的測量。IEC61400-50-1將對(duì)頂部安裝風(fēng)速計(jì)，側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)和遙感設(shè)備配置的一般和通用要求進(jìn)行描述，同時(shí)，IEC61400-50-2將對(duì)使用這些傳感器配置進(jìn)行測量的特殊應(yīng)用要求進(jìn)行描述。7.2.2測風(fēng)塔風(fēng)速計(jì)通用要求以下要求適用于IEC61400-50-1描述的所有杯式風(fēng)速計(jì)和聲波風(fēng)速計(jì)應(yīng)用。用于功率特性測試的風(fēng)速計(jì)安裝應(yīng)包括一個(gè)輪轂高度的主風(fēng)速計(jì)和一個(gè)控制風(fēng)速計(jì)。傳感器應(yīng)符合IEC61400-50-1對(duì)杯式風(fēng)速計(jì)和聲波風(fēng)速計(jì)的要求。用于功率特性測試的風(fēng)速計(jì)的等級(jí)不低于1.7A或1.7C。此外，在需要進(jìn)行場地標(biāo)定的地形中，推薦使用等級(jí)不低于2.5B、2.5D或1.7S的風(fēng)速計(jì)，詳見IEC61400-50-1。風(fēng)速計(jì)在測量前應(yīng)根據(jù)IEC61400-50-1進(jìn)行校準(zhǔn)，如有需要，應(yīng)在測試完成后再次進(jìn)行校準(zhǔn)（即后校準(zhǔn)）。必須進(jìn)行檢查和記錄以保證在整個(gè)測試期間風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)的有效性?？梢酝ㄟ^將初始校準(zhǔn)結(jié)果與后校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)來實(shí)現(xiàn)，或者作為替代方案，可依據(jù)IEC61400-50-1進(jìn)行風(fēng)速計(jì)現(xiàn)場比對(duì)來實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行了后校準(zhǔn)的情況下，在4m/s～12m/s的風(fēng)速區(qū)間內(nèi)，測試前后校準(zhǔn)回歸線的偏差應(yīng)在±0.1m/s之間。只有在測試前進(jìn)行了校準(zhǔn)的風(fēng)速計(jì)，才能用于功率特性測試。風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)的流程應(yīng)按照IEC61400-50-1進(jìn)行。在4m/s～12m/s風(fēng)速區(qū)間內(nèi)，如果測試前后校準(zhǔn)回歸線的最大偏差超出了±0.1m/s，則風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度（uVS,precal,i）需增加（至少是最大偏差，但不要超過±0.2m/s）。如果偏差超過±0.2m/s，就需要依據(jù)IEC61400-50-1進(jìn)行風(fēng)速計(jì)現(xiàn)場比對(duì)，以便找出數(shù)據(jù)偏離發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)，后續(xù)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)就應(yīng)進(jìn)行剔除。如果通過現(xiàn)場比對(duì)檢查不能確定數(shù)據(jù)偏差發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)，需要把后校準(zhǔn)的偏差加入到不確定度中。作為替代方案，應(yīng)使用IEC61400-50-1規(guī)定的現(xiàn)場校準(zhǔn)流程來檢查風(fēng)速計(jì)在整個(gè)測試期間的完整性。在這個(gè)過程中需要有一個(gè)參考風(fēng)速計(jì)用來監(jiān)控主風(fēng)速計(jì)。在使用杯式風(fēng)速計(jì)作為主風(fēng)速計(jì)的情況下，應(yīng)使用杯式或聲波風(fēng)速計(jì)作為參考風(fēng)速計(jì)。如果使用聲波風(fēng)速計(jì)作為主風(fēng)速計(jì)，參考風(fēng)速計(jì)應(yīng)使用杯式風(fēng)速計(jì)。如果功率特性曲線中的風(fēng)輪等效風(fēng)速（REWS）是通過高于輪轂高度的測風(fēng)塔測量，需要在輪轂高度處側(cè)面安裝一個(gè)主風(fēng)速計(jì)，參考風(fēng)速計(jì)的安裝需符合IEC61400-50-1的安裝要求。IEC61400-50-1列出了風(fēng)速測量不確定度的多種來源。校準(zhǔn)不確定度應(yīng)依據(jù)IEC61400-50-1得出。由運(yùn)行特性帶來的不確定度應(yīng)依據(jù)IEC61400-50-1標(biāo)明的不同風(fēng)速計(jì)等級(jí)得出。安裝不確定度應(yīng)依據(jù)GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022IEC61400-50-1得出。7.2.3頂部安裝風(fēng)速計(jì)如果使用頂部安裝風(fēng)速計(jì)進(jìn)行風(fēng)速測量，應(yīng)依據(jù)IEC61400-50-1規(guī)定的安裝要求進(jìn)行風(fēng)速計(jì)安裝。風(fēng)速計(jì)的安裝高度11)應(yīng)通過測量進(jìn)行驗(yàn)證，并記錄測量方法及其標(biāo)準(zhǔn)不確定度12)。風(fēng)速傳感器距離地面估計(jì)高度的測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)不大于0.2m。參考風(fēng)速計(jì)的安裝也應(yīng)符合IEC61400-50-1的要求。關(guān)于避雷針與頂部風(fēng)速計(jì)分開距離及尾流干擾應(yīng)滿足IEC61400-50-1要求，則不需要考慮由于流場畸變引起的額外不確定度。7.2.4側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)安裝應(yīng)符合IEC61400-50-1中對(duì)側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)的安裝要求。側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)的安裝高度應(yīng)通過測量進(jìn)行驗(yàn)證，并記錄測量方法及其標(biāo)準(zhǔn)不確定度（見腳注11)）。高度測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)不大于0.2m。工作在測風(fēng)塔尾流中的風(fēng)速計(jì)會(huì)受到高度干擾。這種情況下風(fēng)速不能用于功率特性分析。允許對(duì)側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)進(jìn)行測風(fēng)塔氣流畸變校正，詳細(xì)的校正方法將在9.1.2和IEC61400-50-1中進(jìn)行描述。校正的技術(shù)依據(jù)和校正的結(jié)果都應(yīng)進(jìn)行記錄。風(fēng)速計(jì)的安裝橫桿應(yīng)采用一致的方向，確保在不同高度層的氣流畸變相似。測風(fēng)塔和橫桿應(yīng)設(shè)計(jì)為在傳感器處具有相似的氣流畸變效應(yīng)，在不同高度之間的最大允許風(fēng)速偏差為1%。測風(fēng)塔截面尺寸在每一個(gè)高度應(yīng)一致。因此，對(duì)于獨(dú)立測風(fēng)塔，在較低高度測風(fēng)塔橫截面面積較大的情況下，應(yīng)特別注意IEC61400-50-1中的建議。另一替代的方法是，在各測量高度的另一個(gè)橫桿上安裝第二個(gè)風(fēng)速計(jì)來限制測量扇區(qū)，使得風(fēng)速測量偏離不超過1%。7.2.5遙感設(shè)備（RSD）遙感設(shè)備應(yīng)用前提是水平氣流均勻通過掃描體，該技術(shù)限制了其只能應(yīng)用在IEC61400-12-5中定義的非復(fù)雜地形條件下的功率特性測試。遙感設(shè)備必須在測試開始前進(jìn)行驗(yàn)證或依據(jù)IEC61400-50-2進(jìn)行現(xiàn)場比對(duì)。遙感設(shè)備可以測量多于一個(gè)高度的風(fēng)速，能用于測量輪轂高度風(fēng)速、風(fēng)廓線、風(fēng)轉(zhuǎn)向和風(fēng)輪等效風(fēng)速等（詳見7.2.8）。無論如何，遙感設(shè)備都應(yīng)持續(xù)與安裝高度不低于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪下葉尖高度或不低于40m（詳見IEC61400-50-2）的頂部安裝風(fēng)速計(jì)同步比對(duì)。此處頂部安裝風(fēng)速計(jì)的要求與7.2.3中描述的相同。遙感設(shè)備風(fēng)速測量的不確定度應(yīng)依據(jù)IEC61400-50-2得出。7.2.6風(fēng)輪等效風(fēng)速測量如果風(fēng)速測量與7.2.8中定義的一樣，測量三個(gè)及以上不同風(fēng)輪高度的風(fēng)速，可以依據(jù)9.1.3計(jì)算出風(fēng)輪的等效風(fēng)速。注意，推薦三個(gè)及以上測量高度。以下是三種測量風(fēng)輪等效風(fēng)速的描述：a)如果現(xiàn)場地形符合IEC61400-12-5中地形要求，輪轂高度測風(fēng)塔頂部安裝風(fēng)速計(jì)符合7.2.3要求，11)為了定義地面高度，可以對(duì)測風(fēng)塔底座周圍2m半徑或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組底座周圍5m半徑范圍內(nèi)的平均海拔進(jìn)行估計(jì)。傳感器高度測量不確定度應(yīng)排除地面高度估計(jì)的不確定度。對(duì)于海上條件，地面水平應(yīng)被視為平均海平面。12)測量可以通過具有可追蹤校準(zhǔn)的測量裝置來進(jìn)行，例如能夠從垂直平面中的角度測量中獲得高度的經(jīng)緯儀。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022并且遙感設(shè)備符合7.2.5要求。結(jié)合風(fēng)速計(jì)與遙感設(shè)備測量的風(fēng)速數(shù)據(jù)，依據(jù)9.1.3計(jì)算出風(fēng)輪等效風(fēng)速；b)如果現(xiàn)場地形符合IEC61400-12-5中地形要求，非輪轂高度測風(fēng)塔頂部安裝風(fēng)速計(jì)符合7.2.3要求，并且遙感設(shè)備符合7.2.5要求，通過遙感設(shè)備測量的風(fēng)速數(shù)據(jù)，依據(jù)9.1.3直接計(jì)算出風(fēng)輪等效風(fēng)速；c)如果現(xiàn)場用于測量的測風(fēng)塔高于輪轂高度，且安裝有覆蓋風(fēng)輪高度的側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)，其中一個(gè)安裝在輪轂高度。通過側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)測得的風(fēng)速數(shù)據(jù)，依據(jù)9.1.3直接計(jì)算出風(fēng)輪等效風(fēng)速。7.2.7輪轂高度風(fēng)速測量以下描述了三種輪轂高度風(fēng)速的測量方案：a)如果使用了輪轂高度的測風(fēng)塔，則輪轂高度風(fēng)速測量應(yīng)符合7.2.3的要求；b)如果地形符合IEC61400-12-5的要求，則輪轂高度風(fēng)速能通過符合7.2.5要求的遙感設(shè)備進(jìn)行測量。特別注意，需要有頂部安裝的風(fēng)速計(jì)與遙感設(shè)備持續(xù)進(jìn)行比對(duì)；c)如果安裝有高于輪轂高度的測風(fēng)塔，就能更好的覆蓋風(fēng)輪范圍。在這種情況下，輪轂高度的風(fēng)速將通過安裝在橫桿上的側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)來測得，并符合7.2.4中的要求。根據(jù)輪轂高度風(fēng)速的定義，缺乏風(fēng)輪掃掠面內(nèi)的垂直風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向的信息，依據(jù)附錄B要求應(yīng)基于所測得的或估計(jì)的風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向添加不確定度分量。如果只有輪轂高度的風(fēng)速測量是可用的，基于場地特性（如粗糙度）、前期測量數(shù)據(jù)或場地模型（如資源評(píng)估模型）估算的風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向應(yīng)加入到不確定度評(píng)估中。當(dāng)輪轂高度風(fēng)速是通過遙感設(shè)備或高于輪轂高度測風(fēng)塔的側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)或低于輪轂高度的側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)測得，且符合7.2.8最低要求，通過遙感設(shè)備和側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)取得的風(fēng)切變和風(fēng)轉(zhuǎn)向應(yīng)加入到不確定度評(píng)估中。7.2.8風(fēng)切變測量當(dāng)風(fēng)速測量涵蓋多個(gè)測量高度時(shí)，應(yīng)測量風(fēng)切變，并用于風(fēng)輪等效風(fēng)速的計(jì)算或風(fēng)切變冪律指數(shù)的計(jì)算。風(fēng)切變可以通過7.2.4中描述的側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)或7.2.5中描述的遙感設(shè)備測量。使用遙感設(shè)備或測風(fēng)塔測量風(fēng)切變的更進(jìn)一步的要求在IEC61400-50-2和IEC61400-50-1中單獨(dú)給出。風(fēng)輪等效風(fēng)速測量應(yīng)包含測量輪轂高度以上的風(fēng)速。為了使基于測量的風(fēng)切變校正可用，至少需要風(fēng)輪掃掠面積范圍內(nèi)的三個(gè)高度的風(fēng)速測量。當(dāng)然，為了使風(fēng)速不確定度盡可能的小，建議盡可能多的測量不同高度的風(fēng)速。測量高度應(yīng)對(duì)稱地分布在輪轂中心垂直方向兩側(cè)。測量高度至少應(yīng)包含以下高度：a)輪轂高度±1%；b)H-R到H-2/3R之間；c)H+2/3R到H+R之間。其中，H是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂中心高度，R是風(fēng)輪半徑，具體示意詳見圖2。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022圖2適用于測量風(fēng)輪等效風(fēng)速的風(fēng)切變測量高度如果測風(fēng)塔高度與輪轂中心高度相等或稍高一點(diǎn)，就無法測量高于輪轂高度處的風(fēng)速，以至于無法按常規(guī)進(jìn)行風(fēng)切變測量。這種情況下，風(fēng)切變的測量高度至少包含以下高度：a)在靠近輪轂高度處安裝一個(gè)符合IEC61400-50-1要求，與頂部安裝風(fēng)速計(jì)獨(dú)立的側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)；b)在H-R到H-2/3R之間安裝一個(gè)符合IEC61400-50-1要求的側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)。其中，H是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂中心高度，R是風(fēng)輪半徑，具體示意見圖3。圖3當(dāng)無法獲取高于輪轂高度風(fēng)速時(shí)的風(fēng)切變測量高度（只適用于風(fēng)切變指數(shù)的測定）GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:20227.3風(fēng)向風(fēng)向測量作為場地標(biāo)定的一個(gè)輸入量，用于剔除無效扇區(qū)和測定風(fēng)轉(zhuǎn)向。風(fēng)向應(yīng)由風(fēng)向傳感器測得，風(fēng)向傳感器可以是風(fēng)向標(biāo)、2D/3D的聲波風(fēng)速計(jì)或遙感設(shè)備。如果使用了聲波風(fēng)速計(jì)，需要同時(shí)使用傳統(tǒng)風(fēng)向標(biāo)作為參考風(fēng)向標(biāo)。如果使用遙感設(shè)備，需依據(jù)IEC61400-50-2對(duì)遙感設(shè)備的風(fēng)向進(jìn)行驗(yàn)證測試。平均風(fēng)向應(yīng)通過確定瞬時(shí)水平風(fēng)向并進(jìn)行10min平均計(jì)算得到。矢量平均（對(duì)瞬時(shí)風(fēng)向的余弦分量和正弦分量進(jìn)行平均，然后對(duì)平均值進(jìn)行求反正切，然后調(diào)整到0°~360°范圍內(nèi)。）是一種獲得平均風(fēng)向的方法。另一種方法是，擴(kuò)展風(fēng)向的范圍超過360°,進(jìn)行10min平均，然后調(diào)整到0°~360°范圍內(nèi)。通常在風(fēng)向傳感器本體的北向標(biāo)識(shí)處存在數(shù)據(jù)測量盲區(qū)，而這個(gè)盲區(qū)通常又未定義（開路或短路盲區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)應(yīng)被剔除。風(fēng)向測量的校準(zhǔn)、運(yùn)行、安裝的合成不確定度應(yīng)小于5°。風(fēng)向傳感器必須依據(jù)IEC61400-50-1提供的指導(dǎo)進(jìn)行校準(zhǔn)。7.4空氣密度空氣密度應(yīng)通過測量氣溫、氣壓和空氣相對(duì)濕度得到。作為濕度測量的一種替代方案，如果未測量濕度，可以假定相對(duì)濕度為50%?？諝饷芏鹊挠?jì)算可以采用9.1.5中的式（12）進(jìn)行計(jì)算。溫度傳感器應(yīng)安裝在與輪轂高度差小于10m的范圍內(nèi)，以代表風(fēng)輪中心的氣溫。溫度傳感器的安裝要求參見IEC61400-50-1，其中所用到的測風(fēng)塔的高度低于輪轂的高度。溫度傳感器應(yīng)安裝在輻射罩內(nèi)。氣壓傳感器應(yīng)安裝在與輪轂高度差小于10m的范圍內(nèi)，以代表風(fēng)輪中心的氣壓。氣壓的測量應(yīng)依據(jù)ISO2533校正至輪轂高度。濕度傳感器應(yīng)安裝在與輪轂高度差小于10m范圍內(nèi)，以代表風(fēng)輪中心的濕度。如果用于功率曲線測試的測風(fēng)塔低于輪轂高度（特別是像附錄D中定義的，當(dāng)較低的測風(fēng)塔和遙感設(shè)備結(jié)合使用的情況溫度、濕度和壓力傳感器應(yīng)安裝在距主風(fēng)速計(jì)1.5m~10m的高度范圍內(nèi)。根據(jù)本部分標(biāo)準(zhǔn)，大氣壓需調(diào)整到輪轂高度處。此外，應(yīng)假設(shè)大氣按照ISO2533標(biāo)準(zhǔn)變化，將空氣溫度調(diào)整到輪轂高度；或者將溫度傳感器安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙上，安裝高度至少高于機(jī)艙頂1m，且位于任何通風(fēng)系統(tǒng)的上風(fēng)向。7.5風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和槳距角如有特殊需要，在整個(gè)測試中應(yīng)測量轉(zhuǎn)速和槳距角，例如進(jìn)行與噪聲測試相關(guān)的測量。如果進(jìn)行測量，需要在報(bào)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(duì)于失速控制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。監(jiān)控影響葉片狀況的因素有利于了解風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特性，這些因素包括降雨、結(jié)冰、昆蟲和污垢等。7.7風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022應(yīng)識(shí)別、驗(yàn)證和監(jiān)控足夠多的狀態(tài)信號(hào)以便依據(jù)8.4來篩選數(shù)據(jù)。這些狀態(tài)信號(hào)可從風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)得到13)，應(yīng)在報(bào)告中說明每種狀態(tài)信號(hào)的定義。7.8數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于收集測試數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或按8.3所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)組，每個(gè)通道的采樣率至少是1Hz。將已知可溯源的校準(zhǔn)源的信號(hào)接入傳感器終端并將這些數(shù)據(jù)的輸入信號(hào)與記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，以驗(yàn)證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通道（傳輸、信號(hào)調(diào)理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）的校準(zhǔn)和精度。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(jì)。8測量程序8.1概述測量程序的目標(biāo)是采集一系列滿足明確定義要求的數(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(jī)組功率特性。如第10章所述，測量程序應(yīng)詳細(xì)記錄，使每個(gè)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A所述，測量準(zhǔn)確度須用標(biāo)準(zhǔn)不確定度表述。在測試周期中，數(shù)據(jù)應(yīng)周期性檢查以保證測試結(jié)果的高質(zhì)量及可重復(fù)性。在功率特性測試期間，應(yīng)把所有重要事件寫入工作日志。8.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在測試期間，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)按照其運(yùn)行手冊(cè)的規(guī)定正常運(yùn)行，同時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的配置不能更改。應(yīng)按第10章中的描述，記錄風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。整個(gè)測試期間，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以進(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，如為了保證良好的功率特性所進(jìn)行的定期葉片清洗都應(yīng)特別注明。通常應(yīng)避免此類特殊維護(hù)。8.3數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)應(yīng)以1Hz或更高的采樣頻率連續(xù)采集。如果測量氣溫、氣壓、濕度以及降雨量（可選項(xiàng)），則可以用較低采樣頻率采集，但至少每分鐘一次。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)，或數(shù)據(jù)組的以下統(tǒng)計(jì)值：a)平均值；b)標(biāo)準(zhǔn)偏差；c)最大值；d)最小值。所選數(shù)據(jù)組應(yīng)基于10min的連續(xù)測量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)應(yīng)采集直到滿足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(jī)組正常運(yùn)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)13)發(fā)電機(jī)切入時(shí)的狀態(tài)信號(hào)足以驗(yàn)證切出滯后控制算法GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022據(jù)組應(yīng)從數(shù)據(jù)庫中剔除：a)除風(fēng)速外的其他外部條件超出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行范圍；b)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障引起風(fēng)力發(fā)電機(jī)組停機(jī)；c)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組手動(dòng)停機(jī)、在測試或維護(hù)模式；d)測量儀器故障或降級(jí)（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)定有效扇區(qū)之外；g)場地標(biāo)定期間篩選的任何特殊大氣條件也應(yīng)在功率曲線測試期間進(jìn)行篩選。其他任何篩選標(biāo)準(zhǔn)都應(yīng)在報(bào)告中明確說明。切出控制算法中大的滯后環(huán)對(duì)功率曲線的影響可能相當(dāng)大。這些對(duì)功率曲線的影響應(yīng)排除在外，并且排除風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在高風(fēng)速下停止發(fā)電的所有數(shù)據(jù)組。在測試期間風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有切出動(dòng)作的情況下，這些測量值應(yīng)在一個(gè)特殊的數(shù)據(jù)庫中顯示，這個(gè)數(shù)據(jù)庫中包含所有數(shù)據(jù)點(diǎn)。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。切出滯后會(huì)影響到高風(fēng)速區(qū)間，并且忽略它會(huì)導(dǎo)致對(duì)發(fā)電量的過高估計(jì)，特別是在年平均風(fēng)速較高的情況下。測量期間特殊運(yùn)行條件（如灰塵、鹽、昆蟲和結(jié)冰或者是電網(wǎng)條件差異大）或大氣條件（如降雨、風(fēng)切變）下收集的子數(shù)據(jù)庫可以被選定為特殊數(shù)據(jù)庫。8.5數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)規(guī)格化之后（見9.1），所選數(shù)據(jù)組采用區(qū)間法存儲(chǔ)（見9.2）。風(fēng)速范圍應(yīng)被分成以0.5m/s整數(shù)倍的風(fēng)速中心，左右各0.25m/s的連續(xù)區(qū)間。所選數(shù)組應(yīng)至少覆蓋擴(kuò)展的風(fēng)速范圍，即從切入風(fēng)速以下1m/s到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率85%對(duì)應(yīng)風(fēng)速的1.5倍。另一種選擇為，風(fēng)速范圍應(yīng)從切入風(fēng)速以下1m/s到“AEP-測量值”大于或等于“AEP-外推值”95%時(shí)所對(duì)應(yīng)的風(fēng)速，見9.3。其中“AEP-測量值”和“AEP-外推值”是采用恰當(dāng)?shù)摹⒁恢碌娘L(fēng)速定義來定義的（如由輪轂高度的風(fēng)速導(dǎo)出的功率曲線和風(fēng)速分布以及由REWS導(dǎo)出的功率曲線和風(fēng)速分布）。對(duì)于主動(dòng)變槳控制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，當(dāng)達(dá)到額定功率以上，有三個(gè)連續(xù)風(fēng)速區(qū)間的平均功率變化不超過0.5%或者5kW，且無上升趨勢時(shí)，也可以考慮測試完成。報(bào)告中應(yīng)體現(xiàn)使用了以上哪種風(fēng)速范圍。當(dāng)滿足下列條件時(shí)，數(shù)據(jù)庫認(rèn)為是完整的：a)每一個(gè)區(qū)間至少包含30min的采樣數(shù)據(jù)；b)數(shù)據(jù)庫包含至少180h的采樣數(shù)據(jù)。如果某一區(qū)間不完整導(dǎo)致測試不完整，則可用2個(gè)完整的鄰近區(qū)間的線性插值來估計(jì)其區(qū)間值。數(shù)據(jù)庫應(yīng)在測試報(bào)告中表示出來，詳見第10章。9導(dǎo)出結(jié)果9.1數(shù)據(jù)規(guī)格化GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:20229.1.1概述以下小節(jié)中，闡述了三種規(guī)格化方法，基于影響功率曲線結(jié)果的主要?dú)庀笠蛩兀嚎諝饷芏?、風(fēng)切變和湍流強(qiáng)度。數(shù)據(jù)規(guī)格化是通過具體公式對(duì)每一個(gè)變量進(jìn)行規(guī)格化處理，其目的是為了提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。這在一定程度上可以允許不同數(shù)據(jù)組結(jié)果的對(duì)比，使它們具有一致性。應(yīng)按照?qǐng)D4中的流程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)格化。圖4數(shù)據(jù)規(guī)格化流程14)9.1.2測風(fēng)塔側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)的氣流畸變校正對(duì)測風(fēng)塔上側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)的風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行氣流畸變校正是允許的（在應(yīng)用校正之前，仍然需要滿足IEC61400-50-1中關(guān)于測風(fēng)塔氣流畸變上限為1%的要求）。任何校正方法應(yīng)按照10章中的要求進(jìn)行記錄和報(bào)告?？梢酝ㄟ^縮小測量扇區(qū)進(jìn)而使得氣流畸變低于一定閾值，從而使測風(fēng)塔氣流畸變對(duì)風(fēng)切變測量的影響最小。任何這種縮小扇區(qū)的技術(shù)依據(jù)都應(yīng)記錄。IEC61400-50-1給出了一種用于校正桁架式測風(fēng)塔氣流畸變的方法。9.1.3風(fēng)切變校正（REWS測量可用）9.1.3.1概述假設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪面內(nèi)的風(fēng)速是一致的，則輪轂高度處的風(fēng)速可以代表風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪面的風(fēng)速，并且這種代替是合理的。然而，對(duì)于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組來講，使用輪轂高度處風(fēng)速來代表整個(gè)風(fēng)14)如果可選REWS測量可用，則REWS數(shù)據(jù)與默認(rèn)輪轂高度數(shù)據(jù)同步規(guī)格化，如方括號(hào)中的條款所示。對(duì)于所有規(guī)格化步驟，REWS數(shù)據(jù)的規(guī)格化是在每個(gè)測量高度獨(dú)立進(jìn)行的，最后變/REWS/風(fēng)轉(zhuǎn)向校正。在與輪轂高度數(shù)據(jù)點(diǎn)的同步進(jìn)行的每個(gè)校正子步驟中，每個(gè)10分鐘數(shù)據(jù)GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022輪面風(fēng)速的假設(shè)就不能成立。因此有必要引入校正，這些校正應(yīng)該考慮到輪轂高度處風(fēng)速以及由風(fēng)輪面上的風(fēng)切變引起的風(fēng)速變化。以下定義三個(gè)參數(shù)：a)風(fēng)輪等效風(fēng)速；b)風(fēng)切變校正系數(shù)；c)風(fēng)切變校正后風(fēng)速。風(fēng)切變校正系數(shù)可用于導(dǎo)出附錄G中所述的特定氣候下的功率曲線。然而，這種校正是基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠轉(zhuǎn)換全部可用動(dòng)能的假設(shè)。9.1.3.2風(fēng)輪等效風(fēng)速風(fēng)輪等效風(fēng)速是指當(dāng)考慮垂直方向風(fēng)切變時(shí)，與風(fēng)輪掃掠面的動(dòng)能通量一致的風(fēng)速，至少需要有三個(gè)高度處的測量風(fēng)速可用（見7.2.6），風(fēng)輪等效風(fēng)速計(jì)算公式見式（5）。(n3Ai)1/3=|(n3Ai)1/3A)式中：nh——測量高度數(shù)量（nh≥3）；vi——第i個(gè)高度處的風(fēng)速；A——風(fēng)輪掃掠面積(πR2，風(fēng)輪半徑為R）；Ai——第i段的面積，即第i個(gè)高度處風(fēng)速vi所對(duì)應(yīng)的段面，由式（6）導(dǎo)出。段面（面積為Ai）的分界線應(yīng)選擇在位于兩個(gè)測量點(diǎn)的中間。然后根據(jù)式（6）導(dǎo)出段面面積：c(z)dz=g(zi+1)-g(zi)...............................................(6)式中：zi——第i段面分界線（H-R<zi<H+R）的高度，按照與vi相同的順序（自上而下或自下而上）編號(hào)。風(fēng)輪在高度z處的寬度以式（7）表示：c(z)=2........................................................(7)式中R風(fēng)輪半徑；H輪轂高度。積分公式為式（8R2-(z-H)22z-HR2-(z-H)R2-(z-H)2..........................(8)GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022一個(gè)10min風(fēng)速文件計(jì)算REWS的示例。本算例中，假定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂高度為80m，風(fēng)輪直徑為100m。測風(fēng)塔測量5個(gè)高度的風(fēng)速。如果高度可以選擇，理想情況下它們將是均勻分布的（40m、60m、80m、100m和120m）。本示例展示了用于REWS計(jì)算時(shí)高度獨(dú)立選定的情況。段面分界線設(shè)置在兩個(gè)連續(xù)測量點(diǎn)的中間。得到的REWS等于9.38m/s，見表3。表3REWS算例m%mmm9.1.3.3風(fēng)切變校正系數(shù)1）示例1：輪轂高度測風(fēng)塔配合遙感設(shè)備或遙感設(shè)備配合低于輪轂高度的測風(fēng)塔當(dāng)使用遙感設(shè)備測量時(shí)，風(fēng)切變校正系數(shù)定義為風(fēng)輪等效風(fēng)速和輪轂高度處測量風(fēng)速的比值，根據(jù)式（9）計(jì)算：fr,RSD=veq,RSD/vh,RSD...........................................................(9)式中：veq,RSD由遙感設(shè)備測得的風(fēng)輪等效風(fēng)速，根據(jù)式（5）定義；vh,RSD由遙感設(shè)備測得的輪轂高度處風(fēng)速。2）示例2：測風(fēng)塔高度高于輪轂高度當(dāng)使用測風(fēng)塔測量時(shí)，風(fēng)切變校正系數(shù)定義為風(fēng)輪等效風(fēng)速和輪轂高度處測量風(fēng)速的比值，根據(jù)式（10）15)計(jì)算。fr,MM=veq,MM/vh,MM.........................................................(10)式中：veq,MM是由測風(fēng)塔上風(fēng)速計(jì)測得的風(fēng)輪等效風(fēng)速，根據(jù)式（5）定義；vh,MM是由輪轂高度處風(fēng)速計(jì)測得的風(fēng)速。9.1.3.4風(fēng)速的風(fēng)切變校正注意，fr,MM僅用于出具報(bào)告。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022如果輪轂高度處風(fēng)速及風(fēng)切變均由相同類型的測風(fēng)設(shè)備測得，則風(fēng)輪等效風(fēng)速根據(jù)式（5）計(jì)算得如果輪轂高度處風(fēng)速由測風(fēng)塔上安裝的風(fēng)速計(jì)測得，且風(fēng)切變由遙感設(shè)備測得，則最終的風(fēng)輪等效風(fēng)速由式（11）計(jì)算得出：=fr,RSDvh,MM..........................................................(11)9.1.4風(fēng)轉(zhuǎn)向校正如附錄H所述，風(fēng)輪高度范圍內(nèi)的風(fēng)向變化（風(fēng)轉(zhuǎn)向）可能對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率有著顯著影響，對(duì)于風(fēng)輪直徑較大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，推薦使用包含風(fēng)轉(zhuǎn)向的風(fēng)輪等效風(fēng)速的擴(kuò)展定義。9.1.5空氣密度規(guī)格化空氣密度應(yīng)由測得的氣溫、氣壓、相對(duì)濕度根據(jù)式（12）計(jì)算得出：(Bin-ΦPw(0-))..........................................(12)式中：p10min——推導(dǎo)出的10min空氣密度平均值；T10min——測量的絕對(duì)氣溫的10min平均值，單位為開（KB10min——校正到輪轂高度處的10min氣壓平均值，單位為帕（PaR0——干燥空氣的氣體常數(shù)287.05，單位為焦每千克開爾文[J/(kg?K)]；Φ——相對(duì)濕度（范圍0%~100%Rw——水蒸氣氣體常數(shù)461.5，單位為焦每千克開爾文[J/(kg?K)]；PW——水蒸氣壓力，等于0.0000205exp(0.0631846T10min)，單位為帕（Pa水蒸氣壓力PW由10min氣溫平均值確定。所選數(shù)據(jù)組應(yīng)至少規(guī)格化到一個(gè)參考空氣密度下。參考空氣密度值應(yīng)該是在測試期間，測試場地測得的有效空氣密度數(shù)據(jù)的平均值（見8.4或者也可以選擇預(yù)定義的場地特定空氣密度。測得的空氣密度的平均值應(yīng)精確到0.01kg/m3，并且按第10章所述進(jìn)行報(bào)告。對(duì)于定槳距、定轉(zhuǎn)速的失速調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，應(yīng)根據(jù)式（13）對(duì)測量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率進(jìn)行規(guī)格化處理：P)...........................................................(13)式中：Pn規(guī)格化后的輸出功率；PpGB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022p12）推導(dǎo)出的10min空氣密度平均值。對(duì)于采用有功功率控制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，則根據(jù)式（14）對(duì)風(fēng)速進(jìn)行規(guī)格化處理：Vn=V)1/3.........................................................(14)式中：Vn規(guī)格化后的風(fēng)速；V10min測量風(fēng)速10min平均值。9.1.6湍流規(guī)格化湍流強(qiáng)度會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率曲線測試，一個(gè)重要原因是對(duì)測量輸出功率和測量風(fēng)速進(jìn)行了10min平均處理。推薦根據(jù)附錄E將功率曲線數(shù)據(jù)規(guī)格化到參考湍流強(qiáng)度下，以消除該影響。參考湍流強(qiáng)度應(yīng)在功率曲線測試之前進(jìn)行定義，可定義為輪轂高度處風(fēng)速的函數(shù)，如果未定義，則使用10%作為參考湍流強(qiáng)度。應(yīng)考慮湍流規(guī)格化的不確定度，如果功率曲線數(shù)據(jù)并未進(jìn)行湍流規(guī)格化，應(yīng)評(píng)估湍流對(duì)功率曲線不確定度的影響，推薦使用附錄E中描述的不確定度評(píng)估方法16)。9.2測試功率曲線的確定功率曲線的確定應(yīng)基于輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)輪等效風(fēng)速（若測得）。然而，僅由輪轂高度處的風(fēng)速測量數(shù)據(jù)導(dǎo)出的功率曲線的不確定度，是由于缺少對(duì)影響風(fēng)況的其他參數(shù)的信息造成的更高不確定度的一部分。需要考慮垂直風(fēng)切變、風(fēng)轉(zhuǎn)向和湍流強(qiáng)度，以減小測試功率曲線的不確定度，推薦把風(fēng)輪等效風(fēng)速作為代表性風(fēng)速，并且根據(jù)附錄E導(dǎo)出湍流規(guī)格化后的輸出功率。功率曲線可由特定風(fēng)廓線（見附錄G）下的規(guī)格化風(fēng)速和湍流規(guī)格化后的輸出功率數(shù)據(jù)導(dǎo)出。若需要對(duì)不同的功率曲線進(jìn)行對(duì)比或把功率曲線用于風(fēng)資源的評(píng)估，推薦選擇該方法。為了表示單個(gè)10min平均值，相應(yīng)風(fēng)速變量應(yīng)增加一個(gè)下標(biāo)j。對(duì)于規(guī)格化后的數(shù)據(jù)組采用區(qū)間法確定測試功率曲線，用0.5m/s的區(qū)間，依據(jù)式（15）和式（16）對(duì)每一風(fēng)速區(qū)間計(jì)算得到規(guī)格化后的風(fēng)速平均值和規(guī)格化后的輸出功率平均值：V=Vn,i,j.............................................................(15)P=Pn,i,j.............................................................(16)式中：Vi——第i區(qū)間內(nèi)規(guī)格化后的平均風(fēng)速；Vn,i,j——第i區(qū)間內(nèi)的第j個(gè)數(shù)據(jù)組規(guī)格化后的風(fēng)速；Pi——第i區(qū)間內(nèi)規(guī)格化后的平均輸出功率；16)需要注意的是，杯式風(fēng)速計(jì)、遙感設(shè)備和超聲波風(fēng)速計(jì)測量的湍GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022Pn,i,j——第i區(qū)間內(nèi)的第j個(gè)數(shù)據(jù)組規(guī)格化后的輸出功率；Ni——第i區(qū)間內(nèi)10min數(shù)據(jù)組的數(shù)目。測試功率曲線應(yīng)按第10章中所述要求給出，若功率曲線的測試是基于風(fēng)輪等效風(fēng)速，那么基于輪轂高度處風(fēng)速的功率曲線同樣也要給出。9.3年發(fā)電量（AEP）年發(fā)電量的計(jì)算方式有兩種，一種是“AEP-測量值”，另外一種是“AEP-外推值”。如果測試功率曲線并未包含切出風(fēng)速數(shù)據(jù)，則功率曲線應(yīng)從最大完整測量風(fēng)速外推到切出風(fēng)速。此外，AEP可以被定義為通用AEP或特定場地的AEP。通用AEP是結(jié)合測試功率曲線和不同的參考風(fēng)速頻率分布來評(píng)估的。對(duì)于特定項(xiàng)目，場地的風(fēng)氣候條件是已知的。如果這樣，特定場地的AEP可以基于該信息進(jìn)行計(jì)算并報(bào)告。需強(qiáng)調(diào)，由測量輪轂高度處風(fēng)速得出的功率曲線只能與輪轂高度處風(fēng)速頻率分布相結(jié)合來得出AEP，而從REWS測量得出的功率曲線只能與REWS頻率分布相結(jié)合來推導(dǎo)出AEP。將REWS功率曲線與輪轂高度風(fēng)速頻率分布（反之亦然）結(jié)合而得出的AEP是無效的。應(yīng)采用瑞利分布即形狀因子為2的威布爾分布來統(tǒng)計(jì)參考風(fēng)速頻率的分布情況。根據(jù)式（17A